• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.149-149
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• 2020

하천에서 물 흐름이 보와 댐과 같은 수공구조물을 지날 때 일반적으로 흐름상태에 다양하고 급진적인 변화가 발생한다. 특히 흐름이 구조물을 지나면서 사류(supercritical flow)로 변하고 다시 상류(subcritical flow)로 복원되면서 일어나는 도수(hydraulic jump) 현상은 수위의 급변화, 흐름 에너지 소산, 변동성이 강한 압력 분포 등이 특징이다. 이러한 흐름 특성들은 보나 여수로와 같은 수공구조물 자체의 성능뿐만 아니라 이들 수공구조물의 하류에서 발생하는 국부세굴로 인해 구조물의 안정성에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 따라서 수공구조물을 설계할 때는 이들 구조물을 통과하는 흐름의 비정상 난류 흐름 특성을 정확하게 해석하여 반영하여야 한다. 이 연구에서는 k-omega SST 난류 모형과 자유수면의 급격한 변동을 해석하기 위한 하이브리드-VOF(hybrid volume of fluid)기법을 이용하여 도수현상을 수치적으로 재현하고자 한다. 기존 CFD(computational fluid Dynamics) 모델링에서는 자유수면 변동의 영향을 고려하기 위해 VOF 기법을 많이 사용하였다. 하지면 전통적인 VOF 기법은 다상흐름(multiphase flow)을 오직 부피분율(volume fraction)의 함수로만 고려하며 모의함으로써 강한 수면변동뿐만 아니라 공기연행(air entrainment)를 동반하는 난류 흐름을 모의하는데는 한계가 있다. 이 연구에서 이용하는 Eulerian 기법인 하이브리드 VOF 기법은 물과 공기의 각 상에 대하여 흐름 특성들을 개별적으로 계산하기 때문에 공기연행을 포함한 급변류 흐름에서 전통적인 VOF 기법보다 적용성이 우수하다. 이와 같은 난류모형과 자유수면 포착기법을 이용하여 3차원 비정상 난류 흐름 수치모형을 구축하여 수공구조물 주변에서 발생하는 강한 공기연행과 난류 특성를 보이는 급변류를 수치적으로 재현한다. 이 연구는 계산된 수치해석 결과를 기존 수리실험 결과와 비교하여 수치모형의 적용성을 평가하고 도수 현상에서 발생하는 독특한 흐름 특성을 제시한다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.26 no.6
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• pp.293-300
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• 2007

Turbulent boundary layer over an underwater vehicle is formed when it moves underwater and wall pressure fluctuation within the turbulent boundary layer generates flow-induced noise by exciting the elastic hull of the underwater vehicle. One of the methods to reduce this flow noise is to attach a compliant layer on the surface of the vehicle. In order to observe the possibility of noise reduction in the water when the compliant layer treatments are applied on the surface, three types of specimens those are a bare steel plate, a steel plate coated with neoprene and a steel plate with polyurethane coating material are tested at various flow speeds in a low noise cavitation tunnel. This paper presents the results of measurements and analysis of wall pressure fluctuations which is a main source of flow noise, within the turbulent boundary layer on three specimens. Its results could be shown that about 10dB reduction of wall fluctuation pressure at high frequencies was achieved due to the dissipation of turbulent energy by the compliant coating while it makes the turbulent boundary layer thicker and changes the behavior of turbulent flow in the layer.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.2 no.3
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• pp.20-35
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• 1998

Characteristics of turbulent flow with wall transpiration is analyzed. The wall transpiration includes both of suction and injection and extends their range to 0~160 of absolute magnitude of Re$_{w}$ . Reynolds number based on inlet velocity also covers wide range of 3${\times}$$10^3$~8${\times}$$10^4$. The turbulent flow with wall transpiration induces change of wall boundary layer and rapid change of turbulent field. This, in turn, leads the change of whole flow field. For predicting this complicated flow field properly, newly modified $\kappa$-$\varepsilon$ model is utilized, which is formed by modifying dissipation rate equation. The modified $\kappa$-$\varepsilon$ model of Chien is also adopted for the comparison of model performance. Analysis shows the newly modified $\kappa$-$\varepsilon$ model is successfully able to reflect the characteristics of turbulent flow field with wall transpiration.ion.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.32 no.2
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• pp.92-99
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• 2008

The "energy separation phenomenon" through a vortex tube has been a long-standing mechanical engineering problem whose operational principle is not yet known. In order to find the operational principle of the vortex tube, CFD analysis of the flow field in the vortex tube has been carried out. It was found that the energy separation mechanism in the vortex tube consists of basically two major thermodynamic-fluid mechanical processes. One is the isentropic expansion process at the inlet nozzle, during which the gas temperature is nearly isentropically cooled. Second process is the viscous dissipation heating due to the high level of turbulence in both flow passages toward cold gas exit as well as the hot gas exit of the vortex tube. Since the amount of such a viscous heating is different between the two passages, the gas temperature at the cold exit is much lower than that at the hot exit.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.29 no.10 s.241
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• pp.1083-1091
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• 2005

Turbulent flow around a rotating circular cylinder is investigated by Direct Numerical Simulation. The calculation is performed at three cases of low Reynolds number, Re=161, 348 and 623, based on the cylinder radius and friction velocity. Statistically strong similarities with fully developed channel flow are observed. Instantaneous flow visualization reveals that the turbulence length scale typically decreases as Reynolds number increases. Some insight into the spacial characteristics in conjunction with wave number is provided by wavelet analysis. The budget of dissipation rate as well as turbulent kinetic energy is computed and particular attention is given to the comparison with plane channel flow.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.17 no.5
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• pp.101-112
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• 2013

Large eddy simulation was performed to investigate the effect of linearly increasing wall disturbance on the modification of turbulent characteristics of temperature field in the vicinity of the wall. It was noted that temperature variance increased monotonically whereas temperature dissipation decreased significantly, resulting in a noticeable reduction in both time and length-scales. A sudden drop in turbulent Prandtl number down to around 0.25 in the near-wall region indicated that the similarity between velocity and temperature fields decreases near the wall as a result of linear wall disturbance.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.56 no.spc1
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• pp.1059-1069
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• 2023

Dam-break flow occurs when an elevated dam suddenly collapses, resulting in the catastrophic release of rapid and uncontrolled impounded water. This study compares laminar and turbulent closure models for simulating three-dimensional dam-break flows using OpenFOAM. The Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) model, specifically the k-ε model, is employed to capture turbulent dissipation. Two scenarios are evaluated based on a laboratory experiment and a modified multi-layered block obstacle scenario. Both models effectively represent dam-break flows, with the turbulent closure model reducing oscillations. However, excessive dissipation in turbulent models can underestimate water surface profiles. Improving numerical schemes and grid resolution enhances flow recreation, particularly near structures and during turbulence. Model stability is more significantly influenced by numerical schemes and grid refinement than the use of turbulence closure. The k-ε model's reliance on time-averaging processes poses challenges in representing dam-break profiles with pronounced discontinuities and unsteadiness. While simulating turbulence models requires extensive computational efforts, the performance improvement compared to laminar models is marginal. To achieve better representation, more advanced turbulence models like Large Eddy Simulation (LES) and Direct Numerical Simulation (DNS) are recommended, necessitating small spatial and time scales. This research provides insights into the applicability of different modeling approaches for simulating dam-break flows, emphasizing the importance of accurate representation near structures and during turbulence.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 1995.10a
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• pp.31-36
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• 1995

비유선형의 물체 주위의 유동은 정체유동, 경계층 박리 및 주기적 와열 생성 등의 복잡한 유동현상이 공존한다. 본 연구에서는 비교적 단순한 형상인 정사각주 주위의 비정상 난류 유동을 2-방정식 와점성 난류모델인 표준 $k-{\varepsilon}$ 모델과 RNG $k-{\varepsilon}$ 모델을 이용하여 예측할 수 있는지를 검증하였다. 정교하게 수행된 최근의 실험과 대와류모사(LES)의 결과를 검증을 위한 비교의 자료로 삼았다. 적절한 난류모델의 선정과 더불어 시간 정확도, 공간 정확도 및 대류항 처리법 등이 해석결과에 미치는 영향도 살펴보았다. 기존의 표준 $k-{\varepsilon}$모델은 정체점 부근에서 난류 운동에너지를 과도하게 생성하는 근본적인 문제점 때문에 실험 및 LES의 결과를 제대로 예측할 수 없었다. 난류운동에너지의 초과 예측에 따른 운동량의 과도한 혼합으로 인해, 항력계수 및 양력계수의 비정상성 뿐 아니라 평균 항력계수도 부정확하게 예측하였다. RNG $k-{\varepsilon}$ 모델을 사용한 경우에는 정체점 주위 유동현상의 예측이 상당히 향상되어 항력계수 및 양력계수의 평균치, 진폭 및 비정상성의 주기 등을 정확하게 예측하는 것이 가능하였다. 그러나 이 경우에도 예측의 정확도가 시간 증분과 격자의 크기 및 대류항 처리법등에 영향을 받으며, 특별히 대류항 처리법에 상당히 민감하게 변하는 것을 알 수 있었다. 향상된 유동예측은 RNG $k-{\varepsilon}$ 모델의 난류에너지 소산율 방정식의 개선된 항이 과도하게 생성된 난류에너지를 정체점 부근에서 제거하기 때문에 가능하다는 것을 알 수 있었다.의 20세 이하 골절 및 탈구가$30.3\%까지 감소하게되어 년도가 증가함에 따라 청장년 층에 비하여 소아골절 및 탈구가 전체적으로 감소하는 경향을 보였다. 스키골절의 부위별 발생빈도는 1990년 이전까지 하지골절 및 탈구가 많았으나 이후 점차 상지의 골절 탈구가 증가하였다 하지에서 가장 많은 골절은 경골 골절이었으며, 경골골절은 회전력에 의한 나선형골절이 $76.5\%로 가장 많았고 년도에 따른 변화는 보이지 않았다. 스키손상의 발생빈도는 초기에 비하여 점차 감소하는 경향을 보였으며, 손상의 특성도 부위별, 연령별로 다양한 변화를 나타내었다.해가능성을 가진 균이 상당수 검출되므로 원료의 수송, 김치의 제조 및 유통과정에서 병원균에 대한 오염방지에 유의하여야 할 것이다. 확인할 수 있었다. 이상의 결과에 의하면 고농도의 유기물이 함유된 음식물쓰레기는 Hybrid Anaerobic Reactor (HAR)를 이용하여 HRT 30일 정도에서 충분히 직접 혐기성처리가 가능하며, 이때 발생된 $CH_{4}$를 회수하여 이용하면 대체에너지원으로 활용 가치가 높은 것으로 판단된다./207), $99.2\%$(238/240), $98.5\%$(133/135) 및 $100\%$ (313)였다. 각각 두 개의 요골동맥과 우내흉동맥에서 부분협착이나 경쟁혈류가 관찰되었다. 결론: 동맥 도관만을 이용한 Off pump CABG를 시행하여 감염의 위험성을 증가시키지 않으면서 영구적인 신경학적 합병증을 일으키지 않았고 좋은 혈관 개존율을 보여주었다. 따라서 동맥 도관을 이용한 Off pump CABG는 관상동맥의 협착의 정도에 따라 효율적으로 시행

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.38 no.8
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• pp.790-797
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• 2010

Mode transition of the axi-symmetric screech tone in the low supersonic Mach number range from 1.0 to 1.20 is numerically analyzed. The axi-symmetric Navier-Stokes equations and the k-e turbulence model are solved in the cylindrical coordinate system. The dispersion-relation-preserving(DRP) scheme is applied for space discretization and the optimized four levels marching method are used for time integration. At low supersonic Mach numbers with an axi-symmetric A1 mode in the simulation, it is shown that acoustic propagation due to the nonlinear effects is seen in the lateral direction and the screech tone frequency is the same as the vortex passing frequency due to the generation of intense large-scale vortical motions.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.50 no.9
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• pp.637-646
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• 2017

This study presents a numerical model for simulating dense interflows. The governing equations are provided and the finite difference method is used with the $k-{\varepsilon}$ turbulence model. The model is used to simulate a dense interflow established in a deep ambient water, resulting velocity and excess density profiles. It is observed that velocity decreases in the longitudinal direction due to water entrainment in the vicinity of the outlet and rarely changes for increased Richardson number. Similarity collapses of velocity and excess density are obtained, but those of turbulent kinetic energy and dissipation rate are not. A shape factor for the dense interflow is obtained from the simulated profiles. The value of this shape factor can be used in the layer-averaged modeling of dense interflows. In addition, a buoyancy-related parameter ($c_{3{\varepsilon}}$) for the $k-{\varepsilon}$ model and the volume expansion coefficient (${\beta}_0$) are obtained from the simulated results.