• 대한토목학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.129-138
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• 1993

본 연구는 Navier-Stokes 식의 모형방정식으로 이류 및 확산거동을 갖는 선형화된 Burgers 방정식과 비선형 형태의 Burgers 방정식을 선택하여, 이에 대한 유한차분법과 유한해석법의 수치해를 해석해와 비교하여 봄으로써, 유한해석법의 응용성에 대해 고찰한 것이다. 본 연구를 통하여 얻어진 성과를 요약하면 다음과 같다. Burgers 방정식 및 선형화된 Burgers 방정식의 정상상태의 해석해를 사용하여 두 수치기법에 따른 수치해를 비교해 본 결과, 해석해와의 근사정도를 동일 기준 하에서 살펴볼 때, 유한해석법이 유한차분법보다 우수한 것으로 나타났다. Burgers 방정식의 비정상상태의 해석해에 대한 정확성 또한 유한해석법이 보다 잘 일치하는 것으로 나타났다. 특히 유한해석법은 유한차분법의 사용시 격자 크기의 선택에 따라 해의 수렴과정에서 발생할 수 있는 위상오차에 기인한 진동현상이 전혀 발생하지 않는다는 것을 확인할 수 있었으며, 따라서 유한해석법은 수치기법상 위상오차로부터 자유로운 안정된 해석기법이라고 판단된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.369-382
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• 2011

본 연구에서는 육상구조물에 작용하는 지진해일파력해석을 위하여 Navier-Stokes slover에 기초한 3차원 혼상류수치해석법을 적용하여 검토하였다. 여기서, 대상구조물을 육상저유탱크와 육상가옥으로 하여 호안과 육상구조물간의 이격거리에 따라 육상구조물에 작용하는 지진해일파력을 검토하였다. 또한 육상구조물에 작용하는 지진해일 파력의 추정을 위하여 항력만을 고려한 방법과 항력 및 관성력을 동시에 고려한 방법을 각각 적용하여 얻은 결과와 수치해석결과 및 설계기준에 의한 결과치를 비교 분석하였다. 이로부터 항력 및 관성력을 동시에 고려하여 추정한 지진해일파력이 항력만을 고려한 경우 보다 수치해석결과에 더 근접하는 것을 확인하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제19권5호
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• pp.476-483
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• 2007

이어도에 건설된 다목적 해양과학기지에서는 주위 대류 및 해류의 데이터 수집을 통해 기상, 어장예보 등의 기초 자료를 제공하는 것을 한 가지 목적으로 한다. 그런데 이어도 기지 구조물에 의한 해수 유동의 변화는 과학기지의 관측 데이터에 영향을 주어 정확한 자료 수집을 어렵게 하므로, 이어도 기지 구조물이 주위 유동에 미치는 영향을 분석하고 유동 정보 관측을 평가/보정하는 방법에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 이를 위한 기초연구로, 해류와 구조물 사이의 상호 작용을 모사 할 수 있는 알고리즘을 연구, 적용방법을 논의한다. 그 결과, 3차원 전산유체역학을 이용한 수치해석을 통해 이어도 기지 구조물 및 수중암초가 주위 유동에 미치는 영향을 연구하고 정확한 데이터 측정방법을 제안한다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.46-61
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• 2017

본 연구에서는 단파와 연안교량과의 상호작용해석에 수치해석적인 방법을 이용하며, 이 때 단파는 상 하류측의 수위차로부터 조파된다. 수치해석법에는 Navier-Stokes solver에 기초한 3차원혼상류해석법인 TWOPM-3D를 적용하며, 작용파력의 타당성은 본 수치해석결과와 기존의 실험결과와의 비교 분석으로부터 검증된다. 이로부터 교량의 종류, 단파강도, 수심 및 거더 수 등에 따른 수위변화와 유속변화를 포함하여 수평파력과 연직파력(연직상방파력과 연직하방파력)의 변동특성을 면밀히 검토하였으며, 흐름에 의해 유체 중에 연행되는 공기가 연직파력에 큰 영향을 미치는 것 등을 알 수 있었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.71-80
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• 2012

To improve the $NO_X$ conversion over a SCR (selective catalytic reduction) catalyst, the DOC (diesel oxidation catalyst) is usually placed upstream of the SCR catalyst to enhance the fast SCR reaction ($4NH_3+2NO+2NO_2{\rightarrow}4N_2+6H_2O$) using equimolar amounts of NO and $NO_2$. Here, a ratio of $NO_2/NO_X$ above 50% should be avoided, because the reaction with $NO_2$ only ($4NH_3+4NO+O_2{\rightarrow}4N_2+6H_2O$) is slower than the standard SCR reaction ($4NH_3+4NO+O_2{\rightarrow}4N_2+6H_2O$). In order to accurately predict the performance characteristics of SCR catalysts, it is therefore desired to develop a more simple and reliable mathematical and kinetic models on the oxidation kinetics of nitric oxide over a DOC. In the present work, the prediction accuracy and limit of three different chemical reaction kinetics models are presented to describe the chemicophysical characteristics and conversion performance of DOCs. Steady-state experiments with DOCs mounted on a light-duty four-cylinder 2.0-L turbocharged diesel engine then are performed, using an engine-dynamometer system to calibrate the kinetic parameters such as activation energies and preexponential factors of heterogeneous reactions. The reaction kinetics for NO oxidation over Pt-based catalysts is determined in conjunction with a transient one-dimensional (1D) heterogeneous plug flow reactor (PFR) model with diesel exhaust gas temperatures in the range of 115~$525^{\circ}C$ and space velocities in the range of $(0.4{\sim}6.5){\times}10^5\;h^{-1}$.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.179-187
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• 2008

A mathematical modeling of $NO_x$ reduction in $NH_3$-SCR process is conducted. The present deterministic model solves one-dimensional conservation equations of mass and species concentrations for channel flows and the catalytic reaction. NO and NO_2$ reactions by the vanadium catalyst in the presence of $NH_3$ are calculated with the rate expressions of Langmuir-Hinshelwood scheme. The modeling was validated with extensive empirical data regarding $NO_x$ reduction efficiency. Analysis of De-$NO_x$ sensitivity conducted with regard to oxygen and water yielded highly accurate prediction over a wide range of $NO_2/NO_x$ ratios from 0 to 1 in a temperature range of $200^{\circ}C{\sim}550^{\circ}C$. The $NO_x$ reduction largely depends on $NO_2/NO_x$ ratio at temperatures lower than $300^{\circ}C$. NO reduction efficiency is significantly augmented with increasing in $NH_3$/NO ratio at higher temperatures, whereas rather insensitive to the $NH_3$/NO ratio at lower temperatures.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권10호
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• pp.1205-1210
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• 2011

척추 불안정성은 요통과 관련되어 있다고 알려져 있다. 하지만 척추 불안정성과 관련된 임상적 연구가 충분하지 않아서 불안정성의 정의가 정량적으로 확립되어 있지 않다. 또한 추간판 퇴행 및 손상, 인대 결손, 협부 결손 등이 불안정성을 발생시키는 요인으로 알려져 있으나, 척추 불안정성에 미치는 영향이 명확하게 분석되어 있지 않다. 본 연구에서는 요추 단분절의 3 차원 유한요소 모델을 이용하여 인대 결손과 협부 결손이 단독 또는 복합적으로 척추 불안정성에 미치는 영향을 정량적으로 분석하였다. 여기서 굽힘 및 신전 시 척추의 시상각과 전위거리가 척추 불안정성을 나타내는 지표라고 가정하였다. 본 연구의 결과는 척추 불안정성의 원인과 기전을 이해하는데 도움이 될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권3호
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• pp.189-198
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• 2011

본 연구는 난류현상의 모형화를 위해 널리 이용되는 k-$\varepsilon$과 k-$\omega$ 난류모형을 비교하는 것이 목적으로, 횡방향 흐름이 무시될 수 있는 U-튜브 모양의 터널형 수로 내 높은 레이놀즈수를 가진 진동 경계층 흐름에 두 난류해석방법을 적용하였다. 난류모형의 적용은 1차원 연직 모형을 통해 이루어지며, 수치 모의 결과, 유속의 분포와 난류운동에너지 (turbulent kinetic energy) 모두에서 두 모형이 매우 유사한 결과를 나타낸다. 이를 통하여, 횡방향 압력경사가 무시될 수 있는 조건에서는 k-$\varepsilon$과 k-$\omega$ 난류모형이 큰 차이를 보이지 않고, 우수한 결과를 나타냄을 알 수 있다. 따라서 직선형 하천 및 하구부, 해안에서의 파랑 흐름 등과 같이 횡방향의 압력경사가 미미한 지역에서의 난류를 수치적으로 해석할 경우, 기존의 풍부한 연구를 통해 매개변수의 검보증이 장기간 이루어진 k-$\varepsilon$ 모형을 이용하는 것이 추천된다.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제7권6호
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• pp.537-551
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• 2020

Investigation of leading edge impingement cooling for first stage rotor blades in an aero-engine turbine, its effect on rotor temperature and trailing edge wake loss have been undertaken in this study. The rotor is modeled with the nozzle for attaining a more accurate simulation. The rotor blade is hollowed in order for the coolant to move inside. Also, plenum with the 15 jet nozzles are placed in it. The plenum is fed by compressed fresh air at the rotor hub. Engine operational and real condition is exerted as boundary condition. Rotor is inspected in two states: in existence of cooling technique and non-cooling state. Three-dimensional compressible and steady solutions of RANS equations with SST K-ω turbulent model has been performed for this numerical simulation. The results show that leading edge is one of the most critical regions because of stagnation formation in those areas. Another high temperature region is rotor blade tip for existence of tip leakage in this area and jet impingement cooling can effectively cover these regions. The rotation impact of the jet velocity from hub to tip caused a tendency in coolant streamlines to move toward the rotor blade tip. In addition, by discharging used coolant air from the trailing edge and ejecting it to the turbines main flow by means of the slot in trailing edge, which could reduce the trailing edge wake loss and a total decrease in the blade cooling loss penalty.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권1호
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• pp.18-23
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• 2006

본 연구에서는 Gurney 플랩이 달린 NACA 0012 익형에 대한 플러터 해석을 시간 영역에서 수행하였다. 2차원 비정상 압축성 Navier-Stokes 방정식과 Lagrange 방정식으로 부터 유도한 2계 자유도 plunge & pitch 모델을 지배방정식으로 하여 연성 결합 기법을 통해 플러터 해석을 수행하였다. 계산 결과 Gurney 플랩을 장착할 경우 NACA 0012에 비해 플러터가 발생하는 속도가 낮아졌고, 마하수가 0.85보다 작은 영역에서는 Gurney 플랩의 플러터 경계 곡선은 안전 여유를 상회하는 영역에 위치하였다. 그러나, 마하수가 0.85에서 0.9사이일 경우에는 안전 여유에 근접하게 되므로 이러한 운용 영역에서는 Gurney 플랩의 사용에 주의를 요한다.