• 한국해안해양공학회지
• /
• 제11권4호
• /
• pp.189-196
• /
• 1999

천해역에서 외해의 구조물 주위에서의 파동계산을 위한 수치모델을 검증하기 위해서는 실험실에서의 수리실험이 필요하다 하겠다. 본 연구에서는 경사해저면을 가진 해역에서 구조물 설치로 인한 파랑장과 이론 인한 흐름장에 대한 수리실험 예를 다룬다. 수역은 수직으로 층별 흐름을 관측하기 위한 추적 플로터를 투입하도록 4개층으로 나눈다. 자료의 측정은 제한된 수의 파고계와 실험실 상단에 설치한 비디오 카메라와 함께 추적 플로터를 사용하여 연속적으로 이루어졌다. 특정영역에서의 파고 및 각 층별 시간평균유속 분포를 상세히 측정하였으며, 측정된 모든 실험실 자료로부터 파랑 및 흐름장 분포를 상세히 분석하였다. 또한, 파랑의 비선형적 변형특성을 상하 및 전후 비대칭성의 관점에서 포괄적인 분석도 기하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제20권5호
• /
• pp.1649-1660
• /
• 1996

The flow around a circular cylinder was controlled by an acoustic excitation issued from a thin slit along the cylinder axis. The static pressure distributions around the cylinder wall and flow characteristics in the near wake have been measured. Experiments were performed under three cases of Reynolds number, 7.8 * 10$\^$4/, 2.3 * 10$\^$5/ and 3.8 * 10$\^$5/. The effects of excitation frequency, sound pressure level and the location of the slit were examined. Data indicate that the excitation frequency and the slit location are the key parameters for controlling the separated flow. At Re$\_$d/, = 7.8 * 10$\^$4/, the drag is reduced and the lift is generated to upward direction, however, at Re$\_$d/, =2.3 * 10$\^$5/ and 3.8 * 10$\_$5/, the drag is increased and lift is generated to downward direction inversely. It is thought that the lift switching phenomenon is due to the different separation point of upper surface and lower surface on circular cylinder with respect to the flow regime which depends on the Reynolds number. Vortex shedding frequencies are different at upper side and lower side. Time-averaged velocity field shows that mean velocity vector and the points of maximum intensities are inclined to downward direction at Re$\_$d/ = 7.8 * 10$\^$4/, but are inclined to upward direction at Re$\_$d/ = 2.3 * 10$\^$5/.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제35권2호
• /
• pp.264-270
• /
• 2011

본 연구는 직렬배열 상태에 놓인 3원주 주위의 유동장 특성을 PIV를 이용하여 파악한 것이다. 실험은 레이놀즈수 Re=$3.0{\times}10^3{\sim}5.0{\times}10^3$ 범위 내에서 수평간격비(P/D)를 P/D=1.25~3.75로 변화시켜가며 행하였다. 각각의 실험 파라메터에서 Strouhal 수, 와도변화, 순간 및 평균 속도벡터 및 속도분포를 측정하였으며 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 3번째 원주 후방에서 측정한 Strouhal 수는 수평간격비 P/D에 따라 크게 3가지 영역으로 구분되며, 각 원주의 후류에서의 흐름 패턴은 이들 영역에 따라 달랐다. 각 원주 후방에서 시간평균 흐름은 거의 정체상태에 있었으며, 그 정체영역의 크기는 1번째, 2번째, 3번째 원주 순으로 작았다. 2번째 원주 전, 후방 영역에서는 받음각 미소 (${\alpha}= {\pm}5^{\circ}$)에 따라 서로 반대방향의 볼텍스가 형성했다.

• 한국해양공학회지
• /
• 제35권1호
• /
• pp.38-49
• /
• 2021

Slug flow is the most common multi-phase flow encountered in oil and gas industry. In this study, the hydrodynamic features of flow in pipes investigated numerically using computational fluid dynamic (CFD) simulations for the effect of slug flow on the vertical and bent pipeline. The compressible Reynold averaged Navier-Stokes (RANS) equation was used as the governing equation, with the volume of fluid (VOF) method to capture the outline of the bubble in a pipeline. The simulations were tested for the grid and time step convergence, and validated with the experimental and theoretical results for the main hydrodynamic characteristics of the Taylor bubble, i.e., bubble shape, terminal velocity of bubble, and the liquid film velocity. The slug flow was simulated with various air and water injection velocities in the pipeline. The simulations revealed the effect of slug flow as the pressure occurring in the wall of the pipeline. The peak pressure and pressure oscillations were observed, and those magnitudes and trends were compared with the change in air and water injection velocities. The mechanism of the peak pressures was studied in relation with the change in bubble length, and the maximum peak pressures were investigated for the different positions and velocities of the air and water in the pipeline. The pressure oscillations were investigated in comparison with the bubble length in the pipe and the oscillation was provided with the application of damping. The pressures were compared with the case of a bent pipe, and a 1.5 times higher pressures was observed due to the compression of the bubbles at the corner of the bent. These findings can be used as a basic data for further studies and designs on pipeline systems with multi-phase flow.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제45권9호
• /
• pp.915-928
• /
• 2012

한강하구 염하수로 주변의 조석 조류 변형과 창 낙조 우세를 분석하기 위해서 4개 정점에서 동기간에 관측한 조류자료와 기 관측된 조석자료를 분석하였다. 조석 및 조류의 변형 정도는 $M_4/M_2$ 진폭비를 분석한 결과 상류로 갈수록 증가하며, 조석의 상대 위상차($2M_2-M_4$)를 계산하면 모든 정점의 값이 $180^{\circ}C$ 이하로 창조 우세를 보여준다. 그러나 조류자료의 통계분석 결과를 보면 조석 조화상수의 상대 위상차 결과와는 다르게 최강 평균 낙조가 창조에 비하여 강하게 나타나며, 정조시각을 이용하여 창조, 낙조 지속시간을 계산하면 낙조 지속시간이 길게 나타난다. 각 조류 관측정점의 주축 방향 유속성분의 상관도를 분석한 결과 인천항 이후 염하수로 북쪽입구까지는 상관도 값이 0.9 이상으로 높게 나타났다. 조류 분석결과에서 보여지는 낙조가 우세하고 낙조 지속시간이 긴 형태의 원인을 분석하기 위해서 조화분해 결과를 재구성하였다. 주 분조($M_2$)와 천해 분조($M_4$)를 결합하면 창조가 우세하고 낙조 지속시간이 긴 전형적인 창조우세 형태의 곡선이 나타난다. 그러나 이 곡선에 조류 성분의 산술 합으로 계산한 비 조류성분(잔차류)의 값을 더하면 낙조가 강해지고 낙조 지속시간이 긴 형태로 나타난다. 즉, 천해분조에 의해서 발생하는 상류방향의 흐름을 극복하는 담수와 하구 비선형 효과에 의해서 생성되는 장주기 조류성분과 같은 낙조방향의 평균적인 흐름이 존재하기 때문에 독특한 낙조심화 현상이 염하수로에서 나타난다.

• 한국전산유체공학회지
• /
• 제19권4호
• /
• pp.29-36
• /
• 2014

A computational study of a thermal striping in the upper plenum of PGSFR(Prototype Generation-IV Sodium-cooled Fast Reactor) being developed at the KAERI(Korea Atomic Energy Research Institute) is presented. The LES(Large Eddy Simulation) approach is employed for the simulation of thermal striping in the upper plenum of the PGSFR. The LES is performed using the WALE (Wall-Adapting Local Eddy-viscosity) model. More than 19.7 million unstructured elements are generated in upper plenum region of the PGSFR using the CFX-Mesh commercial code. The time-averaged velocity components and temperature field in the complicated upper plenum of the PGSFR are presented. The time history of temperature fluctuation at the eight locations of solid walls of UIS(Upper Internal Structure) and IHX(Intermediate Heat eXchanger) are additionally stored. It has been confirmed that the most vulnerable regions to thermal striping are the first plate of UIS. From the temporal variation of temperature at the solid walls, it was possible to find the locations where the thermal stress is large and need to assess whether the solid structures can endure the thermal stress during the reactor life time.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제55권1호
• /
• pp.56-65
• /
• 2018

Pressure oscillation caused by the compressibility of entrapped air in dam break flow is analyzed using an open source code, which is a two-phase compressible code for non-isothermal immiscible fluids. Since compressible flows are computed based on a pressure-based method, the code can handle the equation of state of barotropic fluid, which is virtually incompressible. The computed time variation of pressure is compared with other experimental and computational results. The present result shows good agreements with other results until the air is entrapped. As the entrapped air bubbles pulsate, pressure oscillations are predicted and the pressure oscillations damp out quickly. Although the compressibility parameter of water has been varied for a wide range, it has no effects on the computed results, because the present equation of state for water is so close to that of incompressible fluid. Grid independency test for computed time variation of pressure shows that all results predict similar period of pressure oscillation and quick damping out of the oscillation, even though the amplitude of pressure oscillation is sensitive to the velocity field at the moment of the entrapping. It is observed that as pressure inside the entrapped air changes quickly, the pressure field in the neighboring water adjusts instantly, because the sound of speed is much higher in water. It is confirmed that the period of pressure oscillation is dominated by the added mass of neighboring water. It is found that the temperature oscillation of the entrapped air is critical to the quick damping out of the oscillations, due to the fact that the time averaged temperature inside the entrapped air is higher than that of surrounding water, which is almost constant.

• 한국음향학회지
• /
• 제32권5호
• /
• pp.369-376
• /
• 2013

Lowson의 음향상사식을 이용하여 시간영역에서 풍력터빈의 저주파수 소음을 예측 하였고, 관련 소음원들의 기여도를 분석하였다. 소음원으로서 날개-깃 상 평균 압력 분포를 구하기 위하여 XFOIL를 이용하였다. 이 때, 소음 예측 시 입력 값 인 유한 요소 상의 힘을 계산하기 위해 날개-깃을 여러 개의 요소로 분할하였다. 소음원을 힘 섭동항, 가속도항, 속도항으로 분리하여 주파수 기여도를 분석하였다. 끝으로, 예측 스펙트럼을 운용 중 인 풍력터빈에 대하여 측정한 저주파수 소음과 비교하였고, 그 결과 풍속 증가에 따라 힘 섭동 성분이 저주파수에서 크게 기여하는 것을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
• /
• pp.267-267
• /
• 2019

Driftwood is one of serious problems in a river environment. In several countries, such as Indonesia, Japan, and Italy, the driftwood frequently appears in a river basin, and it can alter the channel bed, flow configuration by wood deposition and jam formation. Therefore, the studies related to driftwood have been actively conducted by many researchers to understand the mechanism of driftwood dynamics. In particular, wood motion by collision is one of the difficult issues in the numerical simulation because the calculation for wood collision requires significantly expensive calculation time due to small time step. Thus, this study conducted the numerical simulation in consideration of the wood motion by water flow and wood collision to understand the wood dynamics in terms of computation. We used the 2D (two-dimensional) depth-averaged velocity model, Nays2DH, which is a Eulerian model to calculate the water flow on the generalized coordinate. A Lagrangian type driftwood model, which expresses the driftwood as connected sphere shape particles, was employed to Nays2DH. In addition, the present study considered root wad effect by using larger diameter for a particle at a head of driftwood. An anisotropic bed friction was considered for the sliding motion dependent on stemwise, streamwise and motion directions. We particularly considered changeable draft at each particle and projection area by an angle between stemwise and flow directions to precisely reproduce the wood motions. The simulation results were compared with experimental results to verify the model. As a result, the simulation results showed good agreement with experimental results. Through this study, it would be expected that this model is a useful tool to predict the driftwood effect in the river flow.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제46권5호
• /
• pp.531-545
• /
• 2013

본 논문은 군산항의 유사퇴적 현상을 정량적으로 파악하고 그에 합리적인 대책을 마련하는데 활용하기 위해, 잘 알려진 EFDC 3차원 유사이송모형을 기초로 군산항의 퇴적고를 효율적으로 계산하기 위한 EFDC KUNSAN_SEDTRAN MODEL(2012)의 적용성에 대해 고찰하였다. 본 모형은 금강하구수리현상변화조사 보고서(Gunsan Regional Maritime Affairs and Port Office, 2004)의 여러 현장 관측치를 가지고 검정 및 검증을 수행했다. 검정 및 문헌조사를 통해, 본 모형의 점착성토사 침강속도(WS, Settling velocity), 퇴적한계전단응력(TD, Critical deposition stress), 기준침식률(RSE, Reference surface erosion rate), 침식한계전단응력(TE, Critical erosion stress)은 각각 2.2E-04m/s, 0.20 $N/m^2$, $0.003g/s{\cdot}m^2$, 0.40 $N/m^2$으로 확인되었다. 그리고 모형의 적용성을 검토하기 위해, 군산항의 13정점의 퇴적고(71일) 및 내항과 외항 정점의 부유사농도(15일)의 모형 계산치와 현장 관측치를 비교 검토했다. 그 결과 퇴적고 계산을 위한 모형의 적용성은 NSE계수가 0.86, 부유사농도 시간평균 상대오차(RE)가 23%로 평가되었다.