The effects of the gravity field and the free surface on the cavity shape and the drag are investigated through a numerical analysis for the steady supercavitating flow past a simple two-dimensional body underneath the free surface. The continuity and the RANS equations are numerically solved for an incompressible fluid using a $k-{\epsilon}$ turbulence model and a mixture fluid model has been applied for calculating the multiphase flow of air, water and vapor using the method of volume of fluid and the Schnerr-Sauer cavitation model. Numerical solutions have been obtained for the supercavitating flow about a two-dimensional $30^{\circ}$ wedge in wide range of depths of submergence and inflow velocities. The results are presented for the cavity shape, especially the length and the width, and the drag of the wedge in comparison with those of the case for the infinite fluid flow neglecting the gravity and the free surface. The influences of the gravity field and the free surface on the aforementioned quantities are discussed. The length and the width of the supercavity are reduced and the centerline of the cavity rises toward the free surface due to the effects of the gravity field and the free surface. The drag coefficient of the wedge, however, is about the same except for shallow depths of submergence. As the supercavitating wedge is approaching very close to the free surface, it is found the length and the width of a cavity are shorten even though the cavitation number is reduced. Also the present result suggests that, under the influence of the gravity field and the free surface, the length of the supercavity for a certain cavitation number varies and moreover is proportional to the inverse of the submergence depth Froude number.
Superconducting Gravimeters (SG) are the most sensitive instruments for measuring temporal gravity variations. The gravimeter is an integrating sensor therefore the gravity variations caused by different sources must be separated for studying a special effect by applying different models and data analysis methods. The present reduction methods for gravity variations induced by atmosphere and hydrosphere including the ocean and the detection and determination of the most surface gravity effects are shown. Some examples demonstrate the combination of ground (SG) and space techniques especially the combination of SG with GRACE satellite derived temporal gravity variations. Resulting from the performance of the SG and the applied data analysis methods some proposals are made for future SG applications.
The modeling on uplift pressure on the foundation of a dam on which it was constructed, and on the interface between the dam and foundation is a critical aspect in the analysis of concrete gravity dams. The evaluation of stress intensity factor at the crack tip of concrete gravity dam due to uplift pressure effect by surface integral method is performed in this study. The effects of body force, overtopping pressure and water pressure on the crack-face are also considered in this study.
When a crack is produced in a concrete structure, a micro crack zone of fracture process zone (FPZ) appears at the crack tip. To investigate the behaviour of this the micro crack zone, nonlinear fracture mechanics (NLFM) must be applied. However, when a massive concrete structure such as a concrete gravity dam is considered, the micro crack zone can be neglected and the structure can be assumed to have linear elastic fracture mechanics (LEFM) behaviour. This study is divided into two main topics : (1) Calculating stress intensity factor (SIF) at the crack tip by surface integral method and (2) Investigating the propagation of the initial crack. If the initial crack propagates, the angle of the propagation is calculated by using maximum circumferential tensile strength theory. This study, also, contains the effects of body forces and water pressures on the crack face.
발사체의 상단, 궤도선, 우주비행선 등의 추진기관은 불가피하게 무중력 환경에서 작동해야 한다. 이러한 비행체들이 겪는 비행 환경은 일반적인 중력장과 다르기 때문에 이에 대한 많은 연구들이 진행되어 왔다. 무중력 상태에서의 유체의 거동은 부착력, 응집력, 표면장력 등의 비중이 커지기 때문에 중력이 있는 상태에서와 다르게 나타난다. 본 논문에서는 무중력 환경에서 유체의 거동 특성에 대하여 알아보고 이런 유체의 거동 특성이 액체추진기관에 미치는 영향과 문제점에 대해 기술한다. 또한 이 문제점을 해결하기 위해 어떤 연구들이 진행되고 있는지 알아본다.
발사체의 상단, 궤도선, 우주비행선 등의 추진기관은 불가피하게 무중력 환경에서 작동해야 한다. 이러한 비행체들이 겪는 비행 환경은 일반적인 중력장과 다르기 때문에 이에 대한 많은 연구들이 진행되어 왔다. 무중력 상태에서의 유체의 거동은 부착력, 응집력, 표면장력 등의 비중이 커지기 때문에 중력이 있는 상태에서와 다르게 나타난다. 본 논문에서는 무중력 환경에서 유체의 거동 특성에 대하여 알아보고 이런 유체의 거동 특성이 액체추진기관에 미치는 영향과 문제점에 대해 기술한다. 또한 이 문제점을 해결하기 위해 어떤 연구들이 진행되고 있는지 알아본다.
In this article, the theory of fractional order two temperature generalized thermoelasticity is employed to study the wave propagation in a fiber reinforced anisotropic thermoelastic half space in the presence of moving internal heat source. The whole space is assumed to be under the influence of gravity. The surface of the half-space is subjected to an inclined load. Laplace and Fourier transform techniques are employed to solve the problem. Expressions for different field variables in the physical domain are derived by the application of numerical inversion technique. Physical fields are presented graphically to study the effects of gravity and heat source. Effects of time, reinforcement, fractional parameter and inclination of load have also been reported. Results of some earlier workers have been deduced from the present analysis.
In this study, the coupled effects of magnetic field, stress and thermal field on gravity waves propagating in a liquid layer over a solid surface are discussed. Due to change in temperature, initial hydrostatic stress and magnetic field, the gravity-sound Rayleigh waves can propagate in the liquid-solid interface. Dispersion properties of waves are derived by using classical dynamical theory of thermoelasticity. The phase velocity of gravity waves influenced quite remarkably in the presence of initial stress parameter, magneto-thermoelastic coupling parameter in the half space. Numerical solutions are also discussed for gravity-Rayleigh waves. In the absence of temperature, stress and magnetic field, the obtained results are in agreement with classical results.
최근에 수행되고 있는 중력 탐사는 고분해능의 중력계와 GPS(Global positioning system)를 통한 정밀한 측정과 측지가 이루어지고 있다. 중력탐사에서 모델링과 역산의 기술은 많은 발전이 있어왔지만, 중력자료처리는 거의 변화가 없었다. 통상적인 정밀한 중력 자료 보정을 통한 부우게이상은 측정점의 고도에서 기준면까지의 물질의 영향을 일정한 밀도를 이용해 제거해 버리기 때문에 측정점 바로 하부의 이상체에 의한 영향을 상당히 왜곡시키게 된다. 본 연구에서는 탐사 지역의 지형을 DEM(Digital Elevation Map) 자료와 Multiquadric equation을 이용하여 실제 지형과 유사한 Multiquadric surface를 자동적으로 구성하고, 이를 블록화 함으로써 보정의 대상이었던 기준면 상부에 대한 밀도를 탐사 지역의 지질 정보와 지형을 포함하는 역산을 통해 수치적으로 계산하였다. 이러한 지형을 포함한 역산 방법을 3차 원중력지형역산(3DGTI; 3-D Gravity Terrain Inversion)이라 한다. 이 연구의 효율성을 검증하기 위하여 주변암과 밀도차가 존재하는 관입지역에 대한 모델을 구성하고 적용한 결과 기존의 부게 보정 방법을 적용한 부게 이상도에 비해 자료의 왜곡이 감소하는 효과를 얻을 수 있었다. 이를 통하여 지형 역산을 통한 객관적인 부게 밀도의 결정과 부게 보정시 실제의 수평적인 밀도 변화를 반영함으로써 기존의 문제점을 보완하였다. 게다가, 3DGTI로부터 얻어진 밀도분포는 지형의 윤곽을 그대로 표현하고 있어서 보다 실질적인 지질을 보여준다고 하겠다. 이 방법을 화강암체가 관입하고 있는 마산$\cdot$창원 일대에서의 중력 탐사 자료에 적용해본 결과 기존 방법보다 관입 화강암체의 위치와 그 규모를 알아내는데 더 효과적이었다. 따라서, 수평적인 밀도 변화가 뚜렷하게 존재하는 지역의 경우, 새로운 중력 자료 처리 방법이 기존의 부게 보정에서 발생하였던 문제점을 해결함으로써 천부의 분해능을 높이고, 심부의 밀도 분포도 좀더 정확하게 계산할 수 있으리라 생각된다.
Modulation theory describes propagation of surface waves with deep wave number and frequency modulation. Locally spectrally narrow wave packet can have accumulated large scale frequency shift of carrier wave during propagation. Some important nonlinear modulation effects, such as negative frequencies, phase kinks, crest pairing, etc., often observed experimentally at long fetch propagation of finite amplitude surface wave trains, are reproduced by the proposed theory. The presented model permits also to analyze the appropriately short surface wave packets and modulation periods. Solutions show the wave phase kinks to arise on areas' of relatively small free surface displacement in complete accordance with the experiments.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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