Semi-submergible, Tension-leg Platform 등과 같은 부유식 해양구조물에서 점성효과를 고려하여 항력에 기인한 점성 표류력를 구하는 것은 최근까지 잘 고려되지 않았던 설계 요소이다. 본 논문에서는 파랑과 조류를 고려한 부유식 수직 실린더 구조물에 작용하는 평균 점성 표류력에 대한 해석적 수식 해를 구하였다. 기존의 고정된 실린더에서 구한 방식과 같이 실린더의 수면 위로 나온 부분을 Splash Zone, 수면 아래의 잠긴 부분을 Submerged Zone 으로 구분하였다. 파랑이 존재하는 경우는 Splash zone 에서만 고려되고, 파랑과 조류를 포함한 경우는 Splash Zone 과 Submerged Zone 모두에서 각각 식을 구하였다. 기존 연구의 RAO 결과값을 활용하여 고정된 실린더에 작용하는 평균 점성 표류력의 계산 결과와 비교하였다. Splash Zone에서 파랑만 존재하는 경우를 제외하고 대부분의 주파수 영역 대에서 부유식 실린더에 작용하는 평균 점성 표류력의 크기가 상대적으로 고정된 실린더에 작용하는 표류력의 크기보다 크게 나오는 것을 볼 수 있으며, 특히 조류가 상대적으로 더 중요하게 고려되는 경우 더 크게 증가함을 알 수 있었다. 따라서, 본 연구 결과를 통해 부유식 해양 구조물 설계시 항력으로 인한 점성 표류력의 추론을 제시할 수 있다.
표면 색상과 모폴로지가 우레탄-아크릴 코팅 소재 표면의 긁힘 거동에 미치는 영향을 조사하였다. 동일한 실험 조건에서, 흰색, 적색, 검정색 시험편의 순으로 긁힘 저항성이 우수함을 보였다. 이런 결과는 명암 대비효과를 가지고 설명될 수 있다. 즉 검정색 시험편의 경우, 긁힘이 생성된 손상 영역은 빛을 확산 반사하여 백화현상이 일어나고, 그 결과 주변 검정색과 대비되어 더욱 뚜렷이 구별된다. 반면, 흰색 시험편은 주변 흰색이 보호색 역할을 하여, 긁힘 손상 부위를 인지하기 어렵게 된다. 광택도가 높은 시험편 표면일수록 에틸렌, 실리카 성분 및 카르보닐 그룹의 증가를 관찰할 수 있었다. 실리카 입자에 의한 표면 강성의 증가와 산화에 의한 카르보닐기 생성은 긁힘 저항성의 증가를 유도하고, 폴리에틸렌 왁스의 증가는 표면을 매끄럽게 하여 광택도의 향상에 기여한 것으로 보인다. 연구결과를 바탕으로 우레탄-아크릴 코팅 소재의 긁힘 저항성을 향상시킬 수 있는 기술적 접근 방법에 대해 토의하였다.
In this study, the force and moment acting on a Joubert BB2 submarine model at depths near the free surface were measured through a captive model test with the scale ratio of 1/15. Based on the experiment, the pitch moment and heave force due to the "Tail suction effect", including the change in surge force with depth near the free surface, were quantitatively analyzed. The change of force and moment according to the relative position of the sail and the free surface was reviewed with the free surface waves generated for each depths. As a result, the angle of attack of the hull to counteract the pitch moment induced by the tail suction effect was derived. The effect of the hydrostatic moment component according to the angle of attack on the equilibrium of pitch moment was also taken into account. The control plane performance tests for the X-type rudder and sail plane were conducted in snorkel and surface depth conditions to figure out the control plane angles for the neutral level flight of the submarine at near free surface. The results of this study are expected to be used as a reference data for the neutral level flight of the submarine at near free surface operation in the free running model test as well as numerical studies.
본 연구에서는 3차원수치파동수로내에 쇄파후의 파랑이 대형연직원주구조물에 작용할 때 작용파력과 구조물에 의한 파랑변형을 수치적으로 해석한다. 수치해석법으로 파랑과 구조물과의 비선형상호간섭에 따른 쇄파현상을 포함하는 복잡한 자유수면의 거동특성을 고정도로 해석할 수 있는 3차원Navier-Stokes운동방정식과 자유수면추적에 3차원VOF(Volume Of Fluid)법을 결합한 강비선형해석법을 적용한다. 3차원파동장내에서 해저는 쇄파를 상대적으로 쉽게 발생시킬 수 있는 경사스텝의 해저(변수심의 경사수역과 일정수심역으로 구성)로 이루어진 경우를 고려하며, 파고의 변화에 따라 쇄파가 경사수역 또는 일정수심역에서 발생하여 일정수심역의 대형연직원주구조물에는 쇄파후의 파랑만이 작용하는 경우로 한정한다. 구조물의 위치 및 입사파랑의 파고변화가 구조물에 작용하는 파력 및 파랑변형에 미치는 특성을 쇄파전후의 파랑을 중심으로 검토하고, 쇄파후 파랑의 전파에 따른 파랑에너지의 변화와 구조물에 작용하는 파력특성과를 연관시켜 논의하여 3차원파동장에서 파랑과 구조물과의 강비선형간섭현상의 특성을 규명한다.
수직적인 구조로 현실 세계의 위계질서를 뚜렷하게 나타내는 공간 속에 한국의 역사와 현재를 재현하고, 극복할 수 없는 현실의 문제점과 우리 사회에 숨어있는 여러 가지 갈등의 요소들을 복잡하게 뒤섞인 인간의 감정과 관계로 재현하는 영화 <기생충>은 가장 현실적이면서도 비현실적인 캐릭터들이 피해자와 가해자의 경계, 이성과 비이성의 경계를 오가며 우리에게 익숙한 삶의 풍경을 사소한 실수, 이상한 집착, 기이한 행동, 불안한 심리, 처절한 사투로 낯설게 한다. 이러한 행동과 충돌, 의문을 증폭시키는 캐릭터의 성격은 영화 <기생충>의 독특한 뉘앙스, 특유의 유머가 되어 '장르의 규칙에서 벗어나 현실을 담는다'는 봉준호 감독의 일관된 영화적 스타일을 나타내고, 장르를 변주하는 표현의 특징이 된다는 점에서 본 연구는 캐릭터를 통해 영화 <기생충>의 표현성을 분석해보았다. 또한, 캐릭터의 성격은 영화를 구성하는 모든 요소들(영화적 기법, 공간, 소품 등)과 상호작용하며 다양한 의미의 효과를 불러일으키고, 배우의 이미지와 연기를 통해 전달된다는 점에서 봉준호 감독은 캐릭터의 성격을 사실적으로 재현하기 위해 어떠한 방식으로 배우를 캐스팅했는지, 배우의 연기는 영화를 구성하는 요소들과 어떠한 조화를 이루며 어떠한 특징을 갖고, 어떻게 표현되고 있는지 분석해 보았다.
최근 들어 건설되는 해안·항만구조물의 경우 구조물 마루에 상치구조물 설치를 통해 월파의 발생을 방지하거나 친수공간을 확보하려는 시도가 증가하고 있다. 일반적으로 설계단계에서 상치구조물에 작용하는 파압 산정은 설계파의 처오름을 고려하여 구조물의 전면에 작용하는 Goda 파압식을 적용하고 있다. 하지만, 내습파랑이 구조물의 마루를 월파하는 경우 상치구조물의 설치위치에 따라 Goda 파압을 상회하는 파압이 작용할 수 있다. 본 연구에서는 직립 케이슨을 대상으로 수리모형실험 및 수치모의를 통해 상치구조물에 작용하는 파압산정에 대한 Goda 파압식의 적용성을 분석함과 동시에 상세한 수치모델결과를 기반으로 상치구조물에 작용하는 파압의 크기를 고찰하였다. 그 결과, 상치구조물에 작용하는 파압은 정수면에 작용하는 최대파압에 비해 최대 120%까지 발생함을 확인하였다. 또한, 이러한 상치구조물의 작용파압은 구조물 마루에서 월파수심에 따른 Froude number에 지수함수적으로 증가함을 확인하였으며 Froude number에 기반한 파압의 예측을 위한 경험식을 제안하였다.
비압축성 유체유동에 대한 Navier-Stokes 방정식과 충돌 접촉면 조건으로 특징지어지는 강체-유체 충돌문제를 Lagrangian 유한요소법에 의해 해석하였으며, 계산의 편의상, 속도장을 점성및 중력항과 압력항으로 나누어 수행하는 소위 fractional step method를 도입하였다. 유체영역은 4절점의 4각형 요소로 분할하였으며, 충분히 작은 시간간격의 도입을 전제로 하여 explicit time marching법으로 수치해석하였다. 매 시간 step의 초기에 우선 운동량-충격량 법칙으로 강체의 수면충돌후 속도를 구했으며, 그 속도로 표현되는 충돌 접촉면의 경계조건과 완전한 형태의 자유표면조건 그리고 운동방정식 및 연속 방정식을 모두 만족하는 속도장을 구하였다. 본 논문에서 제시하는 수치해석법에 의하면, 유체충격문제에 있어 매우 중요하다고 알려져 있는 tip splash를 포함하는 자유표면의 형상을 쉽게 추적해 갈 수 있다. Lagrangian 유한요소법의 적용의 타당성을 확인하기 위하여 대칭형 2차원 쐐기 모양의 강체가 수면충돌하는 경우를 예로하여 시간의 경과에 따른 충격수압의 분포 및 충격외력 등을 추정한 결과, 본 방법의 적용의 유효성과 아울러 몇가지 유용한 결론을 유도할 수 있었다.
The hydrodynamic forces acting on a forced oscillating 2-dimensional cylinder on a free surface of a fluid of a finite depth are calculated by distributing singularities on the immersed body surface. And the Haskind-Newman relation in a fluid of a finite depth is derived. The wave exciting force of the cylinder to an oscillation is also calculated by using the above relation. The method is applied to a circular cylinder swaying in a water of finite depth, and then, to a rectangular cylinder heaving, swaying, and rolling. The results of above cases give a good agreement with those by earlier investigators such as Bai, Keil, and Yeung. Also, this method is applied to a Lewis form cylinder with a half beam-to-draft ratio of 1.0 and a sectional area coefficient of 0.941, and to a bulbous section cylinder which is hard to represent by a mapping function. The results reveal that the hydrodynamic forces in heave increase as the depth of a water decrease, but in sway or roll, the tendency of the hydrodynamic forces is difficult to say in a few words. The exciting force to heave for a bulbous section cylinder becomes zero at two frequencies. The added mass moment of inertia for roll is seemed to mainly depend on the sectional shape than the water depth.
Jung, Yoon-S.;Cavanagh, Andrew S.;Dillon, Anne C.;Groner, Markus D.;George, Steven M.;Lee, Se-Hee
한국세라믹학회지
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제47권1호
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pp.61-65
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2010
Ultrathin atomic layer deposition (ALD) coatings were found to enhance the performance of lithium-ion batteries (LIBs). Previous studies have demonstrated that $LiCoO_2$ cathode powders coated with metal oxides with thicknesses of $\sim100-1000{\AA}$ grown using wet chemical techniques improved LIB performance. In this study, $LiCoO_2$ powders were coated with conformal $Al_2O_3$ ALD films with thicknesses of only $\sim3-4{\AA}$ established using 2 ALD cycles. The coated $LiCoO_2$ powders exhibited a capacity retention of 89% after 120 charge-discharge cycles in the 3.3~4.5 V (vs. $Li/Li^+$) range. In contrast, the bare $LiCoO_2$ powders displayed only a 45% capacity retention. This dramatic improvement may result from the ultrathin $Al_2O_3$ ALD film acting to minimize Co dissolution or to reduce surface electrolyte reactions.
A developed code is applied to simulate relative motion of floating bodies in a side-by-side arrangement, including effects of a fender and a hawser. The developed code is based on the flux-difference splitting scheme for immiscible incompressible fluids and the hybrid Cartesian/immersed boundary method. To validate the developed code for free surface flows around deforming boundaries, the water wave generation is simulated, which is caused by bed movement. The computed wave profile and time histories of wave elevation are compared with other experimental and computational results. The effects of a fender and a hawser are modeled by asymmetric force acting on the floating bodies according to a relative displacement with the bounds, in which the fender and the hawser exert no force on the bodies. It has been observed that the floating body can be accelerated by a gap flow due to a phase difference caused by the free surface. Grid independency is established for the computed time history of the body velocity, based on three different size grids.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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