• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제12권1호
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• pp.1-10
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• 2020

This paper investigates the influence of the Circulating Water Channel (CWC) side wall and support struts on the hydrodynamic coefficient prediction for Autonomous Underwater Vehicles (AUVs) experiments. Computational Fluid Dynamics (CFD) method has been used to model the CWC tests. The hydrodynamic coefficients estimated by CFD are compared with the prediction of experiments to verify the accuracy of simulations. In order to study the effect of side wall on the hydrodynamic characteristics of the AUV in full scale captive model tests, this paper uses the CWC non-dimensional width parameters to quantify the correlation between the CWC width and hydrodynamic coefficients of the chosen model. The result shows that the hydrodynamic coefficients tend to be constant with the CWC width parameters increasing. Moreover, the side wall has a greater effect than the struts.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2005년도 추계 학술대회논문집
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• pp.183-186
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• 2005

We developed an upwind numerical formulation based on the eigenvalues of the approximate Jacobian matrix in order to solve the hyperbolic conservation laws governing the two-fluid two-phase flow models. We obtained eight analytic eigenvalues in the two dimensions that can be used for estimate of the wave speeds essential in constructing an upwind numerical method. Two-dimensional underwater cavitation in a flow past structural shapes or by underwater explosion can be solved using this method. We present quantitative prediction of cavitation for the water tunnel wall and airfoils that has both experimental data as well as numerical results by other numerical methods and models.

• 전산구조공학
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• 제29권2호
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• pp.24-32
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• 2016

• 대한조선학회논문집
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• 제37권1호
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• pp.111-117
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• 2000

수중소음 계측의 가능성을 파악하기 위하여 KRISO 캐비테이션 터널의 음향학적 특성을 조사하였다. 유속과 압력을 변화시키면서 배경소음을 100kHz까지 계측하였으며, 소음계측을 수행하기 위하여 건설된 캐비테이션 터널[HYKAT(독일), GTH(프랑스)등]들의 배경소음과 비교하였다. 배경소음원을 조사하기 위하여 B&K 3550 FFT 분석기를 이용하여 구조물의 진동과 소음과의 상관도를 해석하였다. 실험결과로부터 소음계측 가능성을 파악할 수 있었으며, 소음환경의 개선방안도 도출할 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.139-146
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• 2011

충격쇄파압은 권파성 파랑이 구조물 전면에 갑자기 충돌할 때 발생하며 접촉면에서 공기포켓의 생성여부에 따라 충격쇄파압의 작용특성이 달라진다. 수괴의 직접적인 충돌에 따른 Wagner형은 접촉면에서 단일 압력 첨두치를 보이는 반면, Bagnold형은 공기포켓의 진동에 의하여 비접촉면에서도 압력의 첨두치를 보이는 특성이 있다. 본 연구에서는 시공 중의 수중터널 벌크헤드의 배면(육측면)에 발생하는 충격쇄파압을 고찰하였다. Navier-Stokes 방정식을 직접 푸는 수치해석을 적용하여 벌크헤드 인근에 발생하는 쇄파를 모의한 결과, 벌크헤드의 배면에서 강한 Bagnold형 충격쇄파압이 발생함을 확인하였다. 본 충격쇄파압의 존재는 동일 조건에 대하여 수행한 수리모형실험에 의해서도 확인되었으며, 실험결과와 수치해석결과가 대체적으로 유사한 성향을 보임을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.369-377
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• 2014

본 논문에서는 해중터널와 수중운항체의 충돌거동을 파악하기 위하여 두 구조체를 모델링하고 해석을 수행하였다. 충돌이 일어나는 해중터널은 원통형으로 단면을 가정하고 콘크리트와 라이닝강판을 가진 구조로 가정하였다. 충돌부위를 제외한 인접부분은 탄성거동을 하는 보요소로 모델링하고 계류라인은 장력을 받는 케이블로 모델링하였다. 수중운항체는 1800톤급 잠수함을 가정하였으며 수리동역학적 부가질량을 고려하여 충돌질량을 산정하였다. 해중터널에 작용하는 부력은 동적완화방법을 사용하여 초기조건에 포함시켰다. 부력비의 변화와 충돌속도의 변화를 고려하여 충돌해석을 수행한 결과, 충돌에너지의 소산은 주로 해중터널에서 발생하고 수중운항체에 의한 에너지 소산은 미미한 것으로 나타났다. 또한 계류라인의 장력과 부력비의 변화에 따라 해중터널의 충돌거동은 큰 영향을 받았다. 특히 충돌력은 기존의 설계기준의 선박충돌력과는 상이한 경향을 보이는 것으로 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제29권1호
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• pp.1-16
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• 2008

Tunnels are generally constructed below the ground water table, which produces a long-term interaction between the tunnel lining and the surrounding geo-materials. Thus, in conjunction with tunnel design, the presence of water may require a number of considerations such as: leakage and water load. It has been reported that deterioration of a drainage system of tunnels is one of the main factors governing the long-term hydraulic and structural lining-ground interaction. Therefore, the design procedure of an underwater tunnel should address any detrimental effects associated with this interaction. In this paper an attempt to identify the coupled structural and hydraulic interaction between the lining and the ground was made using a numerical method. A main concern was given to local hindrance of flow into tunnels. Six cases of local deterioration of a drainage system were considered to investigate the effects of deterioration on tunnels. It is revealed that hindrance of flow increased pore-water pressure on the deteriorated areas, and caused detrimental effects on the lining structures. The analysis results were compared with those from fully permeable and impermeable linings.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권5호
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• pp.215-226
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• 2018

본 논문에서는 수중폭발(UE: underwater explosion)에 의한 해중터널(SFT: submerged floating tunnel)의 동적거동을 양해법(explicit)를 이용하는 LS-DYNA에 의한 유한요소해석을 통하여 분석하였다. SFT의 유한요소모델은 원형단면의 강재 라이너에 콘크리트가 채워진 복합재 원형단면으로 고려되었다. 해중터널 시스템의 중앙부 100m 구간은 탄소성재료를 고려한 솔리드(solid)요소로 상세하게 모델링하였으며, 양측 방향으로 각각 1km 구간에 대해서는 탄성재료를 고려하여 빔(beam) 요소로 이상화하여 모델링하였다. 사선계류시스템은 케이블(cable)요소를 적용하였으며, 수중폭발에 의한 동적거동시 수리동적질량의 영향을 고려하기 위하여 원형단면에 대한 추가질량을 고려하였다. 또한 부력과 같은 상시하중을 초기조건으로 고려하기 위하여 동적완화해석(dynamic relaxation analysis)를 수행하였다. UE는 부력비(B/W)와 폭발지점으로부터 거리의 변화에 대해서 고려하였으며, 폭발의 규모는 천안함 합동조사보고서(2010)를 참조하여 TNT 360kg로 결정하였다. 수중폭발 해석결과, 폭발지점으로부터 SFT까지 거리는 관입량, 충격압력의 크기와 반비례 관계에 있고, 부력비(B/W)가 커질수록 계류장력도 커짐을 확인하였다. 그러나 사선계류라인의 계류각 변화는 SFT의 수평거동, 관입량, 계류력, 충격압력과의 연관성을 찾을 수가 없었다.

• 한국음향학회지
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• 제37권2호
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• pp.92-98
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• 2018

본 논문은 모형 프로펠러를 대상으로 공동수조 시험, 수중 충격시험, 유한요소해석 및 전산유체해석에 기반하여 수행한 명음 발생 메커니즘 연구이다. 선미 유동을 모사하기 위해 반류망, 프로펠러 및 방향타를 설치하고 수중청음기와 가속도계로 프로펠러 명음 현상의 발생과 소멸을 계측하였다. 유한요소해석을 통해 프로펠러 날개의 고유진동수를 예측하고 접촉 및 비접촉식 충격시험으로 이를 검증하였다. RANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes) 방정식 기반 전산유체해석을 통하여 프로펠러 날개 각 단면의 유속과 유효 받음각을 계산하였으며, DES(Detached Eddy Simulation) 기반 고해상도 해석을 통해 명음 발생 위치에서 2-D 날개 단면 뒷전의 와류흘림주파수(vortex shedding frequency) 계산을 수행하였다. 수치적으로 예측된 와류흘림주파수는 모형시험으로 계측한 명음 발생 주파수 및 날개 고유진동수와 일치함을 확인하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제2권2호
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• pp.57-67
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• 2010

Experimental investigations were carried out on an Axi-symmetric Body Model fitted with Pump-jet Propulsor (PJP) in the Cavitation Tunnel at Naval Science and Technological Laboratory (NSTL). The tests were intended for evaluating the propulsion characteristics of the body and propulsor. The self propulsion point of the model for two configurations was determined after finding the corrections for tunnel blockage effects and differences in model length at zero trim. The results were found to match closely with the towing tank results. The rotor and stator torques also matched closely over full range of experiment. Further experiments were carried out on the body at $4.5^{\circ}$ angle of trim to investigate the propulsive performance and assess the operational difficulties in the sea. The results indicated an increase in resistance and decrease in rotor thrust; but the balance of torques between the rotor and stator was undisturbed, causing no concern to vehicle roll.