• 대한기계학회논문집B
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• 제39권4호
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• pp.359-370
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• 2015

본 연구는 다양한 조건하에서 모세관력 불균형에 의해 구동되는 수평 표면 위의 액적 거동을 수치해석적으로 연구한 것이다. 액적 거동은 자체개발 코드(PowerCFD)를 사용하여 수치해석하였다. 수치해석에 사용된 코드는 보존적인 압력기반 유한체적방법에 기초한 비정렬 셀 중심 방법 및 VOF 방법에 체적포착법인 CICSAM을 채용하고 있다. 상세한 액적 거동이 다양한 초기 액적형상, 접촉각 및 표면장력(또는 Bond 수)의 조건하에서 얻어졌다. 또한 액적 이송 메커니즘이 액적 형상에 대한 수치해석 결과로부터 검토되었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제48권4호
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• pp.317-324
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• 2011

When a ship proceeds in confined water, like canal, the water ahead of ship is pushed by hull. This pushed water returns to the side and under the hull, and this returned water will make fluid velocity higher at the side and under the hull, compared to the case in the infinite water depth. Due to the higher velocity, the pressure under the hull will decrease, resulting in the ship drop. This phenomenon is called "ship squat" and ship squat will result in various marine accidents. In this paper, for predicting ship squat, numerical calculation was carried out using commercial CFD code, FLUENT. To confirm wave pattern profile around the ship, VOF(Volume of Fluid) method was applied. The calculated results were compared with other paper's results and empirical methods.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.2279-2284
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• 2007

This study is intended to analyze the effect of thin ink-film thickness around rotating printing roll on the printing quality in the gravure printing process which is used for making electronics circuit like a RFID tag with a conductive ink. The present work numerically estimates the film thickness around rotating roller partially immersed in ink, for which the volume of fluid (VOF) method was adopted to figure out the film formation process around rotating roller. Parameter studies were performed to compare the effect of ink viscosity, surface tension, roller rotating speed, immersed angle on the film thickness. The result indicates that the film thickness has a strong dependency on the fluid viscosity, while the surface tension has negligible effect.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권7호
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• pp.721-730
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• 2012

본 연구에서는 벽면부착에 의해 야기되는 다상유동에 대한 수치적 연구를 제시한다. 먼저 다상유동 해석을 위해 표면장력에 대한 CSF(Continuum Surface Force) 모델 및 벽면부착 경계조건 모델을 비정렬격자계에 적합하도록 수치해석방법을 정립시키고, Myong(2009)이 개발한 비정렬격자계와 VOF 방법으로 체적포착법(volume capturing method)을 사용한 수치해석방법(코드)에 삽입하였다. 또한 본 수치해석방법을 사용하여 중력을 포함하여 어떤 외력도 존재하지 않고 오직 벽면부착에 의해 야기되는 유동현상인 원통형 탱크의 바닥에 위치한 얕은 물풀(water pool)에 대해 물이 벽면을 적시는 경우와 적시지 않는 경우에 대해 수치해석 하였다. 연구결과, 본 수치해석방법은 벽면부착에 의해 야기되는 다상유동 문제에 대한 유용성이 입증되었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.111-117
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• 2010

수중구조물에 의한 파랑의 변형을 예측하기 위해 3차원 수치모형을 도입하여 수치모형 실험을 수행하였다. 본 수치모형은 Navier-Stokes 방정식을 유한차분법을 이용하여 계산하는 동수압 모형으로서, 난류의 해석을 위해서 상대적으로 큰 에디(eddy)만을 고려하는 SANS(Spatially Averaged Navier-Stokes) 방정식의 해를 구하는 LES(large-eddy-simulation) 기반의 수치모형이다. 엇갈림 격자체계에서 유한차분법을 사용하여 지배방정식을 해석하는 모형으로서 수치기법으로 Two-step projection 기법을 사용하여 SANS 방정식을 계산하였으며, Bi-CGSTAB 기법을 이용하여 Poisson 방정식의 해를 구하고 압력장을 계산하였다. 또한, 자유수면의 추적을 위하여 2차 정확도의 VOF(volume-of-fluid) 기법을 사용하였다. 먼저 선형파를 일정 수심상에서 조파시켜 해석해와 비교한 후 수중구조물이 설치된 지형에 적용하여 파랑의 변형을 수치모의하여 수리모형 실험결과와 비교 및 분석하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제21권2호
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• pp.12-21
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• 2007

As the economy grows and the population increases, we need to develop our coastal area and make use of it for various purposes. Specifically, investigation of the wave interactions on and around the vertical cylinders is very important in the design of the offshore or coastal structures. The nonlinear potential analysis developed so far, although very useful, has been found to be limited in application, as strong nonlinear waves generated by the interference between multilayered cylinders and wave impact forces by breaking waves can hardly be estimated. In this study, using a 3-Dimensional volume tracking method VOF(Volume of Fluid), based on Namer-Stokes equations, was developed to simulate highly nonlinear effects, such as breaking waves at the interface or complicated interference waves among structures. A numerical method for nonlinear interaction wave and vertical cylinders is newly proposed. The wave forces and wave transformations computed by the newly proposed numerical simulation method were compared to the other researcher's experimental results, and the results agree well. Based on the validation of this study, this numerical method is applied to the two vertical cylinders to discuss their nonlinear wave forces and wave transformations, according to the variations of separate distance of vertical cylinders.

• 한국해양공학회지
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• 제27권5호
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• pp.70-76
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• 2013

The present paper proposes a coupled volume-of-fluid (VOF) and level-set (LS) method for simulating incompressible two-phase flows that include surface tension effects. The interface of two fluids and its motion are represented by a VOF method designed using high-resolution differencing schemes. This hybrid method couples the VOF method with an LS distancing algorithm in an explicit way to improve the calculation of the normal and curvature of the interface. It is developed based on a rather simple algorithm to be efficient for various practical applications. The accuracy and convergence properties of the method are verified in a simulation of a single gas bubble rising in a three-dimensional flow with a large density ratio.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.277-286
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• 2012

기체와 액체의 유동 및 고체의 변형을 동시에 고려할 수 있는 혼상류모델을 이용하여 파동장을 해석하는 경우, 서로 다른 비혼합의 유체 경계면의 시간변형을 고정도로 추적하는 것이 대단히 중요하다. 본 연구에서는 경계면의 추적에 있어서 VOF(Volume of Fluid)법으로 대표되는 경계면 형상의 재구축이 필요한 Geometrical-type의 경계추적법의 대신에 Algebraic-type의 경계추적법인 THINC(Tangent of Hyperbola for INterface-Capturing)법을 적용하였다. THINC법은 경계면에 대한 형상의 구축이 필요하지 않으므로 VOF법에 비해 비교적 간단한 알고리즘을 가지며, 기존의 Navier-Stokes solver에로 적용성이 용이한 장점을 갖는다. 본 연구에서는 THINC법의 기본적인 이류특성을 고찰하고, 혼상류수치모델인 TWOPM(one-field Model for immiscible TWO-Phase flows)과 결합한 수치모델을 파동장에 적용하여 비혼합 혼상류에서 경계면의 추적능을 검토하였다. 그 결과, 혼상류의 경계면 추적에 있어서 상대적으로 간단한 알고리즘의 THINC법이 기존의 VOF법과 유사한 정도를 갖는 해석법이라는 것을 확인할 수 있었고, 따라서 향후 기포의 연행을 동반하는 쇄파 및 쇄파력의 해석 등에 그의 적용성이 기대된다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제15권4호
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• pp.99-108
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• 2010

Fractional Step Methods(FSM) are popular in simulation of unsteady incompressible flow. In this study, we demonstrate that FSM, combined with a Volume-Of-Fluid method, can be further applied to simulation of multiphase flow. The interface between the fluids is constructed by the effective least squares volume-of-fluid interface reconstruction algorithm and advected by the velocity using the operator split advection algorithm. To verify our numerical methodology, our results are compared with other authors' numerical and experimental results for the benchmark problems, revealing excellent agreement. The present FSM sheds light on accurate simulation of turbulent multiphase flow which is found in many engineering applications.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2007년도 정기총회 및 학술발표대회
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• pp.159-162
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• 2007

The numerical efforts are presented for investigation of irregular waves passing a slit cassion and a warock block breakwater. In the numerical model, the Reynolds equations are solved by a finite difference method and $k-\varepsilon$ model is employed for the turbulence analysis. To track the free surface displacement, the volume of fluid method(VOF) is employed. Numerical predictions of reflection and transmission coefficients are compared with those of the warock block breakwater with the slit caisson. Energy dissipation and seawater exchange rates of the slit caisson are better than those of the warock block breakwater.