• 한국항공우주학회지
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• 제45권3호
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• pp.202-211
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• 2017

본 연구에서는 KFLOW에서 사용하고 있는 ${\gamma}-Re_{\theta}$ 천이 모델을 사용하여 KARI-11-180 익형의 공력특성을 수치적으로 예측하고 그 결과를 실험 결과 및 XFOIL과 MSES의 결과와 비교하였다. 완전 난류모델은 천이모델에 비해 마찰항력을 크게 예측하기 때문에 전체적으로 높은 항력을 예측하는 등 천이모델과 완전 난류모델간의 차이를 확인하였다. KFLOW의 ${\gamma}-Re_{\theta}$ 모델을 사용한 결과는 실험을 통해 확인된 천이 유동 실험 결과의 특성을 잘 예측하고 있었으며 XFoil이나 MSES의 결과와도 잘 일치하고 있음을 확인하였다. 본 연구를 통해 drag-bucket현상이 익형 표면의 천이점의 급격한 변화로 인해 발생함을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권1호
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• pp.10-18
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• 2009

본 연구에서는 평행 벽 제트-노즐 형상의 막냉각 수치해석에 적합한 난류모델을 선정하고자 하였다. 현재 실험을 하기 위한 전 단계이므로, 먼저 유사한 참고 형상에 대해 Standard $k-{\epsilon}$ 모델과 RNG $k-{\epsilon}$ 모델, SST $k-{\omega}$ 모델, 그리고 RSM 모델 등 다양한 난류모델을 적용하였고, Near-wall 처리 방법으로서 SST $k-{\omega}$ 모델을 제외하고는 Standard wall functions와 Enhanced wall functions 등 2종류를 각각의 모델에서 사용하였으며, 실험값과 비교하여 보다 적합한 난류모델을 선정하고자 하였다. 나아가 2차원 축대칭으로 평행 벽 제트-노즐 단일 슬롯 형상에 대해 기선정한 난류모델을 적용하여 막냉각 특성을 살펴보았다. 유사 참고 형상에 대한 해석 결과 Standard $k-{\epsilon}$ 모델 및 RSM 모델이 거의 비슷한 성능을 보여주었으나 수렴성이 우수한 Standard $k-{\epsilon}$ 모델이 선정되었다. 또한 Standard wall functions를 사용하는 것보다 Enhanced wall functions를 사용하는 것이 더 좋은 결과를 보여주었다. 나아가 평행 벽 제트-노즐 단일 슬롯 형상에 적용한 결과 물리적으로 타당한 막냉각 특성을 보여주었다. 선정된 모델 및 해석방법론을 이용하여 평행 벽 제트-노즐 다단 슬롯 형상에 대한 막냉각 해석을 수행할 예정이며, 관련 결과는 추후 실험 예비해석 방법론으로 활용할 예정이다.

• 한국해양학회지
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• 제29권1호
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• pp.50-63
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• 1994

두 가지의 서로 다른 난류 변수화를 삼차원적이고 시간의존적인 연안해역의 모델 실험으로 수행하였다. 난류 변수화 중의 하나는 일정한 와동복합화 한 것, C1이고 다 른 하나는 층화 의존적인 와동혼합화, C2이다. C2를 이용한 유체흐름은 강한 경압적 흐름이며 담수와 염수의 수직적인 혼합을 제한하고 있다. 하구언으로부터 방출되는 유 출류는 C2의 경우가 C1의 경우보다 훨씬 더 관성적이며 강한 플륨(plume) 전선을 형성 한다. C에서는 강한 유출류로 인하여 초림계적인 유체흐름의 상태, 즉 표층류의 유출 소도가 경압적 위상속도를 능가하는 상황이 하구언의 외해쪽에 존재할 수 있다. 담수 영역에서 의 유체의 조율과정은 C1의 경우와 C2의 경우가 상당이 바른 바, C에서 의 유체의 흐름은 강한 경압적인 특성을 보여준다.

• 대기
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• 제21권4호
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• pp.497-506
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• 2011

Korean mid- and upper-level aviation turbulence guidance (KTG) system is developed using the unified model (UM)-based regional data assimilation and prediction system (RDAPS) of the Korea Meteorological Administration. The KTG system includes three steps. First, the KTG system calculates a suite of diagnostics in the UM-RDAPS domain. Second, component diagnostics that have different units and numerical magnitudes are normalized into the values between 0 and 1, according to their own thresholds in the KTG system. Finally, normalized diagnostics are combined into one KTG predictor by measuring the weighting scores based on the probability of detection, which is calculated using the observed pilot reports (PIREPs) exclusively of moderate-or-greater (MOG) and null (NIL) intensities. To investigate the optimal performance of the KTG system, two types (RD-KTG and UM-KTG) of the KTG systems are developed and evaluated using the PIREPs over Korea and East Asia. Component diagnostics and their thresholds in the RD-KTG are founded on the 8-yrs (2002.12-2010.11) MM5-based RDAPS (previous version of the RDAPS; ${\Delta}x$ = 30 km) and PIREPs data, while those in the UM-KTG are based on the 6 months (2010.12-2011.5) UM-based RDAPS (${\Delta}x$ = 12 km) and PIREPs data. In comparison between the RD-KTG and UM-KTG, overall performance of the UM-KTG (0.815) is better than that of the RD-KTG (0.79) during the recent 6 months, because forecasting skill for the upper-level wind is higher in the UM-RDAPS than in the MM5-RDAPS. It is also found that the UM-KTG is more efficient than the RD-KTG according to the statistical evaluations and sensitivity tests to the number of component diagnostics.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.659-667
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• 2011

최근 초고층 빌딩의 구조설계에 있어서 풍하중이 가장 중요한 하중요소로 다루어지고 있으며, 일반적으로 풍하중 산정은 풍동실험에 의하여 수행되어 왔다. 그러나 보다 간편하면서도 정밀한 산정방법의 개발에 대한 필요성이 증대되면서 그 방법의 하나로 수치해석적인 접근법인 전산유체역학이 이용되고 있다. 또한 CFD해석은 실제 스케일로 모델링 및 시뮬레이션이 가능하고 시간도 단축할 수 있는 장점을 가지고 있다. 그럼에도 불구하고 실제 프로젝트에 대한 연구의 역사와 검증과정이 일천하여 이 해석법에 의한 신뢰도가 낮기 때문에 그 활용은 미미한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 기존연구에서 제시된 프로토타입 모델의 풍동실험 결과와 CFD해석을 통한 해석 결과의 비교를 통해 CFD해석의 신뢰도를 입증하며, 더불어 난류강도가 신뢰도에 미치는 영향에 대해 제시하고자 한다.

• 한국기계가공학회지
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• 제18권10호
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• pp.83-92
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• 2019

A pump is considered to be submersible when a motor and a pump are integrated and operate while submerged in water. Submersible pumps mainly function as rejection pumps to prevent foods in densely populated areas, as cold water circulation pumps in large power plants, as pumps to supply irrigation water, as drainage pumps to prevent flooding of agricultural lands, as water supply intake pumps, and as inflow pumps for sewage treatment. The flow in such turbomachines (submersible pumps) inevitably involves various eddy currents. Since it is almost impossible to accurately grasp the complex three-dimensional flow structure and characteristics of a rotating turbomachine through actual testing, three-dimensional numerical analysis using computational fluid dynamics techniques measuring the flow field, velocity, and the pressure can be accurately predicted. In this study, the shape of the impeller was developed to reduce vibration and noise. This was done by increasing the efficiency of the existing submersible pump and reducing turbulence. In order to evaluate the pump's efficiency and turbulence reduction, we tried to analyze the flow using ANSYS Fluent V15.0, a commercial finite element analysis program. The results show that the efficiency of the pump was improved by 4.24% and the Reynolds number was reduced by 15.6%. The performance of a developed pump with reduced turbulence, vibration, and noise was confirmed.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제13권1호
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• pp.236-245
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• 2021

In this study, direct numerical and large eddy simulations of transitional flows around studs were conducted to investigate the effectiveness of turbulence stimulators at very low speeds for the minimum propulsion power condition of four knots. For simplicity, the studs were assumed to be installed on a flat plate, while the wake was observed up to 0.23 m downstream behind the second stud. For applicability to a model ship, we also studied the flow characteristics behind the first and second studs installed on a curved plate, which was designed to describe the geometry of a bulbous bow. A laminar-to-turbulent transition was observed in the wake at Re_D ≥ 921 (U_∞≥0.290 m/s), and the wall shear stress at Re_D = 1162 (U_∞ = 0.366 m/s) in the second wake was similar to that of the fully developed turbulent boundary layer after a laminar-to-turbulent transition in the first wake. At Re_D = 581 (U_∞ = 0.183 m/s), no turbulence was stimulated in the wake behind the first and second studs on the flat plate, while a cluster of vortical structures was observed in the first wake over the curved plate. However, a cluster of vortical structures was revealed to be generated by the reattachment process of the separated shear layer, which was disturbed by the first stud rather than directly initiated by the first stud. It was quite different from a typical process of transition, which was observed at relatively high Re_D that the spanwise scope of the turbulent vortical structures expanded gradually as it went downstream.

• Wind and Structures
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• 제34권5호
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• pp.421-435
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• 2022

To investigate the non-Gaussian properties of fluctuating wind pressures and the error margin of extreme wind loads on a long-span curved roof with matching and mismatching ratios of turbulence integral scales to depth (L_u^x/D), a series of synchronized pressure tests on the rigid model of the complex curved roof were conducted. The regions of Gaussian distribution and non-Gaussian distribution were identified by two criteria, which were based on the cumulative probabilities of higher-order statistical moments (skewness and kurtosis coefficients, S_k and K_u) and spatial correlation of fluctuating wind pressures, respectively. Then the characteristics of fluctuating wind-loads in the non-Gaussian region were analyzed in detail in order to understand the effects of turbulence integral-scale. Results showed that the fluctuating pressures with obvious negative-skewness appear in the area near the leading edge, which is categorized as the non-Gaussian region by both two identification criteria. Comparing with those in the wind field with matching L_u^x/D, the range of non-Gaussian region almost unchanged with a smaller L_u^x/D, while the non-Gaussian features become more evident, leading to higher values of S_k, Ku and peak factor. On contrary, the values of fluctuating pressures become lower in the wind field with a smaller L_u^x/D, eventually resulting in underestimation of extreme wind loads. Hence, the matching relationship of turbulence integral scale to depth should be carefully considered as estimating the extreme wind loads of long-span roof by wind tunnel tests.

• 대기
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• 제34권2호
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• pp.153-176
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• 2024

At 0843 UTC 30 May 2021, a commercial aircraft encountered severe turbulence at z = 11.5 km associated with the rapid development of Mesoscale Convective System (MCS) in the Gyeonggi Bay of Korea. To investigate the generation mechanisms of Near-Cloud Turbulence (NCT) near the MCS, Weather Research and Forecasting model was used to reproduce key features at multiple-scales with four nested domains (the finest ∆x = 0.2 km) and 112 hybrid vertical layers. Simulated subgrid-scale turbulent kinetic energy (SGS TKE) was located in three different regions of the MCS. First, the simulated NCT with non-zero SGS TKE at z = 11.5 km at 0835 UTC was collocated with the reported NCT. Cloud-induced flow deformation and entrainment process on the downstream of the overshooting top triggered convective instability and subsequent SGS TKE. Second, at z = 16.5 km at 0820 UTC, the localized SGS TKE was found 4 km above the overshooting cloud top. It was attributed to breaking down of vertically propagating convectively-induced gravity wave at background critical level. Lastly, SGS TKE was simulated at z = 11.5 km at 0930 UTC during the dissipating stage of MCS. Upper-level anticyclonic outflow of MCS intensified the environmental westerlies, developing strong vertical wind shear on the northeastern quadrant of the dissipating MCS. Three different generation mechanisms suggest the avoidance guidance for the possible NCT events near the entire period of the MCS in the heavy air traffic area around Incheon International Airport in Korea.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권6B호
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• pp.643-651
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• 2008

본 연구에서는 횡방향 언덕-저면의 하상형상을 갖는 개수로 흐름을 수치모의 하였다. 곡선좌표계에 대한 지배방정식을 유도하고, 난류폐합을 위해 Speziale(1987)가 제안한 비선형 $k-{\varepsilon}$ 모형을 이용하였다. 개발된 모형의 개수로 흐름에 대한 적용성 및 모형 상수의 민감도를 분석하기 위해 직사각형 개수로 흐름을 수치모의 하였다. 그 결과 모형상수 $C_D$와 $C_E$는 각각 이차흐름 강도 및 난류의 비등방성에 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 또한 비선형 $k-{\varepsilon}$ 모형이 자유수면에서 발생되는 난류의 비등방성을 정확히 모의할 수 없는 것으로 나타났으나, 전반적인 이차흐름 분포는 비교적 잘 예측하는 것으로 확인되었다. 한편 개발된 모형을 이용하여 횡방향 하상형상을 갖는 개수로 흐름을 수치모의하고 기존의 실험 결과와 비교하였다. 그 결과 비선형 $k-{\varepsilon}$ 모형이 하상형상의 언덕과 저면에서 발생되는 상향류 및 하향류를 비교적 정확히 예측하는 것으로 나타났으며, 계산된 주흐름방향 평균유속 및 난류구조 역시 기존의 실험 결과와 잘 일치하였다. 그러나 비선형 $k-{\varepsilon}$ 모형은 하상형상의 저면을 향하는 하향류를 과소 산정하는 것으로 확인되었다.