• 한국지반공학회논문집
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• 제36권11호
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• pp.149-156
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• 2020

약액 그라우팅은 지반의 강도 증진 및 차수 공법에 성공적으로 이용되어 왔으나, 그라우트의 유동은 지층의 투구계수 이방성에 크게 영향을 받는다. 따라서, 본 연구에서는 전산 유체 역학법을 이용하여 투수계수의 이방성이 수평 약액 그라우팅의 유효 반경에 미치는 영향을 알아보았다. 먼저 수평 방향 약액 주입 시뮬레이션을 위하여 공극 매질내 2상 점성 유체의 유동을 모델링하였고, 경화에 따른 확산과 점성 변화 또한 고려했다. 수치해석 결과, 투수계수의 이방성으로 인해 그라우트 구근의 형태가 타원체로 발달했고, 용해에 따른 확산 때문에 그라우트 구근의 모서리로 갈수록 공극내 그라우트 포화도가 점진적으로 감소했다. 이 결과를 바탕으로 10, 50, 90의 임계포화도를 설정하여 그에 따른 수평 방향 및 수직 방향 유효 반경을 산출하였다. 또한, 0.01 - 100의 수평·수직 방향 투수계수비에 따른 유효 반경을 산출하여 회귀식을 개발했다. 본 연구 결과는 투수계수 이방성을 가진 지층의 특성을 이용한 보다 효율적인 약액 그라우트 주입 전략 계획에 기여할 것으로 기대한다.

• Wind and Structures
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• 제26권5호
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• pp.279-292
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• 2018

Inspired by the energy harvesting eel, a flexible flag behind a D-shape cylinder in a uniform viscous flow was simulated by using the immersed boundary method (IBM) along with low-speed wind tunnel experimentation. The flag in the wake of the cylinder was strongly influenced by the vortices shed from the upstream cylinder under the vortex-vortex and vortex-body interactions. Geometric and flow parameters were optimized for the flexible flag subjected to passive flapping. The influence of length and bending coefficient of the flexible flag, the diameters (D) of the cylinder and the streamwise spacing between the cylinder and the flag, on the energy generation was examined. Constructive and destructive vortex interaction modes, unidirectional and bidirectional bending and the different flapping frequency were found which explained the variations in the energy of the downstream flag. Voltage output and flapping behavior of the flag were also observed experimentally to find a more direct relationship between the bending of the flag and its power generation.

• Tribology and Lubricants
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• 제30권5호
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• pp.303-310
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• 2014

In order to reduce friction and improve reliability, researchers have applied various surface texturing methods to highly sliding machine elements such as mechanical seals and piston rings. Despite extensive theoretical research on surface texturing, previous numerical results are only applicable to isothermal and iso-viscous conditions. Because the lubricant flow pattern of textured bearing surfaces is much more complicated than that for non-textured bearings, the Navier?Stokes equation is more suitable than the Reynolds equation for the former. This study carries out a thermohydrodynamic (THD) lubrication analysis to investigate the lubrication characteristics of a single micro-dimpled parallel thrust bearing cell. The analysis involves using the continuity, Navier?Stokes, energy, temperature?viscosity relation, and heat conduction equations with the commercial computational fluid dynamics (CFD) code FLUENT. This study discretizes these equations using the finite volume method and solves them using the SIMPLE algorithm. The results include finding the streamlines, pressure and temperature distributions, and variations in the friction force and leakage for various dimple radii and depths. Increasing the dimple radius and decreasing the depth causes a recirculation flow to form because of a strong vortex, and the oil temperature greatly increases compared with the non-textured case. The present numerical scheme and results are applicable to THD analysis of various surface-textured sliding bearings and can lead to further study.

• Tribology and Lubricants
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• 제40권2호
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• pp.54-60
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• 2024

This study experimentally identifies the effects of end shape, clearance, total damper length, journal eccentricity ratio, oil supply pressure, and oil flow rate on the damping coefficient of a squeeze film damper (SFD) with piston ring seal ends and a central groove. The SFD is composed of a lubricating fluid flowing between the outer race of a rolling element bearing and cartridge, along with an anti-rotation pin to prevent the rotation of the outer race. The device provides additional viscous damping to a rotating system. Additionally, piston ring seals attached at both ends of the damper increase the damping coefficient of the rotating system by reducing oil leakage. Because these different design conditions affect the damping coefficient of an SFD, we perform experiments including different conditions. Tests show that the damping coefficient increases significantly in the SFD with piston ring seal ends compared with the SFD with open ends. The damping coefficient also increases with increasing total damper length and journal eccentricity ratio, and decreases with increasing clearance. Additionally, in contrast to the trend observed for the SFD with open ends, the damping coefficient for the SFD with piston ring seal ends increases with increasing supply pressure and flow rate as the frequency decreases but shows consistent results as the frequency increases.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.618-627
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• 2016

본 연구는 정사각형 단면 $180^{\circ}$ 곡관 내의 유동특성을 파악하기 위해 RSM 난류모델을 이용하여 작동유체, 입구의 공기속도, 관내의 표면조도, 곡률반경 및 수력직경 등의 다양한 유동인자를 변경하여 각도 위치별 속도분포특성을 수치해석을 통하여 고찰하였다. CFD 해석시 경계조건은 공기와 물의 입구온도를 288 K, 293 K로 설정하였고, 입구의 공기속도, 관내의 표면조도, 곡률반경 및 수력직경은 각각 3~15 m/s, 0~0.001 mm, 2.5~4.5D, 70~100 mm로 적용하여 해석을 수행하였다. 그 결과를 정리하면, 작동유체의 유동특성은 유체의 점성력 차이로 속도분포가 크게 달라짐을 알 수 있었고, 곡관부 내에서의 최대 속도프로파일은 $90^{\circ}$ 단면위치에서 X/D=0.8 영역으로 나타났으며, $180^{\circ}$ 단면위치에서는 Y/D=0.8 영역으로 나타났다. 그리고 관내의 표면조도가 낮고, 곡률반경이 클수록 속도변화율은 크게 변하여 나타냈다. 또한 곡관후류의 직관부에서 유동편차가 안정화되는 직관거리는 L/D=30 영역에서 나타내어 유량 계측시 유효한 측정위치로 잘 제시할 수 있었으며, 수력직경에 따라 곡관후류 직관부의 표준편차특성은 동일한 유속일 때 최소의 편차영역은 대체로 직관거리 L/D=15~30 범위로 나타났다.

• 한국식품과학회지
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• 제28권3호
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• pp.538-544
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• 1996

미생물이 생산하는 생물 고분자의 기능성 당색 및 용도 재발 연구의 일환으로. Bacillus sp.의 알카리 발효에 의해 생합성된 점성의 생물 분자의 리올로지 특성을 다른 미생들 다당 및 식뮬 다당류와 비교하면서 검토하였다. 1% 정제 고분자 용액은 xanthan gum 및 guar gum과 마찬가지로 항복응럭을 갖는 의가소성 유체의 거동을 널었다. 유동지수(n)값은 0.41 - 0.75로 전단속도 의존성을 보였으며, 점조도지수(K)값은 0.87 Pa $s^n$으로 guar gum보다는 작고 xanthan gum 보다는 컸다. 그러나 항복응력 (${\tau}_y$)값은 2.28Pa로 xanthan gum이나 guar gum보다 크게 낮았다. 또 정제고분자의 점조도지수(K)값은 지수 함수식에 따르는 농도 및 온도 의존성을 나타내었다. 농도 의존성은 기울기가 서로 달라지는 두 개의 직선관계를 나타냈으며, 농도가 증가에 따라 의가소성은 강해졌다. 시료 용액은 온도 의존성이 매우 낮은 특징을 나타내었고, 유동의 활성화에너지지는 1.16kcal/g mol이었다. 겉보기 점도는 pH와 염의 변화에 매우 불안정함을 나타내었으나 유기용매에 대하여는 어느 정도 안정함을 보였고, 점증제를 첨가하였을 때 겉보기 점도의 상승효과는 관찰되지 않았다.

• 대한조선학회논문집
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• 제50권4호
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• pp.217-223
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• 2013

This paper presents the wet damping estimation of the segmented hull model using the random decrement technique together with the continuous wavelet transform. The tested 16 sea states are grouped together based on the speed of the ship in order to figure out the possible influence of the ship speed on the damping ratio. The measured time histories of vertical bending moment for each tested sea state were processed with random decrement technique to derive the free decay signal, from which the damping ratios are estimated. Also, the autocorrelation functions of the filtered signal were calculated and comparison was made with the free decay signal obtained from the random decrement technique. Then the wet damping ratios for each sea state group, as well as precise wet natural frequencies, are estimated by using continuous wavelet transform. It turned out that the wet natural frequencies derived from the measured signal did not show any significant discrepancy compared with those obtained by wet hammering test, whereas the damping ratio did. It was considered that the discrepancy of the damping ratio between in calm and moving water may be attributed to the viscous effects caused by dramatically different flow pattern and relative velocity between the vibrating structure and surrounding fluid particles.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권4호
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• pp.620-631
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• 2022

본 논문은 CFD 해석법을 이용하여 사고 선박의 손상부 형상에 따른 기름 유출량 변화를 예측하고, 이론 추정식에서 이를 고려할 수 있는 방출계수 도출 결과를 소개한다. Froude수와 Reynolds수 상사를 만족하는 조건에서 다상유동 해석법을 사용하여 모형선 크기의 기름 유출 문제를 다루었다. 수치해석 결과는 알려진 실험 결과와 비교하여 검증하였다. 수학적 형상들로 정의한 손상부 형상의 변화와 함께 손상부 가로세로비와 기름탱크 두께의 변화가 기름 유출 유동에 미치는 영향을 조사하였다. 보다 현실적인 상황을 고려하기 위해 손상부의 찧어진 철판의 영향에 대한 해석도 포함하였다. 수치해석 결과를 통해 사고 선박의 손상부 형상에 따른 기름 유출량의 변화를 확인하였으며, 다양한 손상부 형상이 가지는 점성 영향을 방출계수로 정량화하여 추출하였다. 본 논문에서 제시하는 방출계수에 대한 검증을 위하여 알려진 기름 유출량 주정식에게 적용하였으며, CFD 해석과 좋은 일치를 얻었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.71-71
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• 2018

해상 교통량 증가에 따라 선박 사고로 인한 대형 해양 오염사고가 많이 발생하고 있다. 유조선 충돌에 따른 선체 파공은 원유의 바다 유출을 야기하여 심각한 해양오염을 유발하므로 이러한 사고에 대해서 신속한 방재 대응력이 요구된다. 작은 파공은 목제 플러그를 인위적으로 삽입하여 봉쇄하는 것이 일반적이지만, 대형 파공의 경우 사람이 직접 봉쇄하기에는 어려워 기계적 봉쇄장치 개발이 요구된다. 파공봉쇄 장치 개발을 위해서는 유체의 유출유속을 정확하게 아는 것이 중요하다. 이 연구에서는 2007년 태안 기름유출 사고에서 관측된 초기수심 7.5 m, 직경 30 cm의 파공에 대해서 고해상도 CFD 모델링을 수행하여 수심별 기름 유출 유속의 분포를 계산하였다. 비중 0.85이며, 원유의 온도 $20^{\circ}C-100^{\circ}C$ 조건에 따른 점성계수 $4-12cP(mPa{\cdot}s)$ 조건에서 파공을 통한 원유 유출을 고해상도 모델링한다. 모델링 결과를 분석하여 원유유출에 대한 마찰손실계수와 유량계수의 범위를 레이놀즈수의 함수로 제시한다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제4권4호
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• pp.21-31
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• 2001

바다에서 발생하는 유조선 등으로부터의 기름 유출사고는 해양환경을 크게 훼손하는 재앙에 속한다. 이러한 사고에 효과적으로 대응하기 위해서는 사고의 초기에 기름의 유출양을 정확히 판단하여 그에 적절한 대응방법을 수립하는 것이 필요하다. 기름 유출양의 추정을 위해서 사용되는 가장 간단한 방법은 토리첼리의 평형관계식을 사용하는 것이다. 하지만 이러한 평형관계식은 관성력과 점성력이 무시되었기 때문에 실제의 현상과는 다소 거리가 있다. 본 논문에서는 탱크로부터의 기름 유출양 산정을 위한 기초적인 실험과 수치계산을 수행하였다. 소형 유리 수조에 상자모양의 아크릴 기름탱크를 설치하고 종횡비가 다른 사각형의 유출구를 빠져나가는 기름의 양과 모양을 계측하였다. 그리고 유한체적법과 VOF법 등의 CFD 기술을 활용하여 기름과 물의 유동을 수치 시뮬레이션 하였다. CFD 계산견과는 실험에서 계측된 값과 좋은 일치를 보였으며, 복잡한 해난사고에서의 유출양 산정을 위한 CFD 기술의 활용가능성을 확인할 수 있었다. 본 논문의 실험조건에서 기름의 유출속도는 유출구의 형상에 따라 결정되는 유출구 내부의 마찰력에 의해 달라지며, 토리첼리 평형관계식으로부터 얻어지는 유출속도의 35~55%임을 알 수 있었고, 만약 유출구의 두께를 무시하면 종횡비에 상관없이 52%로 일정하게 추정되었다.