• 제목/요약/키워드: 모형수조

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포텐셜기저 패널법에 의한 고속쌍동선의 저항성능 해석 (A Potential-Based Panel Method for the Analysis of Resistance Characteristics of a High Speed Catamaran)

  • 김영기;류성선;유재훈;류재문;홍삼권
    • 대한조선학회논문집
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    • 제34권4호
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    • pp.12-20
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    • 1997
  • 자유표면상을 항주하는 고속쌍동선의 저항성능 추정을 위한 포텐설기저 패널법을 개발하였다. 물체표면에 법선 다이폴과 쏘오스를 자유표면에는 쏘오스를 분포하였고, 선형화된 자유표면조건을 고속으로 진행하는 쌍동선에 적용하였다. 쌍동선이 고속으로 진행할 때 dernihull 사이의 내부유동과 쌍동선 주위의 외부유동의 속도차이로 인해 발생하는 해의 불안정성을 해결하기 위해 선미에 Kutta 조건을 적용하였다. 수치계산결과의 검증과 화류수조에서 고속선형에 대한 저항시험 가능성을 확인하기 위한 목적으로 회류수조에서 모형시험을 수행하였다. 모형시험 및 수치계산결과는 동일한 실험을 수행한 Insel[l]의 실험결과와 비교하였다. 이를 통해 회류수조에서의 실험결과가 정성적으로 타당한 결과를 보이고 있음을 확인하였다. 수치계산결과는 Kutta 조건을 사용함으로써 고속에서도 안정된 계산결과를 얻을 수 있었다. 선형화된 사유표면조건을 고속선에 적용한 본 연구결과는 모형시험결과에 비해 작게 나타났으나, 정성적으로 티당한 결과를 주고 있어 고속쌍동선의 선형설계에 적용될 수 있음음 보였다.

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수조모델을 이용한 구조체의 전위상승에 대한 측정값과 계산값의 비교 (Comparison of Measured Data and Theoretical Results for Potential Rise of Structure Using Electrolytic Tank Model)

  • 길형준;김동우;최충석;이복희
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제20권5호
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    • pp.72-77
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    • 2006
  • 본 논문에서는 구조체의 전위상승에 대해 수조실험장치에 의한 측정값과 CDEGS 프로그램에 의한 계산값의 비교를 나타낸다. 시험전류가 구조체 모형을 통해 흐를 때, 실시간으로 수조실험장치를 이용하여 구조체의 유형에 따른 전위상승이 측정 및 분석되었고, CDEGS 프로그램에 의해 계산되었다. 구조체 모형은 160:1의 축척으로 4가지 유형에 대해 설계 및 제작되었다. 측정값과 계산값이 비교되었을 때, 유사한 분포를 나타내었으며 이를 통해 측정의 신뢰성을 얻게 되었다. 망상형 철골구조로서 전기적 케이지 방식인 구조체 모형 B에서 가장 낮은 전위상승이 발생하였으며, 전위상승 분포는 구조체에 부착된 콘크리트의 저항률 및 흡수율에 의존하는 특성을 나타내었다.

PIV를 이용한 만곡형 전개판의 가시화 실험

  • 박경현;이주희;배재현;현범수
    • 한국어업기술학회:학술대회논문집
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    • 한국어업기술학회 2001년도 춘계 수산관련학회 공동학술대회발표요지집
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    • pp.45-46
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    • 2001
  • PIV(Particle Image Velocimetry : 입자영상유속계)는 유동장에 분포된 추종입자의 위치를 영상처리에 의해 자동추적 함으로써 속도벡터를 전유동영역에 걸쳐 동시에 구할 수 있는 계측기법이다. 따라서, CFD와 같이 정량적 및 정성적으로 수치해석된 결과와 바로 비교 검토가 가능한 유일한 실험기법으로 인식되고 있다. 본 실험에서는 CFD에 의한 모형의 유체유동 특성을 분석하고 이를 회류수조에서 PIV를 이용해 모형 전개판 주위의 유체흐름을 분석하여 각 전개판 모형의 유체유동 특성을 파악하였다. (중략)

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조압수조가 설치된 상수관망의 부정류를 고려한 불능확률 (Probability of System Failure of Pipe Network with Surge Tank regarding Unsteady Flow)

  • 권혁재;이철응;최한규
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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    • pp.651-655
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    • 2009
  • 본 연구에서는 컷 집합(cut set)개념과 파이프의 부정류를 위한 수치해석 결과를 이용하여 상수관망의 불능 확률을 정량적으로 산정하는 신뢰성 해석이 수행되었다. 특히 상수관망에서 중요한 운용형태의 하나인 밸브의 개폐효과에 따른 효과를 통하여 불능확률이 산정되었다. 먼저 부정류 수치해석을 위해서 작은 상수관망을 만들고 여러 가지 시나리오를 재현하였다. 이때 부정류 해석을 위해서 특성선법(the method of characteristics)모형이 사용되었다. 밸브의 개폐에 따라서 여러 가지 형태의 부정류가 발생되고 발생된 부정류를 상수관망의 불능확률을 크게 증가시킨다. 상수관망에서 컷 집합을 추출하여 기준지점에 배출유량(demand)가 도달하지 못할 확률을 불능확률로 규정하여 정량적으로 산정한다. 이를 위해서 컷 집합의 총 유량을 시간에 따라 평균하여 COV를 불능확률 산정에 이용한다. 부정류로 인한 파이프 유량의 변동이 심할수록 COV는 증가하고 결국은 컷 집합의 불능확률은 증가하게 된다. 그리고 똑같은 상수관망에 에너지 감쇠장치인 조압수조가 설치되어 부정류 압력파(pressure wave)를 크게 감소시켰을 때 불능확률을 비교하였다. 조압수조와 같은 압력감쇠장치가 상수관망의 부정류 효과와 불능확률을 크게 저감시키는 것을 알 수 있었다. 또한 신뢰성 해석 결과로부터 부정류가 불능확률을 급격히 증가시킨다는 것을 확인하였다. 따라서 부정류 효과를 고려한 신뢰성 해석은 상수관망의 운용, 관리, 감독, 그리고 설계와 계획을 위해서 필수적이라 할 수 있다.

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하천 제방 침투 흐름의 비정상 모델링 (Unsteady Modeling for River Bank Infiltration Flow)

  • 이남주;김혜림;류권규;양문용
    • 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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    • 한국콘텐츠학회 2011년도 춘계 종합학술대회 논문집
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    • pp.465-466
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    • 2011
  • 이 연구는 일본식 배수공이 설치된 제방의 침투 흐름을 비정상 상태로 SEEP/W 모형을 사용하여 해석하고 모형의 적용성을 평가하기 위해 수행하였다. 수치모형의 적용성 평가를 위해 비정상 상태로 제방 침투에 대한 수리모형실험을 수행하였다. 제체 재료는 경상북도 구미시에 위치한 해평천의 제방 건설 현장의 재료를 사용하였고 일본식배수공은 굵은 골재와 부직포를 사용하여 실험실에 제방 축소 모형을 수조 내부에 제작하였다. 모형제방은 제방축조 방법과 유사하게 다짐을 하기 위해 흙을 쌓으면서 0.20 m 높이마다 다짐을 실시하였다. 다짐방법은 고무망치를 이용한 층다짐을 하였다. 제방 제외지에 0.55 cm/min의 속도로 수위를 증가하여 15분 간격으로 각 0.3 m, 0.4 m, 0.5 m 수위에 따른 비정상 상태의 위압계 측정을 수행하였다. SEEP/W 모형의 매개변수는 투수계수와 입도분포도, 불포화 함수특성곡선(값을 산정하기 어려움)이 있으며, 각 매개변수에 대한 민감도 분석을 수행하였다. SEEP/W 모형의 모의 결과는 수리모형실험 결과와 비교적 잘 일치함을 알 수 있었다.

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FLUMEN 모형의 홍수범람 적용성 검토 (Application of Numerical Model - FLUMEN to Inundation)

  • 배용훈;조용식
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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    • pp.1376-1380
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    • 2004
  • 본 연구에서는 홍수범람지도 제작을 위해 사용되는 수치모형의 검증을 수행하고자 한다. 검증할 수치모형은 스위스의 Beffa에 의해 개발된 FLUMEN(FLUvial Modeling ENgine)으로서 수심 적분된 2차원 비선형 천수방정식에 불규칙 심각망을 이용한 유한체적법(finite volume method)이 적용된 수치모형이며 스위스, 독일, 오스트리아 등에서 홍수범람해석에 사용된 바 있는 모델이다. FLUMEN 모형의 검증을 위하여 범람해석시 가장 중요한 문제인 이동경계조건(moving boundary condition)을 포함하고 있는 원형섬에서의 고립파에 처오름높이를 계산하여 수리모형실험 결과와 비교한다. 수리모형실험은 미국 육군 공병단 산하의 해안공학연구소(CERC, Coastal Engineering Research Center)에서 수행되었으며(Liu 등, 1995) 수조의 중앙에 높이 0.625m, 해저지름 7.2m, 경사각 $14.04^{\circ}$의 원형섬이 위치한다. 본 연구 결과, 수치해석으로 계산된 섬에서의 실제 처오름높이와 입사파의 파고의 비(R/A)는 수리모형실험의 결과와 어느 정도 일치하였다.

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정수중 부선 주위의 유동 특성에 관한 연구 (Study on the Flow Characteristics around a Barge in Still Water)

  • 이상민;정우철;김현수
    • 한국항해항만학회지
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    • 제34권6호
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    • pp.417-422
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    • 2010
  • 정수중 부선 주위의 유동 특성을 조사 및 분석하기 위하여 부선의 저항성능을 모형시험과 CFD를 이용한 수치계산에 의하여 해석하였다. 모형실험은 무한수심 조건에서의 회류수조에서 저항과 선측파형 등을 관측하였으며, 유동장 해석을 위하여 VOF(Volume of Fluid)법을 기초로 한 수치 시뮬레이션을 이행하였다. 부선의 형태에 따르는 유동특성을 파악하기 위하여 서로 다른 모습의 부선 모형을 제작하였으며, 모형실험은 설계속도를 7kts로 정하고 역조와 순조의 조류 영향을 고려하여 5kts~10kts의 구간에서 실험을 실시하여 각 속도에 따르는 저항 특성을 비교 검토 하였다. 수치 시뮬레이션은 일정 속도에서 만재상태를 기준으로 하여 계산을 수행하였으며 수조 실험 결과와 상호 비교함으로서 본 수치계산법의 타당성을 검증할 수 있었으며, 부선의 저항성능 및 선체 주위 유동장의 특성을 분석하였다. 저속일 때 25% 정도의 저항의 차이가 발생하고, 7kts부터 유효마력이 급격히 증가하는 현상을 파악할 수 있었다.

전어 선망어구의 개량 및 조업시스템 개발 II. 모형실험

  • 신형호;장덕종;김대안;김용주
    • 한국어업기술학회:학술대회논문집
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    • 한국어업기술학회 2000년도 추계수산관련학회 공동학술대회발표요지집
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    • pp.62-63
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    • 2000
  • 현행 어구로는 제반 수행되는 문제점과 생력형 조업시스템으로의 개선이 어렵기 때문에 이를 달성하기 위해서는 기계화 조업을 실행할 수 이는 새로운 어구를 개발하여야 가능하다는 결론이 현장 조사에서 나타났다. 본 연구는 먼저, 현행 어구에 죔줄 채택 가능성을 조사하기 위해 1/100로 축소한 모형어구에 단지 죔줄 부착에 의한 조업과정별 수중형상 변화, 침강력 등 어구의 특징을 수조실험을 통해 분석하였다.(중략)

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한라 2,000TEU급 OPEN TOP CONTAINER 선 소개

  • 최길선
    • 대한조선학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.6-11
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    • 1993
  • 당사에서는 CONTAINER선 시장의 지속적인 물량 증가 추세와 OTCV의 장점에 주목하여 일년여에 걸친 개발을 수행하여 2,000TEU급의 OPEN TOP CONTAINER선에 대한 기본 설계를 완료하였으며, 국내의 해사기술연구소 및 네덜란드의 수조에서 필요한 모형시험을 수행하여 그 우수성 또한 검증 완료하였다. 본 고는 OTCV 선종에 대한 당사의 경험을 국내학계 및 조선업계에 소개함으로써 국내의 조선기술자에게 본 선종에 대한 이해 및 관심을 도모하고자 작성하였다.

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곡선좌표계에서의 2차원 흐름의 수치해석 (Numerical Analysis of Two-dimenstional Flow in Curvilinear Coordinate System)

  • 김형준;조용식;김수진
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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    • pp.402-407
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    • 2006
  • 본 연구는 곡선좌표계에서 유한차분기법(finite difference method)을 이용하여 2차원 흐름이 모의가능한 수치모형을 개발하는 것이다. 기존의 연구는 대부분 직교좌표계(cartesian coordinate system)에서의 격자망을 대상으로 개발되고 적용되었기 때문에 불규칙한 흐름의 경계 및 형상을 올바로 표현하기 어려웠다. 유한요소법이나 유한체적법같은 수치모의기법들이 개발되어 비구조격자체계를 구성하고 자연현상에 가까운 경계 표현할 수 있도록 개발되었다. 하지만 위의 기법들은 질량과 운동량과 같은 물리량을 보존하기 위해서 매우 조밀한 격자체계를 가져야만 한다. 이에 본 연구에서는 기존의 문제점들을 해결하기 위하여 곡선좌표계(curvilinear coordinate system)를 이용하여 지배방정식을 표현하고 2차원 흐름을 모의할 수 있는 모형을 구축한다. 수치모형은 leap-frog기법과 1차 정확도의 풍상차분기법(upwind scheme)을 사용하여 구성하였다. 본 연구에서 개발된 모형을 사각수조 및 만곡수로흐름에 적용하여 모의결과를 해석해 및 실험관측값과 비교하였다. 이로부터 본 수치모형이 해석해 및 실측치와 잘 일치하고 있음을 알 수 있었다.

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