• 대한기계학회논문집B
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• 제27권6호
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• pp.736-743
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• 2003

A process of 3-D particle image velocimetry, called here, as '3-D stereo PIV' was developed for the measurement of an illuminated slied section field of 3-D complex flows. The present method includes modeling of camera by a calibrator based on the homogeneous coordinate system, transfromation of the oblique-angled image to the right-angled image, identification of 2-D velocity vectors by 2-D cross-correlation equation, stereo matching of 2-D velocity vectors of two cameras, accurate calculation of 3-D velocity vectors by homogeneous coordinate system, removal of error vectors by a statistical method followed by a continuity equation criterior, and finally 3-D animation as the post processing. An experimental system was also used for the application of the proposed method. Three analog CCD cameras and an Argon-Ion Laser(300mW) for illumination were adopted to capture the wake flow behind a bluff obstacle.

• 대한조선학회논문집
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• 제51권1호
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• pp.67-77
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• 2014

In this study, Explicit Algebraic Reynolds Stress Model (EARSM) which is based on the existing ${\kappa}-{\omega}$ model has been applied to the flow field analysis around ship hulls. Existing transport equations for the turbulent kinetic energy and the dissipation rate are used in almost the same form and anisotropy terms of Reynolds stresses are newly considered. The well-known KVLCC2 and KCS hull forms are selected as validation cases, which were also used in 2010 Workshop on CFD in Ship Hydrodynamics. In case of KVLCC2 double model, comparison of mean velocity distribution, turbulent kinetic energy, and Reynolds stresses near the propeller plane has been carried out and wave elevation and wave profiles have been additionally studied for KCS and KVLCC2 with free surface models. Some improved results for mean velocity distribution at the propeller plane have been obtained while there is little change in free surface wave profiles.

• 대한조선학회논문집
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• 제42권5호
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• pp.448-457
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• 2005

The experiment was performed at the large wind tunnel of the Chungnam National University to measure the velocity distribution around the stern of a Liquefied Natural Gas Carrier model. The data, mean velocity vectors of turbulent shear flows at the stern and near-wake including the propeller plane, were obtained by a five-hole Pilot tube for the double body model fixed inside the wind tunnel test section. The present result of the double body model shows a close agreement with the result of the lowing tank experiment performed by the KRISO for the same ship model. The characteristics of the LNG stern flow are discussed based on the measured velocity distribution. The data can be very useful for the validation of some numerical methods in computational fluid dynamics.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권4호
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• pp.419-428
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• 2020

본 논문에서는 건물, 교량 및 해양구조물에 많이 적용되는 기본적인 형상인 벽면에 부착되어 있는 사각실린더 주변의 유동에 대해, 3개의 난류모델(v²-f 모델, k-ω 모델, k-ε 모델)을 적용하여 URANS 수치해석을 각각 수행하고, 그 결과를 비교하였다. 이 유동은 물체의 모서리에서 발생하는 칼만 와(karman vortex) 때문에 본질적으로 강한 비정상성을 가지고 있으며, 물체의 후류 영역에서도 매우 복잡한 유동구조를 가지고 있다고 알려져 있다. 3개의 난류모델이 적용된 수치해석으로부터 예측되는 평균 유동장과 지배적인 유동의 주파수를 Wang et al.(2004; 2006)의 실험결과와 비교하였다. 비교 결과, v²-f 모델이 적용된 URANS 결과가 실험결과와 가장 유사한 결과를 보여주었고, k-ω 모델도 우수한 결과를 보인 반면, k-ε 모델은 본 대상 유동에 적용하기에 부족함을 확인하였다. 따라서 강한 박리가 존재하는 유동의 해석 시에는 v²-f 모델은 좋은 선택이다. 그리고 유동의 박리 제어를 위한 연구에 활용될 것으로 기대된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권3호
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• pp.146-159
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• 2016

본 연구에서는 정상흐름 하에서 스포일러가 부착된 해저파이프라인의 자가매설 기구를 분석하기 위하여 유체역학적 특성을 고정도로 해석할 수 있는 Navier-Stokes Solver(LES-WASS-2D)를 이용하였다. 본 논문에서 적용하는 수치모형의 타당성 및 유효성을 확보하기 위하여 기존의 스포일러 유무에 따른 파이프라인 주변의 흐름특성을 나타낸 수리모형실험결과와 비교 분석하였다. 그리고 입사유속, 스포일러의 제원 및 배치에 따른 파이프라인 주변의 수리특성(유동, 와동, 압력)과 작용력 특성을 수치적으로 분석하였다. 그 결과 1차적으로 해저파이프에 스포일러가 부착된 경우에 투영면적이 증가함으로 인하여 배후로 빠져나가는 유속이 커지고, 동시에 배후에서 발생하는 후류에 기인한 강한 와동이 발생한다. 그리고 2차적으로는 스포일러의 영향으로 상하 비대칭적인 유동 및 와동장이 발생하고, 이로 인해 비대칭적인 압력장이 형성된다. 이것은 파이프에 작용하는 힘의 비대칭성을 증가시켜 하향의 유체력을 크게 발달시킨다. 이와 같은 두 가지의 큰 원인으로 인하여 스포일러 부착형 해저파이프라인이 자가매설 되는 것으로 이해된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권3호
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• pp.205-209
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• 2016

본 연구는 상류측에 작은 삼각주를 가진 정방형주의 유동장 특성을 정방형주 한 변의 길이에 대한 삼각주의 폭비 및 정방형주 전면에서부터 삼각주 후면까지의 간격을 변수로 하여 PIV를 이용한 가시화실험으로 파악한 것이다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 정방형주 후류측 스트로할 수는 항력감소율과 같은 특성을 나타내었는데, 간격비가 증가할수록 증가한 후 감소하는 특성을 보였다. 삼각주를 설치한 경우 정방형주 상류측과 하류측에 정체영역이 나타났으며, 그 정체영역의 크기는 정방형주의 상류측은 삼각주의 폭비가 클수록 증가하는데 비해, 하류측은 오히려 감소했다.

• 대한조선학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.22-31
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• 1996

임의의 형상을 갖는 몽뚝한 물체에 작용하는 압력을 효율적으로 계산할 수 있는 방법을 확립하여, 조류중 유벽의 부유 성능을 스커트의 변형을 고려해 예측할 수 있는 방법을 개발하였다. 물체 전면의 압력은 반류영역을 박리유선을 경계로한 가상의 강체로 놓고 포텐샬 유동을 해석하여 구하였고, 후면의 압력은 기존의 실험 결과를 바탕으로 결정하였다. 압력 계산 방법의 검증을 위해 몇 가지 뭉뚝한 물체의 무한 수심에서의 압력 저항을 계산하여 기존의 실험 결과와 잘 일치한다는 것을 확인하였다. 유벽의 변형은 유동장과 연계되어 있어서 순차반복법을 통하여 구하였다. 여러 조류속도와 추의 질량에 대한 유벽의 변형된 형상과 홀수의 감소를 구하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권2호
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• pp.156-162
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• 2013

본 연구는 정방형주의 후류측 중심에 분리된 분할판(Detached splitter plate)을 설치한 경우 정방형주의 주위의 유동장을 최신와법으로 파악한 것이다. 레이놀즈 수 $Re=1.0{\times}10^4$ 및 분할판의 폭을 정방형주 한변의 길이(B)로 고정시키고, 특히 항력감소율이 최대인 간격비에 촛점을 맞추어 분할판 유, 무에 따른 정방형주에 주위의 순간 및 평균 속도장 및 압력장을 시뮬레이션하였고, 양, 항력계수의 시간변화도 계산하였다. 계산결과는 측정된 항력계수 및 압력분포와 잘 일치하였다. 분할판 설치에 의해 분할판의 상하부에 서로 반대방향의 볼텍스가 발생했고, 이 볼텍스가 정방형주 뒷면의 압력을 상승시켜 항력을 감소시켰음을 명확하게 나타냈다.

• 한국음향학회지
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• 제41권3호
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• pp.268-277
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• 2022

본 논문에서는 KVLCC2 선체 축소모형에 설치된 추진시스템의 세부 구성품별 유동 소음원을 분석하였으며, 각각의 소음원이 수중방사소음에 미치는 영향에 대해 정량적으로 분석하였다. 수치 해석 영역은 실험 결과와의 비교를 위하여 선박해양플랜트연구소 대형 캐비테이션 터널의 시험부와 동일하게 설정하였다. 먼저 유동장내 소음원을 정확하게 모사하기 위하여 고정밀 해석기법인 비압축성 다상 Delayed Detached Eddy Simulation 방법을 적용하였고, 유동해석 결과를 기반으로 Ffowcs Williams and Hawkings 적분방정식을 사용하여 수중방사소음을 예측하였으며, 터널 실험결과와의 비교를 통해 해석절차의 유효성을 확인하였다. 추진시스템의 유동 소음원별 영향을 정량적으로 비교하기 위하여 추진기 날개 끝-와류 공동, 날개 표면 그리고 방향타 표면을 소음원 영역으로 선정하였으며, 음압과 파워 스펙트럼 밀도, 음향 파워를 비교하였다. 공동에 의한 홀극 소음원의 기여도가 추진기 날개 및 방향타에 의한 쌍극 소음원에 비해 수중방사소음에 크게 기여하였으며, 추진기 후류의 영향으로 방향타에 의한 기여도가 추진기 보다 더 크게 발생함을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권5호
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• pp.625-631
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• 2011

본 연구는 벽면근처에 놓인 정방형주의 모서리에 수평 분할판을 부착하여 유체력 제어 효과를 양항력 측정실험 및 PIV에 의한 가시화 실험으로 조사한 것이다. 분할판의 폭은 정방형주 폭의 10% 로 했다. 실험변수로서는 수평 분할판의 부착 위치 및 벽면과 사각주 사이의 간격으로 하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 간격비 0.4 이상에서 벽면과 정방형주 사이에 흐름이 명확했고, 후류측 칼만 와도 뚜렷이 나타났다. 원형의 정방형주는 간격비 0.4에서 수평 분할판을 가진 정방형주는 간격비 0.6에서 평균양력계수 및 Strouhal 수의 변곡점이 나타났다. 정방형주 아랫면의 뒷 모서리에 수평 분할판을 설치한 경우 항력이 감소하였으며 각 간격비 평균 4.5%의 항력 저감 효과를 얻었다. 이 경우 정방형주 윗면 박리영역의 크기는 분할판이 없는 정방형주에 비해 작았다.