• 제목/요약/키워드: velocity potential

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계류된 부유체의 규칙파중 표류감쇠에 대한 연구 (A Study on the Wave Drift Damping of Moored Floating Structures in Regular Waves)

  • 박인규;최항순
    • 대한조선학회논문집
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    • 제33권1호
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    • pp.40-53
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    • 1996
  • 해저 원유개발이 점차 심해역으로 옮겨감에 따라 부유식 생산시스템이 자켓과 해저파이프라인으로 구성된 종래의 시스템을 대체하고 있다. 계류부유체의 해상에서의 거동은 계류계로 인한 저주파수 파강제력과의 공진에 의해 커질 수 있다. 대진폭 전후동요를 정확하게 추정하기 위해 감쇠계수를 알아야 하며, 감쇠력중에서 표류감쇠가 주요 성분으로 알려져 있다. 본 논문에서는 부유구조물의 전진속도가 작다는 가정아래 표류감쇠를 구하는 근사적인 방법을 채택하였다. Green함수와 속도 포텐셜을 Brard수 ${\tau}$에 관해 점근전개하여 1차항까지 취한 다음 동유체력 및 1차항 파강제력은 전진속도가 없는 경우와 같은 방법으로 구한다. 평균표류력의 전진속도에 대한 변화율로 표류감쇠를 구하였다. 계산방법의 유용성을 검증하기 위하여 선수파에서의 Series 60(Cb=0.7)선형과 Esso-Osaka유조선에 대한 표류력을 계산하여 다른 계산결과와 비교하였다. 선수사파에서의 효과를 고찰하기 위하여 작은 편류각에 대한 계산을 하여 표류감쇠를 추정하였다. 계산결과와 비교하기 위하여 실험을 하였으며 이들은 비교적 잘 일치하였다.

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2차원 부유체 강제동요문제의 수치해석에 관하여 (On Numerical Method for Radiation Problem of a 2-D Floating Body)

  • 신영섭;이기표
    • 대한조선학회논문집
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    • 제30권2호
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    • pp.43-53
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    • 1993
  • 부유체 강제동요문제를 수치해석하는 데에는 두가지 어려움이 따른다. 첫째는 교차점주위의 급격한 유동이고 둘째는 무한원방처리이다. 본 논문에서는 무한원방처리에 주안점을 두어, 자유표면의 Taylor 전개 및 F.F.T. 적용으로 계산시간을 단축시켜 수치해석하였다. 즉 Green 정리를 이용하여 해를 표현한 후, 축차방법에 의하여 해를 구한다. 축차단계에서는 계산식을 자유표면 기울기에 대하여 Taylor 전개하여 Convolution 형태로 변형한 후 F.F.T. 를 적용함으로써 계산시간을 O(Nlog N)으로 유지할 수 있었다. 수치검증을 위하여 부유체 선형문제와 압력장의 비선형 문제를 수치해석하여 비교하였고, 이를 확장하여 부유체의 강제동요문제를 수치해석하였는데, 계산시간을 O(Nlog N)으로 유지하면서 수치해석할 수 있었다.

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Effects of Reagent Rotation on Stereodynamics Information of the Reaction O(1D)+H2 (v = 0, j = 0-5) → OH+H: A Theoretical Study

  • Kuang, Da;Chen, Tianyun;Zhang, Weiping;Zhao, Ningjiu;Wang, Dongjun
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제31권10호
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    • pp.2841-2848
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    • 2010
  • Quasiclassical trajectory (QCT) method has been used to investigate stereodynamics information of the reaction $O(^1D)+H_2{\rightarrow}\;OH$+H on the DK (Dobbyn and Knowles) potential energy surface (PES) at a collision energy of 23.06 kcal/mol, with the initial quantum state of reactant $H_2$ being set for v = 0 (vibration quantum number) and j = 0-5 (rotation quantum number). The PDDCSs (polarization dependent differential cross sections) and the distributions of P($\theta_r$), P($\phi_r$), P($\theta_r$, $\phi_r$) have been presented in this work. The results demonstrate that the products are both forward and backward scattered. As j increases, the backward scattering becomes weaker while the forward scattering becomes slightly stronger. The distribution of P($\theta_r$) indicates that the product rotational angular momentum j' tends to align along the direction perpendicular to the reagent relative velocity vector k, but this kind of product alignment is found to be rather insensitive to j. Furthermore, the distribution of P($\phi_r$) indicates that the rotational angular momentum vector of the OH product is preferentially oriented along the positive direction of y-axis, and such product orientation becomes stronger with increasing j.

유한요소법을 이용한 2차원 사각탱크내 비선형 슬로싱 동응답 해석 (Dynamic Response Analysis of Nonlinear Sloshing in Two Dimensional Rectangular Tank using Finite Element Method)

  • 조진래;이홍우;하세윤;박태학;이우용
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제16권1호
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    • pp.33-42
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    • 2003
  • 본 논문에서는 2차원 사각탱크내 비압축성, 비점성, 비회전 유동에 대한 비선형 슬로실 해석을 다룬다. 유체영역의 지배방정식으로 포텐셜 이론에 기반을 둔 라플라스 방정식을 사용한다. 대변형의 슬로싱 거동을 표현하기 위하여 베르누이 방정식으로부터 유도된 운동 및 동역학적 자유표면 경계조건을 적용한다. 이러한 비선형 슬로싱 문제는 9결점 요소를 사용한 유한요소법에 의하여 해석되어 진다. 경계조건에 대한 시간적분과 정확한 속도계산을 위하여 각각 예측자-수정자 기법 및 최소자승법을 도입하였다. 또한, 자유표면 추적에서 야기되는 안정성 문제는 시간변동에 대한 자유표면 위치를 직접 계산함으로써 확보할 수 있었다. 외부 조화가진에 대한 본 논문의 결과는 선형이론해 또는 참고문헌의 결과와 비교하여 매우 정확하고 안정적이었다. 프로그램 검증 후, 유체높이와 가진크기에 대한 슬로싱 응답특성을 분석하였다.

압축성 유체로 충진된 원통형 탱크의 고유진동수의 특성 (Natural Frequency Characteristics of a Cylindrical Tank Filled with Bounded Compressible Fluid)

  • 정경훈;김강수;박근배
    • 전산구조공학
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    • 제10권4호
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    • pp.291-302
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    • 1997
  • 이 논문은 압축성 유체로 채워진 원통형 탱크의 고유진동 특성을 파악하기 위한 해석적 방법을 제시하고 있다. 탱크의 동적거동은 유한 Fourier 급수전개 방법으로 전개하였으며, 압축성 유체는 선형 포텐셜 이론으로 전개하였다. 해석방법의 타당성을 검증하기 위하여 물로 채워진 양단고정의 경계조건을 갖는 원통형 탱크의 고유진동수를 해석적 방법으로 구한 다음, 상용 유한요소해석 프로그램인 ANSYS 5.2를 이용하여 검증하였다. 그 결과, 유한요소해석결과와 이론적인 방법으로 구한 이론해가 잘 일치하고 있음을 확인하였다. 또한 유체의 밀도와 압축성이 탱크의 고유진동수에 미치는 영향을 정규화된 무차원 고유진동수를 통해서 평가하였다. 유체의 밀도는 탱크의 모든 진동 모드의 고유진동수에 영향을 주지만, 유체 압축성의 영향은 저차 원주방향 모드의 진동수에서 더 크게 나타나고 있음을 확인할 수 있었다.

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CRW 비행체 덕트 시스템 설계를 위한 CFD의 활용 (The Application of CFD for the Duct System Design of CRW aircraft)

  • 정용운;전용민;양수석
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2003년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.200-205
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    • 2003
  • The Canard rotor/wing (CRW) aircraft concepts offer great potential for application by allowing the use of a common propulsion system for high-speed cruise and low-speed powered lift. Using the rotor for lift in both flight modes increases its utility. In the hovering mode, the exhausted gas from an gas turbine engine is accelerated through the duct system and it provides the tipjet power for rotor system enough to lift the aircraft. In the cruise mode, the rotor is fixed and the exhausted gas is extracted through the main nozzle, such that the aircraft is able to flight with high speed. The duct system was designed using 1-D fanno line flow theory and empirical data. However, the empirical data of the pressure loss coefficient for various bending and dividing ducts were not enough to design our duct system adaptively. Therefore, using 3-D CFD analysis we obtained the pressure loss coefficient for our duct models and chose the appropriate bending or diving duct type. In this paper, we used the CFD-ACE+ software package for the CFD analysis and the modeling of duct system. Through the 3-D CFD analysis, we investigated also the pressure loss and the velocity distributions of the designed whole duct system as well as the blade duct. Comparing the 3-D CFD result with 1-D analysis result, we lessened the uncertainty of the designed duct system and speculated the problem that was not concerned in design state.

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A one-dimensional model for impact forces resulting from high mass, low velocity debris

  • Paczkowski, K.;Riggs, H.R.;Naito, C.J.;Lehmann, A.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제42권6호
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    • pp.831-847
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    • 2012
  • Impact from water-borne debris during tsunami and flood events pose a potential threat to structures. Debris impact forces specified by current codes and standards are based on rigid body dynamics, leading to forces that are dependent on total debris mass. However, shipping containers and other debris are unlikely to be rigid compared to the walls, columns and other structures that they impact. The application of a simple one-dimensional model to obtain impact force magnitude and duration, based on acoustic wave propagation in a flexible projectile, is explored. The focus herein is on in-air impact. Based on small-scale experiments, the applicability of the model to predict actual impact forces is investigated. The tests show that the force and duration are reasonably well represented by the simple model, but they also show how actual impact differs from the ideal model. A more detailed three-dimensional finite element model is also developed to understand more clearly the physical phenomena involved in the experimental tests. The tests and the FE results reveal important characteristics of actual impact, knowledge of which can be used to guide larger scale experiments and detailed modeling. The one-dimensional model is extended to consider water-driven debris as well. When fluid is used to propel the 1-D model, an estimate of the 'added mass' effect is possible. In this extended model the debris impact force depends on the wave propagation in the two media, and the conditions under which the fluid increases the impact force are discussed.

The influence of the initial strains of the highly elastic plate on the forced vibration of the hydro-elastic system consisting of this plate, compressible viscous fluid, and rigid wall

  • Akbarov, Surkay D.;Ismailov, Meftun I.;Aliyev, Soltan A.
    • Coupled systems mechanics
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    • 제6권4호
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    • pp.439-464
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    • 2017
  • The hydro-elastic system consisting of a pre-stretched highly elastic plate, compressible Newtonian viscous fluid, and the rigid wall is considered and it is assumed that on the plate a lineal-located time-harmonic force acts. It is required to investigate the dynamic behavior of this system and determine how the problem parameters and especially the pre-straining of the plate acts on this behavior. The elasticity relations of the plate are described through the harmonic potential and linearized (with respect to perturbations caused by external time-harmonic force) form of these relations is used in the present investigation. The plane-strain state in the plate is considered and the motion of that is described within the scope of the three-dimensional linearized equations of elastic waves in elastic bodies with initial stresses. The motion of the fluid is described by the linearized Navier-Stokes equations and it is considered the plane-parallel flow of this fluid. The Fourier transform with respect to the space coordinate is applied for a solution to the corresponding boundary-value problem. Numerical results on the frequency response of the interface normal stress and normal velocity and the influence of the initial stretching of the plate on this response are presented and discussed. In particular, it is established that the initial stretching of the plate can decrease significantly the absolute values of the aforementioned quantities.

최근 경주지역 미소지진 진원 위치 (Location of Recent Micro-earthquakes in the Gyeongju Area)

  • 한민희;김광희;손문;강수영;박정호
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제19권2호
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    • pp.97-104
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    • 2016
  • 우리나라 남동부에 위치한 경주와 그 주변지역에서는 과거부터 최근까지 크고 작은 지진이 반복적으로 발생하고 있다. 계기지진자료를 검토하여 경주 주변 약 $20km{\times}30km$ 지역 내에서 지진이 많이 발생하고 있음을 확인하였다. 본 연구에서는 이 지역에서 2010년 1월부터 2014년 12월 사이에 발생했지만, 그 규모가 너무 작아 미처 보고되지 않은 300개 이상의 미소지진을 식별하고 그 발생위치를 결정하였다. 연구지역 지하의 속도구조와 진원요소 결정에 사용하는 속도모델의 차이로 인한 오차를 줄이기 위하여 JHD 방법을 사용하였다. 연구지역에서는 활성으로 의심되는 제4기 단층들이 여러 장소에서 보고되고 있으므로, 이 단층들과 미소지진발생과의 관련 가능성을 조사하였다. 본 연구에서 새로이 발생사실이 보고되는 미소 지진들은 연일구조선의 남측분절, 석읍단층 그리고 와읍분지 경계단층과 관련이 있는 것으로 나타난다.

선체(船體)비틂진동(振動)에 있어서의 부가관성(附加慣性)모우멘트 3차원수정계수(次元修正係數) (Three Dimensional Correction Factors for the Added Mass Moment of Inertia of Ships in Torsional Vibration)

  • 김극천;이호섭
    • 대한조선학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.15-22
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    • 1974
  • As for the added mass moment of inertia of ships in torsional vibration, it seems that the works by T. Kumai[1,2] are the only systematic one available currently. The work[1] is for the calculation of the two dimensional correction factors with finitely-long elliptic cylinders as the mathematic model. In this work the authors recalculated the above factors, $J_{\tau}$, with the same mathematic model and the same problem formulation, and presented the numerical results in Fig. 1. The reason why the reinvestigation was done was that in Kumai's work he obtained the solutions of the Mathieu equations, which was derived from the problem formulation for the velocity potential, under the assumption that the dummy constant q involved in the equations was always far less than unity, whereas in fact it takes values within the region of $0<q{\leq}{\infty}$ in sequence. As a result the authors found two remarkable differences in general features of $J_{\tau}$(refer to Fg.3); one that the authors' numerical results are considerably higher than the results given in [2], and the other that for a given number of node those have properties of decreasing monotonically with increase of the beam-draft ratio while these rapidly decrease from a maximum value of near at B/T=2.00 with B/T becoming greater or less than ratio. It seems that the latter trend was resulted from the fact that the assumption of $q{\ll}1$ employed in [2] was more closely satisfied in the vicinity of B/T=2.00.

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