• 대한기계학회논문집B
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• 제24권11호
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• pp.1497-1505
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• 2000

A numerical study is made on the ice-formation for a laminar flow in a curved channel. When the water flows through the curved channel with the walls specified below the freezing temperature, the ice layer has been formed on the curved surface, different from that of a straight channel. The fluctuation of ice layer has been predicted, considering the variation of velocity and temperature near the curved portion of channel. The study also takes into account the interaction existing between the laminar flow and the curved channel. In the solution strategy, the present study is substantially different from the existing works in that the complete set of governing equations in both the solid and liquid regions are resolved. The results from this study have been mainly presented, focusing on the variation of ice layer close to the curved portion. Numerical results have been obtained parametrically by varying the curved angle and the radius of curvature of channel, in addition to the variation of Reynolds numbers and wall temperatures of channel. The results show that the curved shape of channel has the great effect on the thickness of the solidification layer. The wave of ice layer thickness appears in the vicinity of curved portion. This behavior of ice layer has been amplified as is the increasing of curved angle and the radius of curvature of channel. In addition, the ice layer becomes thin as Reynolds numbers in increasing. And also, as the wall temperature of channel increases, the width of channel becomes to be shrunk due to the growth of ice layers in the upper and lower wall of channel.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권8호
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• pp.747-757
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• 2010

날개위에 쌓인 얼음은 날개의 공기역학적 성능을 저하시키고 항공기 사고를 야기하는 주요한 원인이 된다. 결빙된 날개의 형상 예측 연구는 얼음으로 변형된 날개의 공기역학적 성능 파악과 제빙 방빙 장치 설계에 선행 되어야 한다. 이를 위해 본 연구에서는 2차원 익형에 발생하는 유리얼음 형상을 예측할 수 있는 코드를 개발하였다. 계산의 효율성을 위해 익형 주위의 유동장 계산은 정상 용출 및 중첩 패널기법을 사용하였고 날개표면과 날개에 유입된 물의 열전달은 Messinger 모델을 통해 고려하였다. 본 코드의 해석 결과는 실험 및 LEWICE 등 기존 해석 프로그램과 상호 검증되었다. 결빙형상의 주요한 요소인 얼음 뿔의 진행 방향 및 얼음 두께는 실험 및 타 프로그램과 유사한 결과를 나타내었다. 또한 대기온도, 수증기 함량, 입자 반지름, 자유류 등이 착빙 형상에 미치는 영향을 체계적으로 분석하였다.

• Journal of Information Processing Systems
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• 제15권6호
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• pp.1350-1364
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• 2019

The ice damage occurs frequently in cold and dry region of western China in winter ice period and spring thaw period. In the drift ice condition, it is easy to form different extrusion force or impact force to damage tunnel lining, causing project failure. The failure project could not arrive the original planning and construction goal, giving rise to the water allocation pressure which influences diversion irrigation and farming production in spring. This study conducts the theoretical study on contact-impact algorithm of drift ices crashing diversion tunnel based on the symmetric penalty function in finite element theory. ANSYS/LS-DYNA is adopted as the platform to establish tunnel model and drift ice model. LS-DYNA SOLVER is used as the solver and LS-PREPOST is used to do post-processing, analyzing the damage degrees of drift ices on tunnel. Constructing physical model in the experiment to verify and reveal the impact damage mechanism of drift ices on diversion tunnel. The software simulation results and the experiment results show that tunnel lining surface will form varying degree deformation and failure when drift ices crash tunnel lining on different velocity, different plan size and different thickness of drift ice. The researches also show that there are damages of drift ice impact force on tunnel lining in the thawing period in cold and dry region. By long time water scouring, the tunnel lining surfaces are broken and falling off which breaks the strength and stability of the structure.

• 한국지구과학회지
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• 제32권7호
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• pp.719-731
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• 2011

국립해양조사원 39개소 조위관측소의 후빙기조륙운동(Glacial Isostatic Adjustment, GIA)에 의한 지각변동 속도를 ICE-3G와 ICE-5G 모델로 예측하였다. 또한 위도 $32^{\circ}-38.5^{\circ}N$, 경도 $124^{\circ}-132^{\circ}E$ 범위의 한반도 지역을 $0.5^{\circ}{\times}0.5^{\circ}$ 격자로 분할하고 각 격자점에서의 GIA 지각변동 속도를 계산하였다. 그 결과 ICE-3G 모델의 경우 한반도 GIA 수직 지각변동은 평균 0.33 mm/yr이고, ICE-5G 모델의 경우 평균 1.21 mm/yr의 속도로 지각변위가 발생하는 것으로 나타났다. 최신 Ice model인 ICE-5G 모델을 사용할 경우 한반도에서도 약 1 mm/yr 이상의 비교적 높은 GIA 수직 지각변동이 발생하므로 절대해수면 변동을 산정하기 위해서 GIA에 의한 수직변위를 보정해야 함을 확인하였다. 따라서 국립해양조사원에서 제공하는 13개 조위관측소의 상대해수면 변동률에서 ICE-5G 모델에 의한 GIA 지각변동 속도를 보정하여 절대해수면 변동률을 결정하였다. 절대해수면 상승속도를 분석한 결과 GIA 지각변동 속도를 보정한 절대해수면 변동률은 한반도 해역에서 평균 5.04 mm/yr의 상승속도를 나타냈으며, 제주 해역은 평균 8.84 mm/yr로 다른 해역보다 높은 이상 상승률을 나타냈다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권2호
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• pp.134-143
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• 2014

추운 기후에서 운영되는 풍력터빈 시스템의 표면에 발생한 결빙으로 인하여 공기역학적 성능이 크게 저하될 수 있다. 이러한 결빙은 양력감소 및 항력증가를 야기하고, 발전효율에 부정적인 영향을 미치게 된다. 이로 인하여 풍력발전기의 성능저하 또는 과부하, 무게중심의 변화에 따른 과도진동, 결빙파편이 지상으로 떨어질 경우의 안전성 문제, 계기의 결빙으로 인한 계기 측정오차, 최악의 경우 풍력 시스템 정지 등의 문제가 발생한다. 본 연구에서는 결빙증식이 풍력 발전기의 공력특성에 미치는 영향을 CFD 기법을 이용해 분석하였다. 또한 결빙증식 결과를 바탕으로 BEM 기법을 적용시켜 삼차원 블레이드에 대한 공력성능을 계산하였다. 결빙의 두께는 상대적인 속도차이에 의해 블레이드 중심에서 끝단으로 갈수록 증가함을 알 수 있었고, 공기의 속도가 결빙증식에 미치는 주요 인자임을 확인하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제37권2호
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• pp.129-135
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• 2013

동결농축폐수처리의 기술은 열역학적 효율이 높고 에너지 소비량이 작아 중소규모로 적합하며, 용수 재활용과 융해열의 냉열 재이용이 가능한 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 폐수 처리효율이 높은 동결농축폐수처리장치의 개발을 위해 수직원관 형태의 제빙관을 대상으로 염화나트륨수용액을 이용한 기초 실험을 통해 냉각면 온도, 기포 분사 방법에 따른 분리 성능을 확인 후 대표적 중금속인 Pb, Cr 수용액을 대상으로 냉각면 온도, 기포 직접 분사, 과냉각을 방지하기 위한 용질을 포함하지 않은 초기 빙층 두께의 영향에 따른 중금속 분리 성능을 실험 통해 확인하였다. 실험결과 두 수용액에서 모두 냉각면의 온도가 낮을수록 동결층의 성장속도가 빨라지고 용질의 분리효율이 저하되었다. 기포를 분사하는 방법 중에는 환모양의 노즐을 통해 동결계면에 직접 분사하는 방법이 원통벽면을 통해 간접 분사하는 것 보다 분리효율이 높게 나타났으며, 초기 빙층의 두께에 따른 실험에서는 1mm 보다는 5mm의 두께에서 분리효율이 더 우수한 것으로 나타났다.

• 한국기계가공학회지
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• 제18권12호
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• pp.52-58
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• 2019

This study numerically analyzed the icing process in a U-shaped pipe exposed to the outside by considering the mushy zone of freezing water. Numerical results showed that the flow was pulled outward due to the U-shaped bend in the freezing section exposed to the outside, which resulted in the ice wave formation on the wall of the bended pipe behind. At the same time, the formation of a corrugated ice layer became apparent due to the venturi effect caused by the ice. The factors affecting the freezing were investigated, including the change of the pipe wall temperature, the water inflow velocity, and the pipe bend spacing. It was found that, as a whole, the thickness of the freezing layer increased as the pipe wall temperature decreased. It was also found that the freezing layer became relatively thin when the inflow rate of water was increased, and that the spacing of the pipe bends did not significantly impact the change in the freezing layer.

• 한국항해항만학회지
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• 제34권1호
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• pp.71-75
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• 2010

아이스슬러리의 생성을 위하여 냉각평판에 작동수를 분사하는 실험을 수행하여 그에 대한 영향에 대하여 영향을 평가하였다. 실험에 사용된 에틸렌글리콜 수용액은 10~20wt%의 수용액을 사용하였다. 실험장치는 슬러리아이스 저장탱크, 브라인 탱크, 브라인 순환장치, 유량계 및 온도기록계로 구성되어 있다. 실험조건은 평균유속 1.0~2.0m/s, 냉각온도 $-17{\sim}-10^{\circ}C$의 조건 하에 실험을 수행하였다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제7권4호
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• pp.320-326
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• 2020

본 연구는 횡단구조물에서의 어류의 이동 특성에 따른 종적 연결성을 평가하였다. 대상 구간은 원주천이며, 대상 어종은 피라미와 잡고기를 대상으로 하였다. 흐름 분석은 HEC-RAS 모형을 사용하였으며, 종적 연결성 분석은 ICE 방법을 적용하였다. 종적 연결성을 분석하기 위하여 수리분석 결과물 중 횡단구조물 상·하류 수위차, 유속, 하류단 웅덩이 깊이에 따른 대상 어종의 유영 속도를 적용하였다. 그 결과 피라미의 경우 종적 연결성이 약 76점, 잡고기의 경우 종적 연결성이 약 23점으로 나타났다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제20권2호
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• pp.23-36
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• 2015

The $2^{nd}$ generation ice accretion analysis program has been developed and validated for various icing conditions. The essential feature of the $2^{nd}$ generation code lies in its capability of handling general 3-D geometry and improved accuracy. The entire velocity fields are obtained based on Navier-Stokes equations in order to take the massively separated flow field into account. Unlike $1^{st}$ generation code, the droplet trajectories are calculated using Eulerian approach, which is adopted to yield appropriate collection efficiency even in the shadow region. For improved thermodynamic analysis on the surfaces, water film model and modified Messinger model are newly included in the present analysis. The ice shape for a given time step is obtained by considering the exact amount of ice accreted on the surface. Each module of the icing analysis code has been seamlessly integrated on the OpenFOAM platform. The developed code was validated against available experimental data for 2D airfoils and 3D DLR-F4. Due to the lack of experimental data, the computed results of DLR-F4 were compared with those obtained from FENSAP-ICE, which is state-of-the-art 3D icing analysis code. It was clearly shown that the present code produces comparable results to those of FENSAP-ICE, in terms of prediction accuracy and the capability of handling general 3-D geometries.