• 한국수자원학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.279-290
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• 1998

충격파의 높이나 속도는 홍수제어조작이나 수로벽과 빠른 유속을 가지는 하천에서 교량의 설계에 중요한 자료가 된다. 따라서 광범위한 조건에서 흐름의 불연속면을 모의할 수 있는 수치모형이 요구된다. 본 연구에서는 천수방정식을 지배방정식으로 한 Godunov 형 유한체적법 모형을 개발하였다. Riemann 해법으로 Roe(1981)의 해법이 사용된다. 이 모형은 본 연구에서 비구조적격자(unstructured grids)를 사용하기 위해 개발된 수정 MUSCL을 도입하였다. 양해법을 쓰는 본 모형은 시간간격을 자동 계산한다. 개발된 모형을 전형적인 이차원 댐 붕괴파 모의, 수리모형 실험에서 행해진 붕괴파 모의, 그리고 수리모형 실험에서 행해진 만곡수로에서의 정상상태 모의 등에 적용하였다. 그 적용결과에 의해 다음과 같이 결론을 내었다. 1)유한체적법은, 충격파 모의를 위한 수치해석 기법인 Godunov 형 방법과 잘 결합될 수 있기 때문에 충격파를 모의하기에 적당한 방법이다. 2)수정 MUSCL과 결합된 유한체적법 모형이 충격파를 잘 포착함으로써 수정 MUSCL의 적용성이 입증되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권3호
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• pp.575-583
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• 2017

계단형 보와 여수로 같은 수공구조물의 상부에서는 스키밍 흐름 그리고 직하류부에서는 정상파를 포함하는 도수 현상인 파형흐름과 같이 다양한 형태의 흐름이 발생한다. 연구에서는 하이브리드 RANS-LES 난류 모델링 기법과 자유수면 변동을 해석하기 위한 VOF (volume of fluid)기법을 병합한 3차원 부정류 수치모형을 이용하여 계단형 보가 설치된 사각형 개수로에서 발생하는 파형흐름과 스키밍 흐름을 포함하는 난류흐름을 수치모의 하였다. 시간평균 수치모의 결과와 기존 수리모형 실험 결과를 비교분석한 결과, 수치모의는 보 하류부에서의 평균유속분포의 변화, 정체파와 수면와류를 포함하는 파형흐름의 전반적인 수면 변화, 파형흐름의 파고와 길이, 정체파 하부에서 발생하는 재순환 흐름 영역의 길이 등을 양호하게 잘 재현하는 것으로 나타났다. 수치모의를 통해서 자유수면과 순간 유속 벡터의 변동, 전단응력과 난류에너지의 분포 그리고 3차원 난류조직구조와 총압력분포의 형태와 변동 자료를 제시하여 스키밍 흐름과 파형흐름 영역에서의 독특한 흐름 거동 특성을 규명하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제18권2호
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• pp.279-289
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• 2017

In this study, a series of conjugate heat transfer (CHT) analyses are conducted for a stage of a fully cooled high-pressure turbine (HPT) at elevated levels of free stream turbulence (Tu = 5% and 25.7%). The goal of the analyses is to investigate the influence of high turbulence intensity on the fluid-thermal characteristics of a nozzle guide vane (NGV). The turbine inlet temperature is defined by considering a typical radial temperature distribution factor (RTDF). The Unsteady Reynolds Average Navier-Stokes (URANS) CHT simulations are carried out using CFX 15.0, a commercial CFD package. The presented CFD modeling approach for high turbulence intensity is verified with the experimental data from two types of NASA C3X NGVs with films. The computation grid is generated for both the fluid and solid domains. The fluid domain grid is created using a tetrahedral grid system with prism layers because of its complex geometry, and the solid domain grid is composed of only tetrahedral elements. The analytical results are compared to understand the effect of turbulence on flow characteristics and metal temperature distributions. The results obtained in this study provide useful insights on the effects of high free stream turbulence and unsteadiness. The results also lead to the proposal of meaningful turbine design guidelines.

• 대한토목학회논문집
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• 제4권1호
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• pp.49-58
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• 1984

충적하천(沖積河川)에서 정류(定流), 부정류(不定流) 상태에서의 퇴적물 이동현상(移動現象)과 점변류(漸變流) 상태에서의 유사이동(流砂移動)에 대한 수치해석방법(數値解析方法)을 제시(提示)하였다. 충적하천(沖積河川)의 점변류(漸變流) 상태 및 토사이동현상(土砂移動現象)은 상당히 복잡한 물리현상(物理現象)으로 이 때문에 이에 관련된 수학적(數學的)인 모델의 설정이 필요(必要)하다. 유사이동(流砂移動)에 대하여, 종전(從前)에 이용한 정류개념(定流槪念)보다는 수치해석방법(數値解析方法)으로 수정간접법(修正間接法)의 선형완전음해법(線形完全陰解法)을 적용(適用)함으로서 실제현상(實際現象)과의 오차(誤差)를 줄일 수 있다. 더나아가 충적하천(沖積河川)에 있어서 점변류(漸變流)의 개념을 발전(發展)시켜 수치해석(數値解析)의 정도(精度)를 높이고 실용화(實用化)함으로서 하상변동(河床變動)을 합리적(合理的)으로 예측(豫測)할 수 있을 것으로 기대(期待)된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제45권1호
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• pp.21-28
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• 2013

The flow and heat transfer characteristics of the ex-vessel core melt (corium) were investigated using a commercial CFD code along with the experimental data on the spreading of corium available in the literature (VULCANO VE-U7 test). In the numerical simulation of the unsteady two-phase flow, the volume-of-fluid model was applied for the spreading and interfacial surface formation of corium with the surrounding air. The effects of the key parameters were evaluated for the corium spreading, including the radiation, decay heat, temperature-dependent viscosity and initial temperature of corium. The results showed a reasonable trend of corium progression influenced by the changes in the radiation, decay heat, temperature-dependent viscosity and initial temperature of corium. The modeling of the viscosity appropriate for corium and the radiative heat transfer was critical, since the front progression and temperature profiles were strongly dependent on the models. Further development is required for the code to consider the formation of crust on the surfaces of corium and the interaction with the substrate.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2002년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.8-15
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• 2002

For the large scale computation of turbulent flows around an arbitrarily shaped body, a parallel LES (large eddy simulation) code has been recently developed in which domain decomposition method is adopted. METIS and MPI (message Passing interface) libraries are used for domain partitioning and data communication between processors, respectively. For unsteady computation of the incompressible Wavier-Stokes equation, 4-step splitting finite element algorithm [1] is adopted and Smagorinsky or dynamic LES model can be chosen fur the modeling of small eddies in turbulent flows. For the validation and performance-estimation of the parallel code, a three-dimensional laminar flow generated by natural convection inside a cube has been solved. Then, we have solved the turbulent flow around MIRA (Motor Industry Research Association) model at $Re = 2.6\times10^6$, which is based on the model height and inlet free stream velocity, using 32 processors on IBM SMP cluster and compared with the existing experiment.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제22회 춘계학술대회논문집
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• pp.186-191
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• 2004

The reactive flowfield of the transverse injecting combustor has been studied using Euler-Lagrange method in order to develop an efficient solution procedure for the understanding of liquid spray combustion in the transverse injecting combustor which has been widely used in ramjets and turbojet afterburners. The unsteady two-dimensional gas-phase equations have been represented in Eulerian coordinates and the liquid-phase equations have been formulated in Lagrangian coordinates. The gas-phase equations based on the conservation of mass, momentum, and energy have been supplemented by combustion. The vaporization model takes into account the transient effects associated with the droplet heating and the liquid-phase internal circulation. The droplet trajectories have been determined by the integration of the Lagrangian equation in the flow field obtained from the separate calculation without considering the iterative effect between liquid and gas phases. The reported droplet trajectories had been found to deviate from the initial conical path toward the flow direction in the very end of its lifetime when the droplet size had become small due to evaporation. The integration scheme has been based on the TEACH algorithm for gas-phase equation, the second order Runge-Kutta method for liquid-phase equations and the linear interpolation between the two coordinate systems. The calculation results has shown that the characteristics of the droplet penetration and recirculation have been strongly influenced by the interaction between gas and liquid phases in such a way that most of the vaporization process has been confined to the wake region of the injector, thereby improving the flame stabilization properties of the flowfield.

• 대한토목학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.13-24
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• 1983

장주기파(長週期波)에 의한 항내(港內)의 반응(反應)을 예측(豫測)하기 위하여 비선형(非線型) 편미분방정식(偏微分方程式)으로 표현(表現)되는 2차원(二次元) 부정류(不定流)의 운동방정식(運動方程式)과 연속방정식(連續方程式)을 확정(確定)하고, 이 식(式)들에 Abbott의 Implicit 형(型) 차분형(差分型)을 적용(適用)하여 유한(有限) 차분방정식(差分方程式)의 형태(形態)로 유도(誘導)한 후(後), double sweep 알고리즘에 의하여 해석(解析)하는 수학적(數學的) 모형(模型)을 개발(開發)하였다. 본(本) 모형(模型)은 임의(任意)의 파형(波形), 풍속(風速)과 수심(水深), 위도(緯度) 등(等)을 입력자료(入力資料)로 하여 임의(任意)의 지형(地形)을 가진 항내(港內)에서의 반응(反應)을 해석(解析)할 수 있도록 설계(設計)되었다. 특(特)히 파향(波向), 이송항(移送項), 항입구(港入口)로 되돌아 나오는 에너지의 방사현상(放射現象) 등(等)을 수치해석적(數値解析的)으로 처리(處理)하는 수법(手法)의 개발(開發)에 관(關)하여 연구(硏究)하였다. 본(本) 모형(模型)에 의한 해석결과치(解析結果値)는 1차원(次元) 및 2 차원(次元) 정진동(靜振動)(seiche) 수치실험(數値實驗)을 통(通)하여 검정(檢定)하였으며, Ippen과 Goda의 이론해석치(理論解析値) 및 실험결과치(實驗結果値)와 비교(比較)하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제2권1호
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• pp.57-65
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• 2001

본 연구에서는 증축하천제방의 침투거동과 안정성을 평가하기 위하여, 증축부의 투수계수와 홍수시 강우로 인한 수위상승속도를 3가지 경우로 변화시켜 가면서 평행흐름조건에서 침투모형실험과 유한요소해석을 통한 침윤선 변화와 홍수직후의 수위급상승시 제체사면의 안정성을 분석하여 제체침식에 대한 사면의 불안정성을 검토하였다. 침투모형실험은 평행흐름조건에서 서로 다른 증축재료의 투수계수 $k_1$, $k_2$, $k_3$와 홍수시 발생 가능한 수위상승속도 $v_1$, $v_2$, $v_3$를 각각 변화시키며 수행되었다. 증축체제의 침투거동은 증축부의 투수계수가 클수록 초기 침투거리가 길고, 제체하류사면에 유출점이 점차로 상승하며 시간에 따른 안전율이 감소하면서 국부적인 붕괴로 이어지는 불안정한 침투거동을 보여준다. 또한, 제체사면의 붕괴양상은 수위상승속도가 증가할수록 붕괴발생높이와 붕괴깊이가 증가함을 보여준다.

• 수산해양기술연구
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• 제17권2호
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• pp.71-76
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• 1981

일차원 부정류 해석의 수치해석모형을 만들기 위하여 Preissmann형의 Implicit법을 Saint venant식에 도입하였으며 모형의 안정성과 정도에 관하여 검토하였고 수치실험을 실시하였다. 1. 보조관계식을 도입함으로써 Double Sweep알골이즘을 사용할 수 있었다. 2. 계산결과의 안정성과 정도에 큰 영향을 주는 인자는 $\Delta$t/$\Delta$x 및 $\theta$인 바 $\Delta$t/$\Delta$x은 1보다 너무 크거나 작은 경우를 피해야 하며 0.6<$\theta$<1.0일 때 무조건 안정이다. 3. 마찰계수와 $\theta$치를 적절히 조절하여 실제흐름에서의 에너지 소멸과 같은 효과를 얻게 됨으로써 이 모형은 일차원 부정류흐름의 해석에 있어 매우 유용함을 확인할 수 있었다. 4. 앞으로 실측자료에 의한 보정과 더불어 지류와 합류가 있는 하천 수계에 대한 System해석모형 또는 해안에서의 장파에 대한 일차원 해석모형 등의 개발에 응용될 수 있다.