• Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.27 no.2
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• pp.21-30
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• 1990

Theoretical and experimental techniques to analyze the two-dimensional liquid motion in a tank are discussed. A Lagrangian FEM with a velocity correction procedure is introduced to describe incompressible free surface fluid flow. A mesh rezoning technique is used to prevent strong distortion of finite elements in the Lagrangian description. Model test technique for sloshing tank is developed using a hydraulic type bench tester. The influence of the variation in the exciting frequency and amplitude are observed for various fill depths. The results of theoretical calculations are compared with those of experiments.

• Tunnel and Underground Space
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• v.10 no.2
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• pp.173-179
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• 2000

The influence of the plastic flow rules on the elasto-plastic behaviour of a discrete joint element was investigated by performing the numerical direct shear tests under both constant normal displacement and normal displacement conditions. The finite interface elements obeying Plesha’s joint constitutive law was used to allow the relative motion of the rock blocks on the joint surface. Realistic results were obtained in the tests adopting the non-associated flow rule, while the associated flow rule overestimated the joint dilation. To overcome the computational drawbacks coming from the non-symmetric element stiffness matrix in the conventional non-associated plasticity, the symmetric formulation of the tangential stiffness matrix for a non-associated joint element was proposed. The symmetric elasto-plastic matrix it derived by assuming an imaginary equivalent joint with associated flow rule which shows the same plastic response as that of original Joint with non-associated flow rule. The validity of the formulation was confirmed through the numerical direct shear tests under constant normal stress condition.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.86-86
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• 2020

수리구조물에 관한 기존 연구들은 대부분 기능성과 안정성 측면에서 본체에 작용하는 유체력에 대한 안정성에 주안점을 두고 있다. 수리구조물 상·하류의 수위차에 기인한 기초지반내의 흐름 및 간극수압 변화는 하천 구조물의 안정성을 연구하는데 매우 중요하다. 해양에서는 파랑하중에 의한 과잉간극수압이 액상화를 발생시켜 해안구조물의 안정에 큰 영향을 미치는 것으로 보고되며, 이에 관련 연구들이 활발하게 진행되고 있다. 반면, 하천구조물 주변 지반의 흐름 및 간극수압 뿐 아니라, 액상화에 관한 연구는 아직 미진한 실정이다. 본 연구에서는 수리구조물 주변의 유동 및 와동 현상 뿐 아니라, 수위차에 따른 지반 내부 유동장과 간극수압에 관한 특성을 분석하기 위해 유체-구조물-지반 비선형 상호작용을 고려할 수 있는 수치수조를 새롭게 제안하였다. 그리고 제안하는 수치수조의 타당성 및 유효성을 검증하기 위해 기존 실험값과 비교·검토를 수행하였고, 그 결과는 거의 유사한 경향을 나타내었다. 또한 이 수치수조에 다양한 입사조건(상·하류 수위차)에 적용하여 유체-구조물-지반의 비선형동적상호간섭 해석을 수행하였다. 최종적으로 수치수조에서 측정한 구조물 주변의 유동, 와동, 수위로부터 수리특성을 논의하였다. 게다가 지반내의 흐름과 간극수압을 측정하여 상·하류 수위차가 수리구조물의 안정성에 미치는 영향을 분석할 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
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• 2006.11a
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• pp.426-426
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• 2006

선박이 천 흘수 및 수로를 운항하는 경우 바닥과 벽면의 영향으로 인해 선체침하 및 비대칭적인 힘이 선체 주위에 발생하여 바닥이나 다른 선박 혹은 수로의 벽에 충돌하는 현상이 발생한다. 특히, 수로가 많은 유럽이나 북미를 운항하는 해운회사와 항해사들은 선박의 충돌을 방지하기 위해서 중요한 문제로 다루고 있다. 따라서, 본 연구에서는 선박의 안전한 항해를 위해 수치해석을 이용하여 선박과 벽면 사이에 발생하는 유체역학적 힘, 즉 Sway force와 Yaw Moment를 정성적으로 추정하고자 하였다. 천 흘수 유동 해석용 프로그램을 작성하였으며, 검증을 위해서 Wigley 선형에 적용하여 h/T별로 계산을 수행하여 시험결과와 비교하였다. 그리고, 벽면효과를 해석 할 수 있는 프로그램을 작성하여 실적선인 원유운반선 2척에 대하여 3가지 파라메터, 즉 선속, 수심 그리고 선박과 벽면 사이 거리의 변화에 따른 다양한 계산을 수행하였다. 계산된 결과는 시험결과 및 기 발표된 수치해석 결과와 비교하였다. 기 발표된 논문에서는 시험결과와 계산결과가 상이한 결론을 보여 주었는데, 그 이유는 수치해석에 있어서 자유표면 문제를 선형화된 자유표면 조건식을 사용한 부분을 가장 큰 이유로 언급하였다. 하지만, 본 연구의 결과는 Sway force와 Yaw Moment가 기 발표된 논문의 시험결과와 정성적으로 일치함을 보여 주었다. 본 연구를 통해 수치해석 방법으로 선박에 작용하는 비대칭 유동에 대한 유체역학적인 힘을 정성적으로 추정할 수 있었고, 제한된 수로에서 선박의 조종성 예측 및 수로 설계시 유용한 정보를 제공할 수 있을 것이라고 판단되어 진다.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.32 no.2
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• pp.22-31
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• 1995

In this paper, a 3-dimensional multi-layer current simulation program is allied to real shore area near Inchon harbor with highly irregular bottom and continental geometry. The effects of bottom topography on vertical structures of the ocean tidal current is investigated through comparing the calculated results by 2-dimensional depth averaged approach and the present method. Wind induced current, which may be more dominant factor in Predicting oil spill behavior, is also simulated by the present computation algorithm. Comparison shows quite large differences not only in vertical distribution of the current but also in the direction of the surface current.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.14 no.5
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• pp.1244-1253
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• 1990

Time-Marching methods solving Euler equations are used for calculation of two-dimensional, steady, inviscid flow through a stationary compressor cascade. Calculation method is based on the Denton`s opposed difference scheme. A smoothing in the axial direction is used to increase the stability of solution. The computational grid consists of quadrilateral elements, one of which has four nodes at each corner and the grid points on the upper periodic boundaries are located one pitch away from those on the lower boundaries to satisfy the periodicity condition. Results of calculation show good agreement with other computational and experimental results, proving that the present method of calculation should be applied with confidence for the cascade flow with shock wave.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.12 no.5
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• pp.1158-1174
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• 1988

A numerical technique is developed for the solution of fully developed turbulent recirculating flow in the passage of variable area using the non-orthogonal coordinate transformation. In the numerical analysis, primitive pressure-velocity finite difference equations were solved by SIMPLER algorithm with 2-equation turbulence model and algebraic stress model (ASM). QUICK scheme on the differencing of convective terms which is free from the inaccuracies of numerical diffusion has been applied to the variable grids and the results compared with those from HYBRID scheme. In order to test the effect of streamline curvatures on turbulent diffusion Lee and Choi streamline curvature correction model which has been obtained by modifying the Leschziner and Rodi's model is testes. The ASM was also employed and the results are compared to those from another turbulence model. The results show that difference of convective differencing schemes and turbulence models give significant differences in the prediction of velocity fields in the expansion region and outlet region of the combustor, however show little differences in the parallel flow region.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2016.11a
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• pp.15-18
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• 2016

본 연구는 조류발전 터빈의 블레이드 형상 최적화 해석 시스템 개발에 대한 사전연구의 일환으로 EDISON CFD의 프로펠러 단독성능 S/W와 SNUFOAM ShipMesh Advanced 자동격자생성기를 이용하여 조류발전 터빈 주위 유동장에 대한 수치해석을 수행하였다. TSR 조건 변화에 따라 수치해석을 수행하고 이에 대한 power, total coefficient를 동일한 조건에서 수행된 실험결과와 비교 검증하여 해석자의 신뢰도를 확인하였다. 또한, 블레이드 전체를 모델링한 full body 해석과 하나의 블레이드만을 모델링한 single body 해석 결과를 비교하여 경제적이면서 정도 높은 터빈 성능해석 프로세스를 제안하였다. 조류발전 터빈의 TSR 조건 변화에 따라 낮은 TSR 조건에서는 국부적 와동발생에 의해 $C_P$가 감소하는 것을 확인하였고 설계 TSR에서 가장 좋은 효율을 보임을 확인하였다. 이를 통해 suction side의 압력 분포, 팁 와동의 강도 등 성능개선을 위한 주요한 설계변수를 식별하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.17 no.6
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• pp.1621-1632
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• 1993

A numerical simulation is carried out on flows in a rotating serpentine flow passage, which models a cooling passage in a gas turbine blade, by using a 3-D FVM based TURBO-D program. When it is rotating, the flow field exhibits quite different aspects due to the effect of the Coriolis force. Especially the secondary flow field appearing in the cross-sectional area is very complex because of the combined effect of the Coriolis force and the centrifugal force in the curved area. Local Nusselt numbers are also obtained based on the Reynolds analogy and compared with the published experimental data showing a good agreement. The results of the present study can be applied to the design of cooling passages of a gas turbine blade.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.24 no.5
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• pp.611-618
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• 2018

In this study, numerical analysis of solid-liquid two-phase flow was conducted as a preliminary step to analyze the flow characteristics of drilling fluid using the commercial CFD code, ANSYS CFX 14.5. The homogeneous model and separated flow model were used to simulate solid-liquid two-phase flow phenomena. In the separated flow model, Gidaspow's drag force model was applied with the kinetic theory model was applied for solid particles. The validity of the numerical model used in this study was verified based on the published experimental results. Numerical analysis was carried out for volume fractions of 0.1 to 0.5 and velocities of 1 to 5 m/s in a horizontal tube with a diameter of 54.9 mm and a length of 3 m. The Pressure drop and volume fraction distribution of solid particles were confirmed. The pressure drop was predicted using the homogeneous model and separated flow model within the MAE of 17.04 % and 8.98 %, respectively. A high volume fraction was observed in the lower part of the tube, and the volume fraction decreased toward the upper part. As velocity increased, variations in volume fraction distribution at varying heights were decreased, and the numerical results predicted these flow characteristics well.