• 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.

• 한국항해항만학회지
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• 제42권2호
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• pp.127-136
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• 2018

The motion response of floating structures is of significant concern in marine engineering. Floating structures can be disturbed by waves, winds, and currents that create undesirable motions of the vessel, therefore causing challenges to its operation. For a floating structure, mooring lines are provided in order to maintain its position; these should also produce a restoring force when the vessel is displaced. Therefore, it is important to investigate the tension of mooring lines and the motion responses of a twin barge when moored to guarantee the safety of the barge during its operation. It is essential to precisely identify the characteristics of the motion responses of a moored barge under different loading conditions. In this study, the motion responses of a moored twin barge were measured in regular waves of seven different wave directions. The experiment was performed with regular waves with different wavelengths and wave directions in order to estimate the twin-barge motions and the tension of the mooring line. In addition, the motion components of roll, pitch, and heave are completely free. In contrast, the surge, sway, and yaw components are fixed. In the succeeding step, a time-domain analysis is carried out in order to obtain the responses of the structure when moored. As a result, the Response Amplitude Operator (RAO) motion value was estimated for different wave directions. The results of the experiment show that the motion components of the twin barge have a significant effect on the tension of the mooring lines.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제11권6호
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• pp.75-82
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• 2002

Design for a quiet operation of fluid power system requires the understanding of noise and vibration characteristics of the system. It's not easy to analyze noise problem in hydraulic cylinder used in typical actuator Because they've got complex fluid dynamics. One of the fundamental problems associated with the hydraulic system is the pulsating flow in pipe lines, which can be tackled by the analysis under simplifying assumptions. The present study focuses on theoretic analysis and experimental study on the dynamics of laminar pulsating flow in a circular pipe. We analyze the propagation characteristics of the pressure pulse within a hydraulic pipe line taking into account the pulsating flow frequency variation. We also measure instantaneous pressure pulses within pipe line to identify the transfer functions. We conduct series of experiments to investigate the propagation characteristics of pressure pulse for various pressure of pulsating flow. The working fluid of the present study is ISO VG46 and the temperature ranges from 20 to $60^{\circ}$ with normal pressure at 4000kPa. The flow rate is measured by using an ultrasonic flow meter. Pressures at fixed upstream and downstream positions are measured concurrently. The electric signals of the pressure sensor are stored and analyzed using a system analyzer(PKE 983 series). The frequency is varied in the range of 10~500Hz. The Reynolds number is kept below 2,000. In the present study, boundary condition was varied by installing a surge tank and an orifice at the end of pipe. Experimental and theoretical results were compared each other under various boundary conditions.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.287-291
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• 2015

본 연구에서는 두 지역의 실제 상수관망에 대해서 부정류해석을 수행하였고 각각의 상수관망에 필요한 부정류피해 최소화방안을 제시하였다. 첫 번째 대상지역은 베트남 호치민으로 148개 절점과 162개의 파이프로 이루어진 소블럭 상수관망이며 두 번째 대상지역은 파주시 광탄면으로 512개 절점과 527개의 파이프로 이루어진 세 개의 소블럭 상수관망이다. 두지역의 상수관망은 지형적면이나 규모면에서 다른 모습을 하고 있기 때문에 부정류해석 시 발생가능한 피해유형이 틀린 것으로 나타났다. 호치민의 경우 배수지의 높이가 낮고 도시 내 표고차가 없어서 관망 내 평균수압이 $1kg/cm^2$을 약간 상회하는 수준으로 수압이 낮고 수압차 역시 작다. 따라서 상수관망에서 일어날 수 있는 소요수량의 변화나 소화전 사용과 같은 작은 변화에도 역류발생이 빈번히 일어나는 것으로 나타났으며 역류발생이 잦은 파이프를 선정할 수 있었다. 상당히 많은 파이프에서 단기간 역류가 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 짧은 기간에 발생하는 변화에 대한 단기간 역류는 교차연결(Cross-Connection)의 문제를 야기할 수 있다. 따라서 역류발생이 빈번히 일어나는 파이프 주위에 check valve나 역지밸브등의 설치를 통해 역류로 인한 피해를 최소화할 수 있다. 파주시 광탄면 지역의 소블럭 집합으로써 고저차가 많은 지역이다. 배수지 밸브개폐 시 발생 가능한 수충격에 대한 시뮬레이션과 펌프장정지로 인해 발생할 수 있는 수충격에 발생 시뮬레이션을 수행하였고 관망내에서 자주 발생하는 밸브개폐로 인한 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 광탄의 경우 수충격 발생위험 지점은 배수지 근처로 나타났고 수격압이 최대 $2.5kg/cm^2$에서 $3.0kg/cm^2$까지 발생 가능한 것으로 나타났고 밸브개폐시간이 1-2초 지연되어도 상당히 큰 수격압을 줄일 수 있는 것으로 나타났다. 수충격압이 크게 발생할 수 있는 지역에 수충격피해 최소화를 위해 surge tank와 같은 장치를 설치해야 한다. 또한 발생가능한 수격압의 크기를 통계적기법을 통해 확률밀도함수로 나타낼 수 있었다. 이 결과는 앞으로 상수관망의 설계나 운영에서 수충격피해 방지 장치 및 설비를 시공할 때 장치의 규모나 용량을 결정할 때 유용한 정보가 될 것으로 판단된다.

• 한국수산과학회지
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• 제34권1호
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• pp.43-50
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• 2001

규칙파, 불규칙파 및 파랑과 흐름이 공존하는 상태에서 프레임에 우리형 그물을 부착하여 구성되어 있는 가두리 시설의 운동특성을 분석하기 위하여 정사각형 및 원형 구조의 가두리 시설을 대상으로 예인 수조에서 수리 모형실험을 실시하였으며, 규칙파중 운동 특성은 선형 포텐셜 이론에 의한 수치 해석의 그것과 비교하였다. 그 결과는 다음과 같이 요약할 수 있다. 1) 규칙파중 모형 가두리 시설의 상하 및 종 동요는 전후 동요와는 달리 그물의 영향을 거의 받지 않았으므로 이 시설물의운동 특성중 가장 중요한 상하 동요를 해석하는 경우에는 그물을 제외하고 프레임만을 고려해도 된다는 것을 확인하였다. 2) 불규칙파중 및 파랑과 흐름이 공존하는 상태에서 모형 가두리 시설의 운동 특성은 입사파 주기의 2배 되는 고주파수에서 시설물의 고유 주기 등에 의해 동적 운동의 peak frequency가 나타남으로써 비선형 즉, 2nd order harmonic 성분이 존재하였다 3) 파동 및 흐름장에서 동요 특성이 정사각형에 비해 비교적 작게 나타난 원형이 파도, 조류 등 환경 조건이 거친 해역에 보다 적합한 것으로 판단되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권3호
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• pp.277-282
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• 2007

본 연구에서는 보다 정확하고 실용적인 배출수처리시설 용량산정 및 설계 도구를 개발하고자, Excel 프로그램을 이용하여 계산과정을 전산화한 배출수처리시설 설계용 프로그램을 개발하였다. 배출수처리시설 설계용 프로그램은 슬러지 발생량 산정, 물질수지의 계산, 그리고 단위공정의 제원결정을 순서대로 수행할 수 있도록 구성되어 있다. 특히 본 프로그램에는 여과지 역세척수를 회수하기 위한 시스템이 포함되어 있다. 배출수처리시설 설계용 프로그램을 대청호 원수를 취수하는 청주정수장을 대상으로 실행한 결과, 반복계산으로 인한 계산착오 문제를 해결할 수 있었으며, 계산과 설계에 소요되는 시간을 크게 줄일 수 있었다. 본 프로그램은 기존정수장 배출수처리시설의 성능개선 뿐만 아니라 새로운 정수장에도 적용될 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권7호
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• pp.1408-1418
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• 1992

본 연구에서는 여러가지 흡기관 조건 및 밸브타이밍 변화에 대하여, 현재까지 연구에서 확인된 IVC에서 흡기포트압력 값의 체적효율에 대한 영향을 검토하고, 흡기 밸브가 열리는 동안 흡기 포트압력의 어느 부분 또는 지점이 엔진의 체적효율 변화를 설명해 줄 수가 있는지를 실험적으로 규명하고자 하였다.이 목적을 위해 각 흡입조 건에 대한 흡기포트압력 및 엔진 성능값을 측정.분석하여 서로의 연관성을 비교, 검토 하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.521-528
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• 2013

일반적으로 도시배수 시스템은 개수로 흐름으로 설계 된다. 그러나 설계빈도를 초과하는 강우발생 시 배수 시스템의 합류부 또는 맨홀 등에서 부분적인 과부하 흐름이 발생되고 있다. 그러므로 이와 같은 과부하 흐름에 의해 발생하는 배수 시스템에서의 압력흐름에 대한 연구의 필요성이 제기 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 설계빈도를 초과 하는 강우사상 그리고 예측할 수 없는 집중호우 시 맨홀에서의 과부하 흐름에 관한 연구를 수행 하였다. 배수 시스템에서의 압력흐름의 문제점은 과부하 맨홀로부터의 월류량에 의한 도시홍수 발생이다. 그러므로 배수 시스템은 개수로 흐름으로 설계 되어야 할 뿐만 아니라 과부하 흐름 발생 시 맨홀내의 에너지 손실을 고려한 압력흐름의 해석이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 과부하 맨홀의 에너지 손실을 고려하여 압력흐름을 해석 할 수 있는 수치모형을 개발하였다. 수치모형을 검증하기 위하여 수리모형실험 결과와 비교 검증하였고, 도시유출해석에 가장 널리 이용되는 SWMM의 결과와도 비교하였다. SWMM은 맨홀 내의 에너지 손실을 적절히 반영하지 못함으로써 맨홀 수심을 과소 산정하는 결과를 보인 반면, 본 연구 모형은 수리모형실험결과와 잘 일치하였다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 2002년도 하계학술발표대회 논문집 제21권 1호
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• pp.469-474
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• 2002

In recent years, modularization of engine parts has increased the application of plastic products in air intake systems. Plastic intake manifolds provide many advantages including reduced weight, contracted cost, and lower intake air temperatures. These manifolds, however, have some weakness when compared with customary aluminium intake manifolds, in that they have low sound transmission loss because of their lower material density. This low transmission loss of plastic intake manifolds causes several problems related to flow noise, especially when the throttle is opened quickly. The physical processes, responsible for this flow noise, include turbulent fluid motion and relative motion of the throttle to the airflow. The former is generated by high-speed airflow in the splits between the throttle valve and the inner-surface of the throttle body and surge-tank, which can be categorized into the quadrupole source. The latter induces the unsteady force on the flow, which can be classified into the dipole source. In this paper, the mechanism of noise generation from the turbulence is only investigated as a preliminary study. Stochastic noise source synthesis method is adopted for the analysis of turbulence-induced, i.e. quadrupole noise by throttle at quick opening state. The method consists of three procedures. The first step corresponds to the preliminary time-averaged Navier-Stokes computation with a $k-\varepsilon$ turbulence model providing mean flow field characteristics. The second step is the synthesis of time-dependent turbulent velocity field associated with quadrupole noise sources. The final step is devoted to the determination of acoustic source terms associated with turbulent velocity. For the first step, we used market available analysis tools such as STAR-CD, the trade names of fluid analysis tools available on the market. The steady state flows at three open angle of throttle valve, i.e. 20, 35 and 60 degree, are numerically analyzed. Then, time-dependent turbulent velocity fields are produced by using the stochastic model and the flow analysis results. Using this turbulent velocity field, the turbulence-originated noise sources, i.e. the self-noise and shear-noise sources are synthesized. Based on these numerical results, it is found that the origin of the turbulent flow and noise might be attributed to the process of formulation and the interaction of two vortex lines formed in the downstream of the throttle valve. These vortex lines are produced by the non-uniform splits between the throttle valve and inner cylinder surface. Based on the analysis, we present the low-noise design of the inner geometry of throttle body.

• 한국가스학회지
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• 제20권6호
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• pp.37-42
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• 2016

이 논문의 목적은 승용자동차의 배출가스 제어장치에 대한 고장사례 연구이다. 첫 번째 사례의 원인은 퍼지 컨트럴 솔레노이드밸브(PCSV)가 일정한 동작조건에서 열리지 말아야 하나, 오작동 되어 열림으로써 서지탱크로 증발가스가 유입되어 이것이 연료량이 농후한 것으로 측정되었다. 이 결과 엔진의 ECU(Electronic control uint)에서 연료의 분사량을 줄임으로써 공회전시 엔진의 부조화 현상이 발생된 것으로 확인되었다. 두 번째 사례에서는, EGR 밸브를 작동하는 호스가 다른 곳으로 조립되어 진공압력이 공급되지 않았다. 이로 인해 EGR 밸브가 작동되지 않고 다른 곳에서 진공이 누설됨으로써 엔진이 부조화 현상이 발생된 것으로 확인되었다. 세 번째 사례는 두개의 센서 가운데 뒤쪽(Rear side) 산소센서가 다른 자동차의 산소센서로 오장착됨으로 인해 산소량을 감지하지 못해 감속시 급격하게 속도가 줄어든 것으로 확인되었다. 따라서, 배출가스 제어 장치에 관련된 시스템은 최적의 상태로 작동되어 배출가스를 저감하는 역할을 할 수 있도록 철저한 관리가 요구된다.