• 제목/요약/키워드: Scale-down model

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Optimization of drag reduction effect of air lubrication for a tanker model

  • Park, Seong Hyeon;Lee, Inwon
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제10권4호
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    • pp.427-438
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    • 2018
  • The reduction of $CO_2$ emissions has been a key target in the marine industry since the IMO's MEPC published its findings in 2009. Air lubrication method is one of the mature technologies for commercialization to reduce the frictional resistance and enhance fuel efficiency of ships. Air layer is formed by the coalescence of the injected air bubbles beyond a certain air flow rate. In this study, a model ship (${\lambda}=33.33$) of a 50,000 ton medium range tanker is equipped with an air lubrication system. The experiments were conducted in the 100 m long towing tank facility at the Pusan National University. By selecting optimal air injector configuration and distribution ratio between two injectors, the total resistance of model $R_{TM}$ was able to be reduced down to 18.1% in the model scale. Key issue was found to suppress the sideway leakage of injected air by appropriate injection parameters.

열저항 네트워크 모델을 이용한 LNG 화물창 Scale Effect 분석 (Scale Effect Analysis of LNG Cargo Containment System Using a Thermal Resistance Network Model)

  • 유화롱;김태훈;김창현;김민창;김명배;한용식;듀이;정경열;최병일;도규형
    • 대한조선학회논문집
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    • 제60권4호
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    • pp.222-230
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    • 2023
  • In the present work, the scale effect on the Boil-Off Rate (BOR) was investigated based on an analytical method to systematically evaluate the thermal performance of a Liquefied Natural Gas (LNG) Cargo Containment System (CCS). A two-dimensional thermal resistance network model was developed to accurately estimate the heat ingress into the CCS from the outside. The analysis was performed for the KC-1 LNG membrane tank under the IGC and USCG design conditions. The ballast compartment of both the LNG tank and cofferdam was divided into six sections and a thermal resistance network model was made for each section. To check the validity of the developed model, the analysis results were compared with those from existing literature. It was shown that the BOR values under the IGC and USCG design conditions were agreed well with previous numerical results with a maximum error of 1.03% and 0.60%, respectively. A SDR, the scale factor of the LNG CCS was introduced and the BOR, air temperature of the ballast compartment, and the surface temperature of the inner hull were obtained to examine the influence of the SDR on the thermal performance. Finally, a correlation for the BOR was proposed, which could be expressed as a simple formula inversely proportional to the SDR. The proposed correlation could be utilized for predicting the BOR of a full-scale LNG tank based on the BOR measurement data of lab-scale model tanks.

나노 구조 MOSFET의 문턱전압 변화를 최소화하기 위한 스케일링 이론 (Scaling theory to minimize the roll-off of threshold voltage for nano scale MOSFET)

  • 김영동;김재홍;정학기
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2002년도 추계종합학술대회
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    • pp.494-497
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    • 2002
  • 본 논문에서는 halo doping profile을 갖는 나노구조 LDD MOSFET의 문턱전압에 대한 시뮬레이션 결과를 나타내었다. 소자 크기는 generalized scaling을 사용하여 100nm에서 40nm까지 스케일링하였다. Van Dort Quantum Correction Model(QM)을 사용하여 정전계 스케일링과 정전압 스케일링에 대한 문턱 전압과 각각의 게이트 oxide 두께에 대한 direct tunneling 전류를 조사하였다. 게이트 길이가 감소할 때 정전계 스케일링에서는 문턱전압이 감소하고, 정전압 스케일링에서는 문턱전압이 증가하는 것을 알 수 있었고, 게이트 oxide두께가 감소할 때 direct tunneling 전류는 증가함을 알 수 있었다. 감소하는 채널 길이를 갖는 MOSFET 문턱전압에 대한 roll-off 특성을 최소화하기 위해 generalized scaling에서 $\alpha$값은 1에 가깝게 되는 것을 볼 수 있었다.

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회전(回轉)하는 나선(螺旋)날개 위에서의 경계층(境界層) 해석(解析) (Numerical Calculation of Turbulent Boundary Layer on Rotating Helical Blades)

  • 오건제;강신형
    • 대한조선학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.9-17
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    • 1984
  • Laminar and turbulent boundary layers on a rotating sector and a helical blade are calculated by differential method. The estimation of three dimensional viscous flows provide quite useful informations for the design of propellers and turbo-machinery. A general method of calculation is presented in this paper. Calculated laminar boundary layer on a sector shows smooth development of flows from Blasius' solution at the leading edge to von Karman's solution of a rotating disk at the down-stream. Eddy viscosity model is adopted for the calculation of turbulent flows. Turbulent flows on a rotating blade show similar characters as laminar flows. But cross-flow angle of turbulent flows are reduced in comparison with laminar boundary layers. Effects of rotation make flow structures significantly different from two-dimensional flows. In the range of Reynolds number of model scale propellers, large portion of the blade are still in the transition region from laminar to turbulent flows. Therefore viscous flow pattern might be quite different on the blade of model propeller. The present method of calculation is to be useful for the research of scale effects, cavitation, and roughness effects of propeller blades.

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통계적 축소기법을 이용한 유역단위 기후변화 시나리오 생성 (Generation of Basin Scale Climate Change Scenario Using Statistical Down Scaling Techniques)

  • 이용원;경민수;김형수;김병식
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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    • pp.1250-1253
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    • 2009
  • 기후변화가 수자원에 미치는 영향을 평가하는데 있어서 주로 기후모형인 Global Climate Model (GCM)이 사용되고 있다. 그러나 이러한 기후모형의 공간적 해상도는 $3^{\circ}{\sim}4^{\circ}$ 정도로 한반도의 경우 바다로 묘사되기도 한다. 따라서 GCM을 이용해서 기후변화가 유역단위 수자원에 미치는 영향을 평가하기 위해서는 일반적으로 축소기법이 사용되고 있다. 현재까지 다양한 축소기법이 개발되었으며, 대표적인 모형으로는 SDSM(Statistical Down-Scaling Model)과 LARS-WG(The Long Ashton Research Station Weather Generator)이 있다. 이에 본 연구에서는 SDSM, LARS-WG와 함께 최근에 축소기법으로 사용되고 있는 인공신경망 기법을 이용해서 CCCMA(Canadian Centre for Climate Modeling and Analysis)에서 일 단위로 모의한 CGCM3 A2 시나리오를 기반으로 우포늪의 강우 및 온도시나리오를 구축하였다. 대상 지점인 우포늪은 경상남도 창녕군 우포늪(위도 $35^{\circ}$33', 경도 $128^{\circ}$25')에 위치하고 있으며, 모의 기간은 CASE1의 경우 현재, CASE2는 2050$^{\sim}$ 2080년, CASE3는 2080년$^{\sim}$2100년으로 각각 구분하여 축소기법을 적용하였다. 축소결과 축소기법에 따라 일정정도 차이를 보이기는 하였으나 강우와 온도 모두 증가하게 됨을 확인하였다.

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Numerical Prediction on Snowfall Intensity in the Mountainous Coastal Region

  • Choi, Hyo;Lee, Han-Se;Kim, Tae-Kook;Choi, Doo-Sun
    • 한국환경과학회:학술대회논문집
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    • 한국환경과학회 2003년도 International Symposium on Clean Environment
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    • pp.89-94
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    • 2003
  • The formation of a severe snow storm occurred in the mountainous coastal region near Mt. Taegualyang and Kangnung city in the eastern part of Korea was investigate from 0900LST, December 7 through 9, 2002, using MM5 model. As synoptic scale easterly wind induced a great amount of moisture from the East Sea into the inland coastal region and sea-breeze further induced more moisture from the basin toward the top of the mountain side. The lifted moisture toward the mountain top was cooled down along the eastern slope of the mountain and near the mid of the mountain the moisture was much cooled down with relative humidity of 100% under the air temperature below $O^{\circ}C$, resulting in the formation of snow. Relative humidity of 100% generally occurred at the 5km away from the coast toward the inland mountain and the band of 100% RH was parallel to the coastal line. The 100% band coincided with minimum air temperature band and line.

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A Study on Effect of Capture Volume in a Cavity on Direct Containment Heating Phenomena

  • Chung, C.Y.;Kim, M.H.;Lee, H.Y.;Kim, P.S.
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제28권3호
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    • pp.290-298
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    • 1996
  • Direct Containment Heating, DCH, is supposed to occur during a core melt-down accident if the primary system pressure is still high at the time of vessel breach in a Nuclear Power Plant (NPP). In this case, DCH is considered to be one of very important severe phenomena during postulated severe accident scenario because of the fast heat transfer rate to atmosphere and the sharp pressure increase in a containment. To reduce the effect of this DCH phenomena, the capture volume wes designed at Ulchin NPP units 3 and 4. But, the effect of this has not been studied extensively. This work consists of experimental and numerical analyses of the effects of capture volume in the cavity on DCH phenomena. The experimental model is a 1/30 scaled-down model of Ulchin NPP units 3 and 4. We used three types of capture volumes to investigate the effect of size. Numerical analysis using CONTAIN 1.2 is performed with the correlation for the dispersed fraction of molten corium from the cavity into the containment derived from the experimental data to examine the effect of capture volume on DCH phenomena in full scale of Ulchin NPP units 3 and 4.

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1/5축소 모형실험에 의한 조립식 터널라이닝 (PCL)의 내진성능 평가 (Seismic performance evaluation of Precast Concrete Lining (PCL) using the 1/5 scale down model test)

  • 이용준;정형식;이두화;조병완
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제6권1호
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    • pp.61-70
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    • 2004
  • 최근 현장 타설 콘크리트 터널 라이닝의 시공 및 유지관리상 문제점을 개선하기 위해 노르웨이에서 개발된 프리캐스트콘크리트라이닝에 대한연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 북유럽지역에서는 지진이 거의 발생되지 않기 때문에 PCL공법 적용시 지진하중으로 인한 영향을 고려하지 않았다. 따라서 PCL공법을 국내에 도입하기 위해서는 지진하중으로 인한 PCL의 영향분석을 선행하여야 할 것으로 판단되어 본 연구에서는 지진하중으로 인한 PCL의 안정성 검토를 수행하고자 하며 이를 위해 실물을 1/5로 축소한 모델체에 대한 진동대 실험을 수행하였으며 PCL의 내진성능평가를 수행하였다. 연구결과, 대섬도터널에서 PCL공법을 적용할 경우, 국내의 내진설계 기준에 만족하는 결과를 얻을 수 있었다.

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실시간 플러터 해석 프로그램 개발 (Development of Real-Time Flutter Analysis Program)

  • 이주연;배재성;황재혁;노진호
    • 한국항공우주학회지
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    • 제45권2호
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    • pp.99-105
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    • 2017
  • 공력탄성학적 현상들을 확인하는 방법 중 하나인 풍동실험은 축소 모델을 제작해야하기 때문에 복잡하고 비용이 많이 들며, 유동 속도의 제한이 있는 등의 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하여 풍동실험을 대체할 수 있는 Dry Wind-Tunnel(DWT) 기법이 제안되었다. 이는 지상 진동 실험 장치와 공기력을 계산하는 소프트웨어로 구성되어 실시간으로 유체의 영향을 고려해준다. 본 연구에서는 DWT의 핵심적인 요소인 실시간 공기력 계산프로그램을 개발하고, 구조 모델을 소프트웨어로 표현하여 두 시스템을 실시간 연동해 플러터 해석을 수행하였다. Matlab Simulink와 dSPACE를 이용하여 실시간 플러터 해석을 수행하고 이를 상용프로그램인 ZAERO를 사용한 결과와 비교하여 검증하였다.

왜도 된 연흔모양 매트의 해빈 안정화 효과 수치해석 (Numerical Analysis of the Beach Stabilization Effect of an Asymmetric Ripple Mat)

  • 조용준
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제31권4호
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    • pp.209-220
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    • 2019
  • 해빈 안정화를 위해 거치되는 강성 구조물의 규모는 해빈의 자기 치유 능력이 구현되는 해빈 대순환 과정이 훼손되지 않는 범위에서 결정되어야 하나 최근 지나치게 대형화 되어 광폭 잠제도 빈번하게 차용되고 있는 실정이다. 이러한 시각에 기초하면 Irie et al.(1994)가 제안한 왜도 된 연흔모양 매트는 규모가 크지 않다는 점에서 현재 선호되는 광폭잠제의 대안이 될 수 있을 것으로 판단된다. 전술한 왜도 된 연흔모양 매트의 해빈 안정화 효과는 매트의 유수 단면 축소부에서 강제되는 와류가 run-down 시 외해방향으로 이송되는 표사를 얼마나 효과적으로 포획할 수 있느냐에 따라 결정되는 것으로 추정된다. 본 논문에서는 이러한 가설을 확인하기 위해 수치모의를 수행하였다. 수치모형은 Navier-Stokes 식과 물리기반 지형모형으로 구성하였으며, 모의 결과 왜도 된 연흔모양 매트 정점부에서 강제된 와류에 의해 포획된 표사가 해안 방향으로 이송되는 등 왜도 된 연흔모양 매트의 해빈 안정화 효과를 구성하는 주요 기작과 해빈 안정화 효과를 확인할 수 있었다.