• Ocean Systems Engineering
• /
• 제6권3호
• /
• pp.245-264
• /
• 2016

The iterative boundary element method (IBEM) developed originally before for cavitating two-dimensional (2-D) and three-dimensional (3-D) hydrofoils moving under free surface is modified and applied to the case of 2-D (two-dimensional) airfoils and 3-D (three-dimensional) wings over water. The calculation of the steady-state flow characteristics of an inviscid, incompressible fluid past 2-D airfoils and 3-D wings above free water surface is of practical importance for air-assisted marine vehicles such as some racing boats including catamarans with hydrofoils and WIG (Wing-In-Ground) effect crafts. In the present paper, the effects of free surface both on 2-D airfoils and 3-D wings moving steadily over free water surface are investigated in detail. The iterative numerical method (IBEM) based on the Green's theorem allows separating the airfoil or wing problems and the free surface problem. Both the 2-D airfoil surface (or 3-D wing surface) and the free surface are modeled with constant strength dipole and constant strength source panels. While the kinematic boundary condition is applied on the airfoil surface or on the wing surface, the linearized kinematic-dynamic combined condition is applied on the free surface. The source strengths on the free surface are expressed in terms of perturbation potential by applying the linearized free surface conditions. No radiation condition is enforced for downstream boundary in 2-D airfoil and 3-D wing cases and transverse boundaries in only 3-D wing case. The method is first applied to 2-D NACA0004 airfoil with angle of attack of four degrees to validate the method. The effects of height of 2-D airfoil from free surface and Froude number on lift and drag coefficients are investigated. The method is also applied to NACA0015 airfoil for another validation with experiments in case of ground effect. The lift coefficient with different clearance values are compared with those of experiments. The numerical method is then applied to NACA0012 airfoil with the angle of attack of five degrees and the effects of Froude number and clearance on the lift and drag coefficients are discussed. The method is lastly applied to a rectangular 3-D wing and the effects of Froude number on wing performance have been investigated. The numerical results for wing moving under free surface have also been compared with those of the same wing moving above free surface. It has been found that the free surface can affect the wing performance significantly.

• 한국안광학회지
• /
• 제14권4호
• /
• pp.33-37
• /
• 2009

목적: 본 연구에서는 양극산화방법을 이용하여 티타늄 안경테를 다양한 색상으로 착색하는 조건들을 규명하고자 한다. 방법: 자체 제작한 양극산화박막 제조 장치를 사용하였다. 음극에는 $3{\times}3cm^2$의 백금판을 사용하였으며, 양극에는 티타늄 안경테 재료 시편을 장착한 다음 전해액이 접촉하도록 하였다. 전원 장치는 정전류 방식으로 시간에 따라 일정한 전류가 미세하게 조정되도록 고안 설계하였다. 산화막의 색분석은 분광측색계의 적분구를 이용하였고, 색좌표는 CIE $L^*a^*b$ color system를 사용하였다. 결과 및 고찰: 전극에 인가되는 시간을 조정하여 티타늄 안경테 재료의 산화막($TiO_2$) 두께를 변화시킴으로서 호도색, 황갈색, 군청색, 파란색, 연푸른색, 녹두색, 황록색, 연보라색, 보라색, 꽃분홍색, 청록색, 에메랄트색, 녹색등 다양한 색상을 얻을 수 있었다. 정확한 색상 변화를 CIE $L^*a^*b^*$ 값을 측정하였다. 그 결과 티타늄 안경테 재료 산화막의 두께가 두꺼워지면서 색좌표 상에서 시계방향으로 변화가 진행 되는 것을 알 수 있었다. 결론: 티타늄 안경테 재료에 양극산화에 의해 착색원리를 규명하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제4권4호
• /
• pp.21-31
• /
• 2001

바다에서 발생하는 유조선 등으로부터의 기름 유출사고는 해양환경을 크게 훼손하는 재앙에 속한다. 이러한 사고에 효과적으로 대응하기 위해서는 사고의 초기에 기름의 유출양을 정확히 판단하여 그에 적절한 대응방법을 수립하는 것이 필요하다. 기름 유출양의 추정을 위해서 사용되는 가장 간단한 방법은 토리첼리의 평형관계식을 사용하는 것이다. 하지만 이러한 평형관계식은 관성력과 점성력이 무시되었기 때문에 실제의 현상과는 다소 거리가 있다. 본 논문에서는 탱크로부터의 기름 유출양 산정을 위한 기초적인 실험과 수치계산을 수행하였다. 소형 유리 수조에 상자모양의 아크릴 기름탱크를 설치하고 종횡비가 다른 사각형의 유출구를 빠져나가는 기름의 양과 모양을 계측하였다. 그리고 유한체적법과 VOF법 등의 CFD 기술을 활용하여 기름과 물의 유동을 수치 시뮬레이션 하였다. CFD 계산견과는 실험에서 계측된 값과 좋은 일치를 보였으며, 복잡한 해난사고에서의 유출양 산정을 위한 CFD 기술의 활용가능성을 확인할 수 있었다. 본 논문의 실험조건에서 기름의 유출속도는 유출구의 형상에 따라 결정되는 유출구 내부의 마찰력에 의해 달라지며, 토리첼리 평형관계식으로부터 얻어지는 유출속도의 35~55%임을 알 수 있었고, 만약 유출구의 두께를 무시하면 종횡비에 상관없이 52%로 일정하게 추정되었다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제50권6호
• /
• pp.436-449
• /
• 2013

In this paper, a numerical analysis is carried out to study the characteristics of supercavitating flows and the drag of relatively simple two-dimensional and axisymmetric bodies which can be used for supercavity generation device, cavitator, of a high-speed underwater vehicle. In order to investigate the suitability of numerical models, cavity flows around the hemispherical head form and two-dimensional wedge are calculated with combinations of three turbulence models(standard $k-{\epsilon}$, realizable $k-{\epsilon}$, Reynolds stress) and two cavitation models(Schnerr-Sauer, Zwart-Gerber-Belamri). From the results, it is confirmed that the calculated cavity flow is more affected by the turbulence model than the cavitation model. For the calculation of steady state cavity flows, the convergence in case of the realizable $k-{\epsilon}$ model is better than the other turbulence models. The numerical result of the Schnerr-Sauer cavitation model is changed less by turbulence model and more robust than the Zwart-Gerber-Belamri model. Thus the realizable $k-{\epsilon}$ turbulence model and the Schnerr-Sauer cavitation model are applied to calculate supercavitating flows around disks, two dimensional $10^{\circ}$ and $30^{\circ}$ wedges. In case of the disk, the cavitation number dependences of the cavity size and the drag coefficient predicted are similar to either experimental data or Reichardt's semi-empirical equations, but the drag coefficient is overestimated about 3% higher than the Reichardt's equation. In case of the wedges, the cavitation number dependences of the cavity size are similar to experimental data and Newman's linear theory, and the agreement of the cavity length predicted and Newman's linear theory becomes better as decreasing cavitation number. However, the drag coefficients of wedges agree more with experimental data than those of Newman's analytic solution. The cavitation number dependences of the drag coefficients of both the disk and the wedge appear linear and simple formula for estimating the drag of supercavitating disks and wedges are suggested. Consequently, the CFD scheme of this study can be applied for numerical analysis of supercavitating flows of the cavitator and the cavitator design.

• 상하수도학회지
• /
• 제9권3호
• /
• pp.116-126
• /
• 1995

The purpose of this study was to investigate the removal of ammonium nitrogen by biological nitrification in raw water containing LAS using BAC. At batch teats, LAS removal by ozone followed the first order reaction, and the rate constants(k) by ozone dose 1, 3mg/min.L were $0.040min^{-1}$, $0.062min^{-1}$ respectively. Therefore, the more ozone was dosed, the higher LAS was removed The reaction between ozone and ammonium nitrogen also followed the first order, and rate constants(k) at pH7,8 and 9 were $8.9{\times}10^{-4}min-1$, $3.8{\times}10^{-3}min^{-1}$, and $2.9{\times}10^{-2}min^{-1}$ respectively at ozone dose of 3mg/min.L . Therefore, ammonium nitrogen was little removed by ozone under neutral pH of 7. The continuous flow apparatus had four sets composed of a ozone contacter and a GAC column. Through continuous filtration test for 50days, the following conclusions were derived; (1) LAS was removed 23%, 30% respectively by ozone dose 1, 3mg/L, and was not detected in all column effluents during the period of experiment. Therefore, it appeared that adsorption capacities of each column still remained. (2) Ammonium nitrogen concentration after ozone contact varied little in raw Water because pH of raw water was from 6 to 7, and was transfered to nitrite and nitrate within GAC columns as the result of staged nitrification. After 30days, nitrite was not detected in all column effluents due to biological equilbrium between nitro semonas and nitrobacter Average removals of ammonium nitrogen in each column after the lapse of 30days were the following; ${\cdot}$ column A (ozone dose 3mg/L, EBCT 9.5min): about 100% ${\cdot}$ column B (ozone dose 1mg/L, EBCT 9.5min): 91% ${\cdot}$ column C (ozone dose 3mg/L, EBCT 14.2min): about 100% ${\cdot}$ column D (ozone dose 0mg/L, EBCT 9.5min): 53% Though column A and C reached nitrification of about 100%, column C (longer EBCT than column A) was more stable than column A. (3) After backwash, nitrification reached steady state within 5 to 8 hours. Therefore, nitrification was not greatly affected by backwash. (4) According to the nitrification capacity in depth of column A, C, where 100% nitrification occured. LAS was removed within 20cm, while ammonium nitrogen required more depth to be removed by nitrification.

• 한국식품영양과학회지
• /
• 제44권3호
• /
• pp.442-448
• /
• 2015

본 연구는 순두부찌개 소스의 품질 특성에 영향을 주는 guar gum의 농도를 다르게 첨가하여 제조한 순두부찌개 소스의 품질 특성의 변화를 알아보고 그 특성들이 소비자 기호도에 어떤 영향을 끼치는지 알아보았다. 그 결과 짠맛은 guar gum 농도의 증가에 따라 유의적으로 감소하는 결과를 보였고 소비자 기호도에 영향을 주는 인자로는 조개맛, 새우맛, 파향이 나타났으며, 모두 부정적인 영향을 주는 인자로 나타났다. 순두부찌개 소스의 유동 특성은 guar gum 농도가 증가할수록 pseudoplastic 한 성질이 증가되는 결과가 나타났으며 guar gum 농도의 증가와 소비자 기호도를 토대로 소비자 기호도 예측 모델을 개발하였다. 그 결과 guar gum의 농도가 증가할수록 소비자 기호도가 감소하였고 소비자 기호도를 보통 이상으로 유지하기 위해서는 겉보기 점도를 0.0114($Pa{\cdot}s$) 이하로 유지해야 할 것으로 사료된다. 따라서 본 연구 결과는 guar gum 함량에 따른 소스 제품의 품질 평가의 기초 연구로 소스 제품의 품질 최적화에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제15권2호
• /
• pp.91-98
• /
• 2009

아산만 해역으로 방류수가 배출될 경우, 생태-유체역학모델을 이용하여 아산만 해역의 장기 수질변화를 예측하였다. 생태-유체역학 모델은 해수유동 시뮬레이션을 위한 다층모델과 수질시뮬레이션을 위한 생태계모델로 구성되어 있다. 생태-유체역학모델을 이용하여 아산만해역의 장기 수질을 예측한 결과, 5개 정점에서 화학적산소요구량, 용존무기질소 및 용존무기인의 농도분포는 현재 계산결과에서 6개월 동안 증가하였다. 수치실험 수행시간 1년에서 2년 사이에서는 화학적 산소요구랑, 용존무기질소, 용존무기인의 농도분포는 6개월 동안 증가한 농도분포가 차츰 감소하는 경향을 보였으며, 3년에서 10년 사이에서는 일정한 농도분포를 보였다. 화학적 산소요구량, 용존무기질소 및 용존무기인의 농도는 $11{\sim}67%$, $10{\sim}67%$ 및 0.57%의 범위로 증가하였다. 10년 동안의 수치 실험 결과 화학적산소요구량과 용존무기질소의 변화 폭이 크게 나타났으며 이는 하수처리장의 방류수 중 이 두 오염부하량이 많은 양을 차지하고 있기 때문이다. 아산만 연안해역에서 화학적산소요구량, 총질소, 총인의 농도는 해역수질환경기준 II등급으로 조사되었으나, 하수처리장의 방류수가 배출될 경우 사업지구 인근의 아산만 방조제 부근에서는 해역수질환경기준 III등급으로 나타났다.

• Elastomers and Composites
• /
• 제48권4호
• /
• pp.282-287
• /
• 2013

슬롯코팅은 평판 디스플레이의 부품을 위해 유리에 감광제를 코팅방법으로 많이 쓰이고 있다. 갈수록 고화질의 디스플레이가 요구됨에 따라 코팅의 고품질도 요구되고 있다. 슬롯코팅에서 코팅의 품질은 노즐방향의 코팅 균일성과 운전방향의 코팅 균일성으로 평가된다. 노즐방향의 코팅 균일성은 코터다이 내부의 설계에 의존되며 운전방향의 코팅 균일성은 코터다이 외부의 모양과 운전조건에 의존된다. 본 연구에서는 스롯코팅에서 운전방향의 코팅 균일성에 대해서 컴퓨터해석을 통하여 조사하였다. 해석에서 다이 외부의 형상으로 다이 립 각도와 길이를 변수로 하였고, 운전조건으로는 코팅속도를 변수로 하여 코팅 현상을 분석하고 코팅의 품질을 평가하였다. 코팅속도가 커질수록 코팅두께가 얇아지며 코팅의 균일성이 증대되었으나 maniscus형성이 불안정하여 코팅의 안정성은 감소되었다. Down stream 다이 립 각도가 커질수록 코팅두께의 편차는 작아졌으며, Down stream 다이 립 길이가 길수록 코팅 두께는 얇아졌고 안정적인 코팅이 이루어지기까지의 시간이 길어졌다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제26권3호
• /
• pp.21-28
• /
• 2012

비정상(unsteady) 화재성장이 발생되는 반밀폐된 구획에서 환기부족화재의 열 및 화학적 특성에 관한 FDS(Fire Dynamics Simulator)의 예측성능 평가가 수행되었다. 이를 위해 실규모 ISO 9705 표준 화재실의 출입구 폭이 0.1 m로 축소되었으며, spray 노즐을 통해 Heptane 연료유량은 선형적으로 증가되었다. 수치계산에 대한 신뢰도 확보를 위하여 동일 조건에서 수행된 실험결과와의 상세한 비교가 이루어졌다. 적절한 격자계를 이용한 FDS의 결과는 구획 내부의 온도 및 열유속(heat flux)은 비교적 잘 예측하지만, 비정상 CO 및 $CO_2$ 생성특성은 적절히 예측하지 못함을 확인하였다. 이러한 결과는 최근 수행된 유사조건의 정상상태 환기부족 구획화재에 대한 FDS 예측결과와 상반된 것으로서, 반밀폐된 구획화재 모델링에서 FDS를 이용한 비정상 CO 생성특성 예측에 상당한 주위가 요구됨을 확인하였다.

• 수산해양교육연구
• /
• 제5권1호
• /
• pp.31-44
• /
• 1993

Through the early 1900's, the evolution of the surface condenser was closely tied to the development of steam engine and the turbine. As the chemical and petroleum industries evolved in the 1900's, the use of surface condensers in many different processes. Today, industry uses condensers in many shapes and sizes. The actual condensation process occurs on the outside surface of tubes. The nature of this surface geometry affects the condenser's heat transfer performance. The first condensers were built with plain tubes. As tube manufacturing techniques advanced, manufacturers started making tubes with integral fins. In the 1940's, fin densities were limited to about 600 to 700 fins per meter(fpm) because of manufacturing procedure. Today new manufacturing techniques allow production of tubes with fin densities ranging from 750 to 1600 fpm. The integral-fin tubes investigated in this paper are nominally 19 mm diameter. Eight tubes have been used with trapezodially shaped integral-fins having fin density from 748 to 1654 fpm and 10, 30 grooves. For comparison, tests are made using a plain tube having the same inside diameter and an outside diameter equal to that at the root of the fins for the finned tubes. Betty and Katz's theoretical modelis is used to predict the R-11 condensation coefficient on horizontal integral-fin tubes having 748, 1024 and 1299 fpm. Experiments are carried out using R-11 as working fluid. The refrigerant condensates at a saturation state of $30^{\circ}C$ on the outside tube surface cooled by coolant. The amount of noncondensable gases present in the test loop is reduced to a negligible value by repeated purging. For a given heat input to the boiler and given cooling water flow rate, all test data are taken at steady state. The observed heat transfer enhancement for the finned and grooved tubes significantly exceeded that to be expected on grounds of increased area. For the eight fin tubes and one plain tube tested, the best performance has been obtained with a tube having a fin density of 1299 fpm, and a fin bight of 1.2mm and 30 grooves.