• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 2005.04a
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• pp.223-227
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• 2005

최근 전산 유체의 발달로 이상 유동해석의 캐비테이션 모델 적용 방법이 발전되어 왔으나 다양한 수력학적 시스템에서 발생하는 캐비테이션 유동은 난류이며 물과 공기 사이에서의 복잡한 상호 작용을 가지고 있으므로 그 적용 예가 아직은 미흡한 상태이다. 본 연구에서는 수중에서의 캐비테이션 해석과 이상 유동 해석을 위한 코드 개발 및 검증을 목적으로 3차원 회전체 주위의 캐비테이션 유동을 여러 가지 조건들의 변화를 적용하여 해석하였다. 또한 캐비테이션 발생과 관련한 다른 난류 모델에 적용하여 비교 분석을 수행하였다. 해석을 위한 모델의 지배방정식은 이상유동 Wavier-Stokes 방정식, 질량$\cdot$모멘텀 방정식의 혼합된 형태로 구성되어 있으며 방정식의 해를 구하기 위한 방법으로 유한차분법을 이용하였다. 해석결과의 신뢰성을 고려하여 반구형 실린더 주위의 캐비테이션 유동의 실험치와 비교 분석하였다. 그 결과, 본 연구의 수치 해석 방법과 실험적 방법의 결과가 강한 양의 상관관계를 가짐을 알 수 있었으며, 이러한 수치적 뒷받침은 본 연구의 전산수치 해석 방법이 앞으로의 여러 유동 해석으로의 적용 가능성을 보여준다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.55 no.11
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• pp.865-875
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• 2022

Field measurements and numerical simulations using EFDC model were performed to quantify the changes of water circulation near Gusipo coast located in the Yellow Sea of Korea to estimate the impact of the construction of the coastal structures (jetty, groin, Gusipo port and bridge). The model predicted tide and tidal currents agreed reasonably well with the measurements. The maximum currents during spring tide near the Gusipo Beach (GB) have the range of 20~40 cm/sec whereas those off the GB range from 60 to 80 cm/sec. The typical patterns of tidal current show parallel with the local isobath. Tidal currents flow northeastward during the flood tide whereas the currents during the ebb tide flow southwestward. The current speeds at shielded waters after the construction of coastal structures strongly decreased as compared with those before the construction. The tidal volume due to the construction of coastal structures was estimated using the depth averaged velocity for 24 hours of spring tide. Tidal volume after construction of coastal structures was compared with initial state (before construction). Tidal volume at present state (after construction of jetty, groin, Gusipo port and bridge) decreased by 28.4% as compared with that of the initial state. The volume after construction of jetty and groin decreased by 21.3%, and the volume after construction of Gusipo port and bridge decreased by 9.8%.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.61-61
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• 2021

온도 성층화는 많은 저수지와 댐에서 흔히 발생하는 현상으로 호수나 저수지의 표면 온도가 바닥보다 상대적으로 높아 깊이에 따른 열 구배를 나타낸다. 이러한 온도 성층화 현상은 여름철과 같이 상부와 하부의 온도 차가 클수록 안정적이게 나타나며 이러한 층화 현상으로 수직 확산이 제어되어 수질에 영향을 미친다고 알려져 있다. 따라서 댐이나 호수 등 층화 현상이 심한 유체 내부 바닥에 물순환장치를 설치하여 외부로부터 공기를 끌어와 하부에서 공기를 분출하여 온도 성층을 약화시키기도 한다. 물순환 장치를 설비하면 수체의 혼합이 용이해지며 물질전달이 개선되어 수질이 향상된다. 국내의 경우 대청댐, 보령댐, 영주 댐 등 많은 국내 댐 내부에 물순환장치가 설비되어있다. 본 연구에서 댐의 물순환장치의 성능을 파악하기 위해 산기식 물순환 장비가 설치되어있는 영주댐을 연구 대상 지역으로 잡았다. 연구지역의 계절별 성층구조 및 특성을 조사하기 위해, 봄, 여름, 가을 영주댐에 방문하여 관측 자료를 취득하였으며 물순환 장치는 봄철의 경우만 가동하였다. 봄철의 물순환 장치 가동 전후 관측 데이터를 바탕으로 수치모형실험을 실행하여 관측 결과와 비교 및 검증하였다. 이를 바탕으로 여름, 가을에 물순환장치를 가동하였을 경우 댐 내부 수체의 혼합과정을 살펴보는 연구를 진행하였다. 본 연구는 CFD (Computational Fluid Dynamic) 시뮬레이션을 수행하기 위해 오픈 소스 소프트웨어 OpenFOAM(version 4.0)에서 열 전달이 포함되어있는 비압축성 VOF 솔버를 사용하였다. 본 솔버는 물과 공기를 동시에 나타낼 수 있으며 온도의 확산 방정식을 포함하고 있다. 또한 유동해석 수행 시 사용한 물순환장치의 효울은 실제 장치의 효율과 동일하다. 본 연구의 목표는 다음과 같다. (1) 관측만으로 파악하기 어려운 수체의 혼합거동을 유동해석 자료를 통해 면밀히 살펴보고 (2) 봄철 물순환 장치가 작동하기 전후 자료를 바탕으로 여름 및 가을철 물순환장치 가동 전후 데이터를 유동해석 자료로 취득한다. (3) 또한 물순환장치 가동 전후 데이터를 통해 계절별 혼합 효율을 취득한다.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.30 no.2
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• pp.252-261
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• 2024

This research establishes design standards for vortex reduction devices (VRDs) aimed at minimizing underwater radiated noise by mitigating horseshoe vortex (HSV) and root vortex (RV) generated at the junction of appendages and the hull of underwater vehicles. Initial analysis replaced the influence of appendage dimensions and flow velocity with the Reynolds number by verifying the Reynolds similarity of vortex flows. The three-dimensional surfaces of VRDs were parameterized using Bezier curves. Optimal length-to-height ratios were identified by evaluating the vortex reduction performances of VRDs with various dimensions. Ultimately, non-dimensional design standards were derived for VRDs, ensuring effective vortex reduction across any appendage, thereby enhancing stealth performance.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.2 no.2
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• pp.83-87
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• 1998

To reduce the supersonic jet noise from the liquid rocket engine, water injetion silencers were designed and tested. Test variables were the mass flow rate of water jet, the length of primary pipe and the diameter of expansion pipe. Followings are the results of this study. 1. From the same mass flow rate of water, longer primary pipe was more effective to reduce the noise. 2. Noise level was significantly reduced with increasingly water flow rate. 3. The optimum water flow rate was 10～12 times of the propellant flow rate. 4. By installing expansion pipe, noise level was reduced approximately 30㏈ compared to without expansion pipe

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.39 no.7
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• pp.549-555
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• 2015

A measurement technique of interfacial velocity in air-water separated flow by particle tracking velocimetry using an infrared camera (IR-PTV) was developed. As infrared light with wavelength in the range of 3-5 um could hardly penetrate water, IR-PTV can selectively visualize only the tracer particles existing in depths less than 20 um underneath the air-water interface. To validate the measurement accuracy of the IR-PTV technique, a measurement of the interfacial velocity of the air-water separated flow using Styrofoam particles floating in water was conducted. The interfacial velocity values obtained with the two different measurement techniques showed good agreement with errors less than 5%. It was found from the experimental results obtained using the developed technique that with increasing air velocity, the interfacial velocity proportionally increases, likely because of the increased interfacial stress.

• Journal of Digital Convergence
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• v.14 no.11
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• pp.257-265
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• 2016

The purpose of this study was to develop a strainer that could protect a flow system by blocking the introduction of foreign substances into the pipe of industrial or architectural facilities. Strainers are installed at the front tip of valves, machines, or pumps in the piping line of clean water, oil, or gas. There are Y-type, U-type, and T-type strainers. The study identified problems with the Y-type strainers, develop a "C-type strainer with its inlet and outlet on a straight line" as a more improved new model, and compared them in functions in a full-scale strainer test. The study conducted a full-scale strainer test according to four situations at the flow laboratory of Korea Research Institute of Standards and Science by using the old Y-type strainer and C-type strainer 50A. The test results show that the C-type strainer had a higher capacity coefficient(Kv) than the Y-type one, recording 74.9% when there was no screen, 54.5% when there were no foreign substances in the screen, 54.2% when there was a 15% accumulation of foreign substances, and 52.4% when there was a 30% accumulation of foreign substances. The investigator conducted a test only with the 50A type due to the limitations of life-size strainers, but the results demonstrate that the C-type strainer had better flow characteristics than the Y-type one.

• Proceedings of the Korean Society of Coastal and Ocean Engineers Conference
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• 1996.10a
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• pp.102-108
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• 1996

연안매립 및 신항만 건설, 해안선 정비사업 등과 같은 대규모 공사는 인근 해역에서의 해수유동의 변화와 해수의 혼탁도 증가 및 퇴적물의 침식과 퇴적에 의한 해저 지형의 변형을 초래하고, 이로 인해 기존 항로의 매몰과 해양생물 생태계 변화 등과 같은 문제점을 유발한다는 것은 잘 알려진 사실이다. 특히 한국의 서해연안 대부분과 남해연안 일부에 분포되어 있는 미세-점착성 퇴적물은 사질성 퇴적물과는 달리 퇴적물에서 부유된 토사 입자의 침강 속도가 아주 작아서, 파랑과 조류 등과 같은 해수유동에서 의해 쉽게 이동되어 현저한 해저 지형의 변형을 초래한다. (중략)

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.34 no.2
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• pp.39-47
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• 1997

In the present paper, viscous flow fields around a wigley hull with appendages are analysed to study interactions between the hull and appendages. Navier-Stokes and continuity equations are solved by a finite volume method in a body-fitted coordinate system which conforms three dimensional ship geometries with appendages. A Sub-Grid Scale(SGS) turbulent model is used for a calculation of high Reynolds number flow. Numerical computations has been done for a Wigley hull form at $Rn=1.0{\times}10^6$. The results show that the present approach can predict, at least in qualitative sense, the influence of the appendages upon the flow field around a ship.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.7 no.2
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• pp.82-88
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• 2004

To evaluate the tidal flow around the transmission type harbour structures, the numerical models considering hydraulic resistance are used. The traditional governing equations of depth-integratef hydrodynamics are modified by using of the drag force term. As a numerical model to evaluate the rate of tidal exchange, the Random-walk method is used. The models are applied in a design of the pile-supported pier structures in Busan harbour site, Korea, where the flow speed and the tidal exchange are more promotive than the case of non-transmission structure. The developed model will be applied usefully to design the transmission type structure in the ocean space.