• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.182.2-182.2
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• 2010

설계단계의 풍력발전시스템 하중계산은 20년이 넘는 시스템 수명과 효율을 결정하는 중요한 부분이다. 일반적인 규정서 기반의 설계하중 계산은 실제 풍황 조건인 발전기 상호 간섭, 설치 지형의 특성 등을 상세히 묘사하기 어렵다. 풍력발전기 설계 단계에서 검토된 평균풍속 또는 난류강도 등이 규정(IEC, GL 등)을 만족한다 하더라도 설계값과 실제값은 서로 다른 결과를 나타낼 수 있다. 본 연구에서는 기 설계된 풍력발전기가 최적 효율을 낼 수 있는 풍력단지의 풍황 특성(평균풍속과 난류강도 등)의 범위를 보다 정확하게 제시하여 설치되는 풍력발전기의 수명과 효율을 높이는 방법을 연구하였다. 이를 위하여 당사의 2MW급 IEC Class II-A로 설계된 직접 구동형 풍력발전기에 대해, 다양한 평균 풍속(7m/s~10m/s)과 난류강도(14%~20%)를 고려한 하중 계산을 수행하였다. 하중 분석을 통해 실제 풍황 조건에 따른 극한하중 산출 및 피로수명의 민감도를 검토하여 풍력발전기 운용의 풍속과 난류강도의 최적범위 제시하여 발전단지 설계에 활용할 수 있도록 하였다.

• Water for future
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• v.29 no.4
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• pp.187-198
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• 1996

A numerical model for unsteady dispersion of horizontal line source in turbulent shear flow is developed. A fractional step finite difference method is used which splits the unsteady two-dimensional advective diffusion equation into the longitudinal advection and the vertical diffusion equations, and solves them alternately for half time intervals by the Holly-Preissmann scheme and the Crank-Nicholson scheme, respectively. The developed numerical model is verified using a semi-analytic solution for steady dispersion in turbulent shear flow. Dispersion of an instantaneous plane source in turbulent shear flow is analyzed using the model. The degree of mixing at the same dimensionless time is almost the same regardless of the friction factor, and the travel distance required to reach a certain degree of mixing is inversely proportional to the square root of the friction factor.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.31 no.3
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• pp.87-99
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• 1994

Reynolds Averaged Navier-Stokes equations are solved numerically for the computation of turbulent flow around a Wigley double model. A second order finite difference method is applied for the spatial discretization on the nonstaggered grid system and 4-stage Runge-Kutta scheme for the numerical integration in time. In order to increase the time step, residual averaging scheme of Jameson is adopted. Pressure field is obtained by solving the pressure-Poisson equation with the appropriate Neumann boundary condition. For the turbulence closure, 0-equation turbulence model of Baldwin-Lomax is used. Numerical computation is carried out for the Reynolds number of 4.5 million. Comparisons of the computed results with the available experimental data show good agreements for the velocity and pressure distributions.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.244-244
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• 2021

난류흐름 거동은 지형이나 수공구조물과 같은 고체 경계면의 변화에 민감하게 반응하며 특징 또한 다양하다. 보나 여수로 등과 같은 단차 구조물을 통과하는 흐름은 구조물의 모서리 같은 흐름 경계면이 급변하는 지점에서는 흐름분리(flow separation)가 발생하는 것이 특징이다. 이러한 흐름분리로 인해 전단층이 발생하며 흐름 재순환(recirculation)이 구조물 하류부에 형성된다. 이 연구에서는 낙차공 형식의 단차 구조물 하류부에서의 흐름 거동을 이해하기 위해 CFD모델링을 통하여 계산된 3차원 유동장을 분석한다. 난류 모의는 하이브리드 LES(large-eddy simulation)/RANS 계산 기법인 IDDES(improved delayed detached-eddy simulation)기법을 적용한다. IDDES의 기본 모형으로는 k-ω SST모형과 Spalart-Allmaras모형을 이용하여 두 모형의 성능을 평가한다. 자유수면의 변동은 VoF(volume of fluid)기법을 이용하여 계산하며, 각 지배방정식은 최소의 수치분산을 유지하면서 수치해의 안정성을 확보할 수 있는 2차 정확도의 유한체적법을 이용하여 이산화하였다. 수치해석 결과는 레이놀즈수 23,400과 후르드수 0.22의 조건에서 기존에 계측된 자료와 비교하여 수치모형의 정확도를 평가하고 하상 단차 하류부에서의 흐름 거동 특성을 분석한다. 계산 결과는 공학적으로 널리 사용되는 RANS 수치모의에서 볼 수 없는 전단층과 난류구조의 동적 거동 특성과 이에 따른 레이놀즈 응력분포의 특성을 설명해준다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.32 no.3
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• pp.225-235
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• 1999

For a comparative evaluation of three turbulence models in the analyses of thermal discharge behavior into a crossflow, a 2-dimemsional near-field numerical model is developed. The selected models are k-$\varepsilon$ and k-ι turbulence models as a 2-equation turbulence model and a 4-equation turbulence model in which the transport equations for mean of the temperature fluctuation squared and its dissipation rate for the consideration of buoyancy production and turbulent heat flux terms are added to a k-$\varepsilon$ turbulence model. The developed models are applied to a steady flow in an open channel with simple geometry and the numerical results agree with the existing experimental data. Numerical results of buoyancy induced gravitational lateral spreading by 4-equation turbulence model agree with the experimental data better than those of 2-quation turbulence models. The flow patterns by 4 and 2-equation turbulence models are similar.

• Journal of computational fluids engineering
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• v.3 no.1
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• pp.54-62
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• 1998

본 논문은 2차원 해면효과의 수치계산 결과를 정리하였다. 지면으로부터의 높이변화에 따른 점성유동장을 계산하기 위하여 지배방정식으로는 비압축성 RANS 방정식을, 시간에 대하여서는 음해법으로 프로그램을 구성하였다. 압력항은 가상압축성과 4차 수치확산항을 추가하는 것에 의해 계산하였으며, 높은 레이놀즈 수에서의 효과적인 계산을 위해 Baldwin- Lomax 난류모델을 도입하였다. 해면효과가 없는 무한유중에서의 NACA-0012 단면 계산결과를 실험 데이터와 비교하는 것에 의해 프로그램의 타당성을 확인하였다. NACA-6409와 두께 비 4.6%의 날개에 대하여 해면효과를 고려한 계산을 수행하였다. 계산결과, 높이의 변화에 따라 계산된 무차원계수, 압력 및 속도분포는 해면효과의 특성을 잘 보여주고 있다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.33 no.5
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• pp.1-8
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• 2005

Flows in segmented arc-heaters have been calculated for prediction of experimental operating condition or for analysis and design of arc-heater itself. Some researchers succeeded in calculating accurately inner flows of a arc-heater, but could not made mathematical models which satisfy various operating conditions for many arc-heaters. this study is forced on turbulence for the generality of mathematical model. Instead of algebraic turbulence models which are frequently used for calculating inner flow of arc-heater, two equation turbulent models are used. Prediction results agree well with experiment data and it was confirmed that $k-\varepsilon$ two equation turbulence model is appropriate for a flow in an arc heater throughout extensive numerical testing.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.6 no.3
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• pp.205-215
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• 1994

A 3-dimensional numerical model of wind-induced flows has been established. and comparative evaluation of determination methods of vertical eddy viscosity has been performed. The model uses turbulence models to calculate vertical eddy viscosity. The examined methods arp 0-equation model of functional form, 1-equation model of turbulence kinetic energy, and two 2-equation models ($textsc{k}$-$\varepsilon$ and $textsc{k}$-ι models). The evaluation includes the verification tests against experimental data for wind-driven current On a closed one-dimensional channel and a recirculating one-dimensional channel. Comparative study of turbulence models has shown that the proper distribution of turbulence scale is parabolic and the eddy viscosity is depending strongly on mixing depth due to wind.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.40 no.2
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• pp.27.1-27.1
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• 2015

천문학적 유체는 대부분 자기장을 가지고 있으며 난류상태에 있다고 믿어진다. 본 발표에서는 다양한 환경에서 존재하는 자기유체역학적(MHD) 난류를 소개하고자 한다. 첫째, 가장 간단한 경우로 비압축성 유체에서 발생하는 MHD 난류를 살펴보고자 한다. 이 경우, 평균자기장의 세기가 약한 경우와 강한 경우로 나누어 볼 수가 있는데, 평균자기장의 세기가 아주 약한 경우 난류에 의한 자기장의 증폭 현상이 특히 중요하다. 평균자기장의 세기가 강한 경우는 난류의 스펙트럼과 구조가 큰 관심사가 되고 있다. 둘째, 작은 스케일 난류와 초음속 압축성 난류를 간단히 소개하고자 한다. 작은 스케일(이온의 자이로 반경 부근) 난류는 아직 연구가 미진한 분야 중 하나이고 초음속 압축성 난류는 해석적 연구가 어렵기 때문에 연구의 많은 부분을 수치계산에 의존하고 있다. 마지막으로, MHD 난류에 대한 지식이 어떻게 관측에 응용될 수 있는지 간단한 예를 들고자 한다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 1998.05a
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• pp.90-98
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• 1998

본 논문은 2차원 해면효과의 수치계산 결과를 정리하였다. 지면으로부터의 높이변화에 따른 점성유동장을 계산하기 위하여 지배방정식으로는 비압축성 RANS방정식을, 시간에 대하여 서는 음해법으로 프로그램을 구성하였다. 압력항은 가상압축성을 도입 4차 수치확산항을 추가하는 것에 의해 계산하였으며, 높은 레이놀즈수에서의 효과적인 계산을 위해 Baldwin-Lomax 난류 모델을 도입하였다. 해면효과가 없는 무한유중에서의 NACA-0012단면 계산결과를 실험데이터와 비교하는 것에 의해 프로그램의 타당성을 확인하였다. NACA-6409와 두께비 $4.6\%$의 날개에 대하여 해면효과를 고려한 계산을 수행하였다. 높이의 변화에 따라 계산된 무차원계수, 압력 및 속도분포는 해면효과의 특성을 잘 보여주고 있다.