• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제9권3호
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• pp.1-13
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• 2005

A design procedure for a ship with minimum total resistance has been developed using a numerical optimization method called SQP (Sequential Quadratic Programming) to search for optimized hull form and CFD(Computational Fluid Dynamics) technique. The friction resistance is estimated using the ITTC 1957 model-ship correlation line formula and the wave making resistance is evaluated using a potential-flow panel method based on Rankine sources with nonlinear free surface boundary conditions. The geometry of hull surface is represented and modified using B-spline surface patches during the optimization process. Using the Series 60 hull ($C_B$ =0.60) as a base hull, the optimization procedure is applied to obtain an optimal hull that produces the minimum total resistance for the given constraints. To verify the validity of the result, the original model and the optimized model obtained by the optimization process have been built and tested in a towing tank. It is shown that the optimal hull obtained around $13\%$ reduction in the total resistance and around $40\%$ reduction in the residual resistance at a speed tested compared with that of the original one, demonstrating that the present optimization tool can be effectively used for efficient hull form designs.

• 대한소아치과학회지
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• 제51권1호
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• pp.32-39
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• 2024

This study evaluated the additive impact of ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA) on erythrosine-mediated photodynamic therapy (PDT) against Streptococcus mutans (S. mutans) biofilm by measuring colony-forming units and applying confocal laser scanning microscopy. Fifty-six bovine incisors, free from dental caries or structural defects, were utilized in this study. Dentin specimens were created by cutting with a low-speed diamond disk under a continuous flow of water, resulting in dimensions of 6.0 mm × 3.0 mm × 2.0 mm. The specimens were categorized into 4 groups: Control, EDTA, PDT, and EDTA + PDT. S. mutans ATCC 25175 was employed to establish biofilm on the dentin specimens. A 17% EDTA solution was applied for 1 min. For PDT, erythrosine served as the photosensitizer. Finally, a light-emitting diode source (385 - 515 nm) was employed in this study. The PDT group exhibited a significantly lower bacterial count than both the control and EDTA groups (p < 0.001). The EDTA + PDT group demonstrated a significantly reduced bacterial count compared to the other 3 groups (p < 0.001). This study demonstrated that EDTA enhances the antimicrobial efficacy of PDT on S. mutans biofilm. Even at a low concentration of photosensitizer, the combination of EDTA and PDT yields a significant antibacterial effect.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권8호
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• pp.3374-3383
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• 2011

본 연구는 유한한 크기의 선저경사각을 갖는 2차원 쐐기형 구조물의 슬래밍 충격 현상을 수치 해석하였다. 비압축성 유체를 가정하였으며, 구조물의 입수 속도는 일정하게 유지하였다. 자유수면의 대 변형 및 동적 거동의 해석을 위해서 Geo-reconstruct(or PLIC-VOF) scheme을 사용하였다. 선저경사각이 $10^{\circ}$, $20^{\circ}$ 및 $30^{\circ}$인 경우에 대해서 해석을 수행하였으며, 각각의 선저경사각에 대하여 입수면의 격자 크기 및 입수 속도를 변화시켜 슬래밍 충격력 수치 해석 결과에 미치는 영향을 조사하였다. 수치해석 결과는 Dobrovol'skaya(1969)의 상사해(similarity solution), Wagner 방법에 기초한 점근해(asymptotic solution) 및 경계요소법(Zhao et al.(1993))에 의한 해석 결과와 비교하였다.

• 대한교통학회지
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• 제29권6호
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• pp.17-23
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• 2011

$CO_2$ 배출량은 차량의 속도와 관련이 있으며. 속도는 도로의 종류에 따라 다르게 나타난다. 그러므로 단속류 간선 도로의 차량 당 $CO_2$ 배출량은 교차로 특성과 지정체의 영향을 받을 가능성이 많다. 따라서 교차로의 존재, 지정체의 영향과 차량 당 $CO_2$ 배출량의 분석이 필요하다. 연구 방법은 첫째, 국도를 대상으로 차량의 교차로 통과방법에 따른 차량 당 $CO_2$ 배출량차이를 비교하였다. 둘째, 전체 대상구간에서 자유속도와 지정체 속도에 따른 차량 당 $CO_2$ 배출량차이를 비교하였다. 셋째, 구간별 차량당 $CO_2$ 배출량차이를 비교하였다. 차량 당 $CO_2$ 배출의 정량화를 위하여 속도에 따른 배출량 곡선을 사용하였다. 연구 결과는 첫째, 교차로에서 감가속 방법에 따라 최대 12%까지 차량 당 $CO_2$ 배출량의 차이가 나타났다. 둘째, 대상 구간 전체에서 지정체로 인해 30%이상 차량 당 $CO_2$를 배출하는 것으로 나타났다. 셋째, 구간별 비교 결과 교차로 특성 등에 따라 최대 차량 당 40%까지 차이가 나타났다. 본 연구를 통해 교차로 통과방법, 통행속도, 교차로 특성을 개선하면 차량 당 $CO_2$ 배출량을 감소할 수 있다는 추론이 가능하다.

• 한국대기환경학회지
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• 제28권1호
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• pp.94-104
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• 2012

The purpose of this research is to quantify the compliance of on-road emission from a light duty diesel vehicle, based on a comparison to emission regulation standard. $NO_x$, CO and THC emissions were measured using a portable device on a selected real-world driving route with a length of approximately 22 km. On-road measurements were repeated by 10 times on a same route to reflect variability in traffic conditions. A test route was divided into 22 road links with length of 1 km to analyze emission results with higher spatial resolution. The average emissions of $NO_x$, CO and THC over total travel distance, which is approximately 220 km, were quantified to be in compliance with emission regulation standards. Under higher spatial resolution, $NO_x$ concentration exceeded a standard in 92 links out of 220 links. The extended time in stop period and the stop-and-go driving cycle were identified as two important reasons for increased $NO_x$ emissions in observed cases. Heavy traffics showed higher $NO_x$ emissions than free flow. These results indicate that the real-world vehicle emissions might exceed the compliance level associate with traffic conditions. Another interesting observation of this research is that the on-road emission characteristics can be independent to the average speed of road links with higher spatial resolution. Variability in on-road emission might not be fully described by solely relying on an average speed, because variability in traffic conditions and road conditions can influence on real-world vehicle emissions.

• 대기
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• 제33권4호
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• pp.343-354
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• 2023

Turbulence produced on roadways is one of the major factors determining the dilution rates at the initial stage of traffic emissions of air pollutants and, thus, the distribution of air pollutants near the roadways. Field experiments were conducted on Gyeongbu Highway, one of the busiest highways in Korea, for 4~7 days in winter, spring, and summer. Two three-dimensional ultrasonic anemometers were installed on both sides of the highway to estimate turbulence intensities (vertical wind fluctuation and kinetic turbulence energy) induced by the roadway. Roadway-induced turbulence consists of three components: structural road-induced turbulence (S-RIT), thermal road-induced turbulence (T-RIT), and vehicle-induced turbulence (VIT). The contribution of T-RIT to the total RIT was insignificant (less than 10%), and the majority of RIT was S-RIT (by the highway embankment) and VIT. In this study, we propose the empirical relationships of VIT as a function of traffic density and wind speed under free-flow traffic conditions. Although this empirical relationship appears to underestimate the VIT, it can be applied to the air quality models easily because the relationship is simple and only needs readily obtainable input variables (wind speed and traffic information).

• 한국습지학회지
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• 제22권2호
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• pp.121-129
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• 2020

본 논문은 자유수면을 가지는 와류유동 내 저낙차에서 마이크로 소수력에 관한 실험 연구이다. 내부 곡선 모서리가 있는 직선, 곡선, 비틀린 블레이드의 와류 높이, 터빈 회전 및 토크를 개수로 유입구의 유량 0.0069 ㎥/s 조건에서 측정하였다. 실험결과로서 최적의 와류 강도는 와류 발생부의 외부직경과 유출구 직경 비율 0.17~18.5 범위에서 발생했다. 직선 블레이드 출력과 효율은 다른 블레이드와 비교하여 높게 나타났다. 가장 높게 생성된 에너지는 12.33 W이고, 토크는 0.91 N·m이다. 유효낙차를 고려한 경우 가장 높은 효율은 29.5 %인 반면 와류 높이를 고려한 가장 높은 효율은 회전수 132 rpm에서 80.5 %이다. 직선 블레이드의 와류 유속은 개수로 유입구의 평균 유속보다 약 2.8배 더 크게 나타난다.

• 대한조선학회논문집
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• 제53권5호
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• pp.371-379
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• 2016

In the ship design process, ship motion and propulsion performance in sea waves became very important issues. Especially, prediction of ship propulsion performance during real operation is an important challenge to ship owners for economic operation in terms of fuel consumption and route-time evaluation. Therefore, it should be considered in the early design stages of the ship. It is thought that the averaged value and fluctuation of effective inflow velocity to the propeller have a great effect on the propulsion performance in waves. However, even for the nominal velocity distribution, very few results have been presented due to some technical difficulties in experiments. In this study, flow measurements near the propeller plane using a stereo PIV system were performed. Phase-averaged flow fields on the propeller plane of a KVLCC2 model ship in waves were measured in the towing tank by using the stereo PIV system and a phase synchronizer with heave motion. The experiment was carried out at fully loaded condition with making surge, heave and pitch motions free at a forward speed corresponding to Fr=0.142 (Re=2.55×106) in various head waves and calm water condition. The phase averaged nominal velocity fields obtained from the measurements are discussed with respect to effects of wave orbital velocity and ship motion. The low velocity region is affected by pressure gradient and ship motion.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권4호
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• pp.11-22
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• 2001

프로펠러-WIG(Wing in Ground Effect)선의 상호작용 및 성능을 포텐셜 유동에 의해 해석하였다. 프로펠러는 보오텍스 격자법(VLM)을 사용하였고 WIG선은 포텐셜 기저 패널법을 사용하여 각 경계조건을 만족시키면서 반복계산을 통하여 상호작용 및 성능을 해석하였다. 자유수면은 강체로 가정하여 경상법을 사용하였다. 프로펠러-WIG의 상호작용 및 성능을 해석하기에 앞서 발표된 실험결과와 계산결과가 있는 MP101 프로펠러와 MR-21 타의 상호작용 및 성능해석을 수행하여 개발된 프로그램의 정도를 검증하였다. 프로펠러-WIG선의 상호작용해석은 프로펠러의 부착위치, 직경 및 회전수의 변화에 따른 비행고도 높이 변화에 대한 양력 및 피치모멘트를 계산하여 비교하였다. 날개 앞에 부착된 프로펠러는 WIG선의 양력을 급격히 향상시키며 정적안정성을 향상시킴을 알았다. 따라서 적절한 프로펠러의 크기, 부착위치 및 회전수의 선택이 PARWIG선의 성능향상을 위해 필수적임을 알았다.

• 대한교통학회지
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• 제21권1호
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• pp.91-102
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• 2003

본 연구는 $\circled1$Cellular Automata(이하 CA)모형을 기반으로 대규모 네트워크에 적용 가능한 보다 현실적인 CA차량모형 구축. $\circled2$구축된 CA차량모형을 이용한 차량 모의실험기의 개발과 개발된 차량 모의실험기를 이용한 단기링크통행시간 예측으로 구성된다. 구축된 CA차량추종모형은 기존의 CA차량추종모형 보다 현실적으로 감속을 통한 정지과정을 설명하면서 거시적 지표인 교통량-밀도-속도관계를 설명하였다. 또한 링크의 유출교통량(Outflow)을 제어하기 위한 차량의 링크전이모형은 기존의 차량 링크전이모형에 비하여 보다 안정된 대기차량을 형성하였다. 단기링크통행시간 예측을 위한 차량모의실험기는 대규모 가로망에 적용이 가능하도록 차량묶음(Packet, 이하차량묶음)방식과 링크기반 모의실험방식으로 컴퓨터의 연산 수행속도 및 메모리를 효율적으로 처리할 수 있었으며, 기존의 시계열자료 예측기법에서 고려할 수 없었던 차량의 행태 및 링크 상에서 발생하는 이동류 과포화, 뒷막힘현상 등의 메커니즘을 고려함으로서 기존 시계열자료 예측기법에 비하여 우수한 예측력을 보였다.