• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.1863-1868
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• 2003

Decades of studies of geophysical flow have unveiled that the flow downstream of obstacles in stratified flow consists of attached wake and strong internal waves, or separated, fluctuating wake and persistent late wakes. Among unique and interesting characteristics of the stratified flow past obstacles is the generation of coherent vortex the late wake far downstream of the object. Unlike in homogeneous fluid, the flow field downstream self-develops coherent vortex even after diminishing of the near wake, no matter how small the stratification is. This paper present a computational approach to simulate the generation of the coherent vortex structure in late wake of a moving sphere submerged in weakly stratified fluid. The results are in consistent with several experimental observations and the vortex stretching mechanism is employed to explain the process of coherence.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권5호
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• pp.553-559
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• 2004

Stratified flow past a three-dimensional obstacle such as a sphere has been a long-lasting subject of geophysical, environmental and engineering fluid dynamics. In order to investigate the effect of the stratification on the near wake, in particular, the unsteady vortex formation behind a sphere, numerical simulations of stratified flows past a sphere are conducted. The time-dependent Navier-Stokes equations are solved using a three-dimensional finite element method and a modified explicit time integration scheme. Laminar flow regime is considered, and linear stratification of density is assumed under Bossiness approximation. The computed results include the characteristics of the near wake and the unsteady vortex shedding. With a strong stratification, the separation on the sphere is suppressed and the wake structure behind the sphere becomes planar, resembling that behind a vertical cylinder.

• 설비공학논문집
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• 제19권12호
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• pp.831-841
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• 2007

This work is to extend the elliptic operator, which has been already adopted in turbulent stress model, to fully developed turbulent buoyant channel flows with changing the orientation of the buoyancy vector to be perpendicular to the channel walls. The turbulent heat flux models based on the elliptic concept are employed and closely linked to the elliptic blending second moment closure which is used for the prediction of Reynolds stresses. In order to reflect the stable or unstable stratification conditions, the present model introduces the gradient Richardson number into the thermal to mechanical time scale ratio and model coefficients. The present model has been applied for the computation of stably and unstably stratified turbulent channel flows and the prediction results are directly compared to the DNS data.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.1909-1914
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• 2004

An immersed boundary method for simulation of density-stratified flows is developed and applied to computation of viscous flows over two-dimensional obstacles in a bounded domain under stable density stratification. Density sources/sinks are introduced on the body surface. Two obstacle shapes are used, a vertical barrier and a smooth cosine-shaped hill; weak stratification, defined by $K=ND/{\pi}U{\leq}1$, where U, N, and D are the upstream velocity, buoyancy frequency, and domain height, respectively, is considered. The results are consistent with other authors' calculations, and shed light on computation of density-stratified flows in complex geometries.

• 태양에너지
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• 제15권2호
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• pp.25-37
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• 1995

유입관성에 의한 유체혼합뿐 아니라 입구온도의 변화까지 고려된 성층축열조의 충전과정 모델에 대하여 해석적 근사해를 제시하였다. 해석모델은 깊이가 일정한 완전혼합 및 압출유동영역으로 구성되며, 입구온도의 변화는 중첩의 원리에 근거하여 계단함수로 근사화하였다. 완전혼합영역의 과도온도를 구한 후 함수형태에 따라 구분하고, 각각을 경계조건으로 하는 압출유동영역의 온도분포를 잘 정의된 함수의 항으로 유도하였다. 결과적으로 이들의 일차결합이 압출유동영역에 대한 최종해이다. 근사해의 타당성 및 결과의 유용성은 입구온도가 선형적으로 증가하는 경우에 대한 엄밀해와의 비교를 통하여 검증하였다. 계단수의 증가에 따라 근사해는 엄밀해로 급속히 접근하며, 유한한 수의 계단에 의한 근사해도 광범위한 혼합깊이에 대하여 엄밀해와 잘 일치한다. 또한, 혼합깊이가 클수록 소수의 계단에 의한 근사해로도 의미있는 예측결과를 얻을 수 있었다.

• 태양에너지
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• 제11권3호
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• pp.44-52
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• 1991

본 연구의 목적은 주거용 태양열 온수이용에 있어서 성층저장의 잠점을 평가하고 최적의 설계변수를 제시하되 실험이 아닌 시뮬레이션을 통한다는 것이다. 그 결과는 다음과 같으며 실험의 결과들과 잘 일치함을 보였다. 1. 탱크의 성층분활이 증가함에 따라서 태양부하율이 증가함을 보여 주었고 본 연구에서는 평균 10% 정도 증가함을 나타내었다. 2. 저장탱크의 높이 대 지름의 비가 3정도일 때가 태양부하율이 최대가 되었으며 그 이상이 되면 감소하는 경향을 나타내었다. 3. 집열기로 부터 저장탱크로 유입되는 온수의 유동율이 증가할 수록 완전혼합저장에서는 태양부하율이 증가하지만 성충저장에서는 유입율이 감소하는 것이 태양부하율을 증가시키는 결과가 되었다. 4. 이와 같은 결과로 성층축열시스템 전체적으로는 약 17%의 성능 향상을 기대할 수 있다.

• 대한조선학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.148-157
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• 1997

본 논문에서는 유한체적법을 이용한 수치계산과 이차원수조에서의 유동가시화에 의한 실험적 연구를 통해 평행하게 흐르는 유체 내에 설치된 V-형 연직순환 구조물 주위의 유동현상을 해석하였다. V-형 연직순환 구조물은 성층화되어 연직방향으로 정체된 유동장을 교란하여 섞어주는 역할을 하는 해수유동 제어구조물로서 해상 구조물의 주변에 유동정체로 발생될 수 있는 부영양화 등을 감소시키는 도구로 사용될 수 있다. 판과 판의 사이각(dihedral angle; ${\theta}$), 판의 바닥면에 대한 경사각(inclination angle; ${\phi}$) 그리고 Reynolds 수에 대한 와류두(vortex head) 상승높이의 특성 및 유기속도(induced velocity)의 강도를 비교 검토함으로써 파라미터와 유동특성과의 관계를 살펴보았다. 또한 이를 통해서 연직순환 구조물의 최적형상은 사이각과 경사각이 $90^{\circ}$일 때라는 결론을 얻을 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.2033-2037
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• 2009

호소내의 흐름은 중력의 영향을 받는 하천의 흐름과는 달리 열수지에 의한 밀도류 및 바람 등에 영향을 크게 받아 특유의 유동특성을 나타낸다. 본 연구에서는 EFDC(Environmental fluid Dynamics Code, 미국 버지니아 해양연구소 개발) 모델을 이용하여 호소 내 수치모의를 실시하였다. 복잡한 지형을 형성하고 있는 호수 내의 유동특성의 정밀도를 향상시키기 위해서는, 흐름특성을 고려한 grid작성이 중요하다. 본 연구에서는 1:3000, 1:5000 축척의 수치지도를 이용하여 장흥호의 하상단면 값을 추정하였으며, GIS를 이용하여 (${\Delta}x$, ${\Delta}y$)=100m로 DEM을 생성하였다. 그리고 구성된 DEM값을 이용하여 정밀도가 높은 최종 Cartesian grid(active cell=706)를 구축하였다. EFDC를 이용한 장흥호의 수치모의 결과 호수내의 흐름은 수면을 통한 열 교환에 의한 수온 밀도류를 형성하고 있으며, 수온성층의 형성과 파괴가 호수 흐름을 형성하는 큰 인자로 작용한다는 것을 확인할 수 있었다. 그리고, 호에 유입되는 하천부분에서는 유입되는 수온에 따라 흐름특성이 변하며, 유입수온에 따라 호수 내 관입위치가 변하여 표면흐름, 내부흐름, 저부흐름 등의 흐름특성을 보인다 이상과 같이, 호수내의 흐름특성을 열수지, 외력에 의해서 크게 변동하며 해석대상역의 지역특성을 반영한 수리현상의 정확한 재현 없이는, 이 유동해석결과를 입력치로 하는 수질모델링 결과는 신뢰도에 심각한 문제를 발생시킨다고 할 수 있다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제7권3호
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• pp.60-65
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• 2002

한국항공우주연구원의 공기역학 분야 연구는 주로 항공기 및 발사체 개발에 관련되어있으며 형상 설계로부터 유동해석, 성능해석 및 비행시험에 이르기까지 개발사업의 중요한 부분을 담당하고 있다. 본 기고에서는 스마트 무인항공기와 성층권 비행선, 그리고 3단형과학로켓(KSR-Ⅲ) 등 주요 국가 항공우주 연구개발사업과 관련한 항공우주연구원 공기역학분야의 연구소개 및 연구개발 추진방향을 기술하였다.

• 한국농공학회:학술대회논문집
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• 한국농공학회 2002년도 학술발표회 발표논문집
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• pp.269-272
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• 2002

Turbidity currents, often develop after heavy storm events, deliver various non-point pollutants and tend to lead eutrophication, depressed dissolved oxygen, and sedimentation in reservoirs. Field observations were performed to investigate the flow regimes of turbidity currents and their impact on reservoir water quality in Daecheong Reservoir. A 2D laterally-averaged hydrodynamic and water quality model was applied to simulate the temporal and spatial distributions of turbidity in the reservoir, and evaluated by comparing with the field data.