• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.38 no.3
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• pp.1-13
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• 2001

RANS solver has been developed to solve the flows past a ship with a drift angle. The solver employs a finite volume method for the spatial discretization and Euler implicit method for the time integration. Turbulent flows are simulated by Spalart-Allmaras one-equation model. Developed solver is applied to analyze the hydrodynamic forces and flows of two tankers with a same forebody but different afterbodies. The computed flows and hydrodynamic forces are compared with the measured flows and captive model test data. The computed results show good agreements with experimental data and show clearly the effects of stern hull form on the hydrodynamic forces and the flows.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.33 no.4
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• pp.48-59
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• 1996

The numerical step in the unsteady viscous flow analysis can be divided in the space analysis step satisfying continuity equation and the time marching step. In this study the spectral method is applied to solve the pressure Poisson equation in the space analysis step. If the highest order differential term of the pressure Poisson equation is transformed by Fourier series, pressure arid its first derivatives can be expressed by the integral form of Fourier series. So Gibb's phenomena can be eliminated and the spectral method can be applied to non-periodic problems. The numerical analysis of unsteady viscous flow around 2-dimensional circular cylinder and wing is carried out and compared for verification.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.10 no.2
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• pp.1-14
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• 2006

Present study examines the numerical issues of cell structure simulation for various regimes of detonation phenomena ranging from weakly unstable to highly unstable detonations. Inviscid fluid dynamics equations with $variable-{\gamma} $ formulation and one-step Arrhenius reaction model are solved by a MUSCL-type TVD scheme and 4th order accurate Runge-Kutta time integration scheme. A series of numerical studies are carried out for the different regimes of the detonation phenomena to investigate the computational requirements for the simulation of the detonation wave cell structure by varying the reaction constants and grid resolutions. The computational results are investigated by comparing the solution of steady ZND structure to draw out the minimum grid resolutions and the size of the computational domain for the capturing cell structures of the different regimes of the detonation phenomena.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.6 no.4
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• pp.413-420
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• 1994

Dynamics of the river plume is a very complicated non-linear problem with the free boundary changing in time and space. Mixing with the ambient water through the boundary makes the problem more complicated. In this paper we reduced 3-dimensional problem into 1-dimensional one by using the integral analysis method. Basic equations have been integrated over the lateral and vertical variations. For these integrations we adopted the well-established assumption that the flow-axis component of plume velocity and the density difference of the plume with the ambient water have Gaussian distributions in directions which are perpendicular to the flow-axis of the plume. We also used the result of our previous study on the lateral spreading velocity of the plume derived under the same assumption. And entrainment was included as a mixing process. The resultant 1-dimensional equations were solved by Runge-Kutta numerical method. Consequently, comparatively easy method of numerical analysis is presented for the 3-dimensional river plume. The method can also be used for the analysis of the thermal plume of cooling water of power plants.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.59-59
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• 2011

파랑의 전파와 변형에 대한 연구에는 수심방향으로 적분한 2차원방정식인 완경사방정식과 Boussinesq 방정식을 기반으로 한 수치모형을 이용한 연구가 최근까지 가장 활발하게 진행되어 오고 있다. 그러나 실제 구조물의 설계에는 2차원 수치모형에서 고려할 수 없는 수심방향 유속에 기인한 정확도의 문제로 인해 구조물의 형상과 재원을 설계하기 위한 정교한 수치모형실험이 어려워 주로 수리모형실험에 의존해 왔다. 수리모형실험은 실제 현상을 가장 잘 재현해낼 수 있어 신뢰성이 매우 높지만 다양한 실험을 수행하기가 어렵고 많은 시간과 비용이 소요되는 단점이 있다. 이에 따라 최근 수심방향으로 완전한 운동방정식인 Navier-Stokes 방정식을 푸는 3차원 수치모형에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이론적으로 매우 우수한 모형이긴 하나 정확도 높은 결과를 얻기 위해서는 매우 조밀한 격자를 필요로 하기 때문에 아직까지 막대한 계산시간이 필요하다는 단점이 있으나 컴퓨터 기술이 급격한 속도로 발전하고 있어 Navier-Stokes 방정식 모형의 적용 가능성은 계속 높아지고 있다. 파랑변형을 다루는 수치모형실험을 수행할 때 외부조파를 사용할 경우 구조물이나 지형에 의해 반사되어 나온 파랑이 조파지점에 도달할 때 실험영역으로 재 반사되는 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해 내부조파기법의 개발에 대한 연구가 필수적이었으며, 자유수면변위를 변수로 사용하는 모형의 경우 그 연구가 매우 활발하게 진행되어 왔다. 한편, Navier-Stokes 방정식 모형의 경우 자유수면변위를 변수로 사용하는 2차원 모형에 비해 상대적으로 연구가 미흡하였다. 본 연구에서는 기존의 연직 2차원 Navier-Stokes 방정식 모형에 사용된 연속방정식에 질량 원천항을 추가하는 내부조파기법을 도입하여 3차원 수치모형에서 고립파를 내부조파하고, 급경사에서의 고립파의 처오름 및 처내림 현상을 수리모형 실험결과와 비교 및 분석하였다. 수치모형은 Navier-Stokes 방정식을 엇갈림 격자체계에서 계산하는 동수압 모형으로서, Two-step projection 기법을 사용하는 유한차분모형을 사용하였다. 본 수치모형은 난류의 해석을 위해서 상대적으로 큰 에디(eddy)만을 고려하는 SANS(spatially averaged Navier-Stokes) 방정식을 계산하는 LES(large-eddy-simulation) 기반의 수치모형으로, 난류 모델링을 위해 Smagorinsky LES 모형을 사용한다. 또한, 압력장의 계산을 위해 Bi-CGSTAB 기법을 이용하여 Poisson 방정식의 해를 구하였으며, 자유수면 추적을 위하여 2차 정확도의 VOF(volume-of-fluid) 기법을 사용하였다. 수치모형실험이 전체적으로 수리모형실험에서 관측한 파랑의 처오름 및 처내림 현상을 잘 재현하고 있는 것으로 나타났으며, 정량적인 비교를 통해 수치모형의 성능을 검증하였다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.30 no.5
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• pp.101-108
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• 2002

A numerical simulation of an incompressible cavity flow is conducted. Two dimensional Navier-Stokes equations are integrated using staggered grid and a finite volume method with C-QUICK scheme for spatial derivatives and fully implicit scheme for the time derivatives. SIMPLE-C algorithm is employed to solve the pressure field. Computational results show that the third eddy is generated in the shear layer mode but not in the steady mode. This signifies that the third eddy plays an important role in cavity flow stability. As a means to control the flow, jet blowing is applied to a position below the cavity upstream edge. Effects of flow control parameters on the stability such as the frequency, the phase, and the velocity magnitude are reported.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.476-476
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• 2010

유도 결합 플라즈마 (ICP)는 축전 결합 플라즈마 (CCP) 보다 상대적으로 높은 밀도의 플라즈마를 발생시킬 수 있다. 또한 구조가 간단하고 기존 스퍼터링 장치의 내부에 추가 설치가 용이하며, 스퍼터된 입자의 이온화, 반응성 가스의 활성화를 위한 2차 플라즈마원으로 적용이 가능하다. 그러나 대면적의 고밀도 플라즈마의 균일도 측정은 고가의 2D probe array등을 사용하여야 한다. 본 연구에서는 간단한 CCD camera를 챔버 내부에 삽입하여 가시광 영역의 적분 강도를 이용해서 플라즈마의 2차원적 균일도를 정성적으로 비교 판단하고 시간에 따른 국부적인 이상 방전을 감시할 수 있도록 내장형 무선 카메라를 사용하였다. 직경 380 mm의 챔버 내에 2 turn ICP antenna를 이용하여 유도 결합 플라즈마를 발생시켰다(Ar 30 sccm, 35 mTorr, 2 MHz, 400 W). 내장형 무선 카메라를 챔버 내부 중앙의 ICP antenna에서 8 cm 아래에 위치시켜 플라즈마를 진공 중에서 촬영하였다. 내장형 무선 카메라를 챔버 내부에 위치하여 촬영한 결과 외부에서 view port로 쉽게 확인할 수 없는 ICP antenna 내부의 고밀도 플라즈마의 불균일도를 평가할 수 있었고, ICP antenna 가장자리에서 중심으로 이동할수록 밝아지는 것을 토대로 중심 영역의 plasma 밀도가 가장 높다는 것을 알 수 있었고, 채도와 명도의 차이를 이용하여 시각적인 플라즈마 균일도를 분석하였으며 이를 플라즈마 모델링 기능이 있는 전산 유체 역학 프로그램인 CFD ACE+를 이용하여 플라즈마 분포를 모델링 및 비교하였다. 또한 인라인 타입의 마그네트론 스퍼터링 시스템에서 기판 캐리어에 무선 카메라를 장착하여 이동하면서 캐리어와 마그네트론 방전 공간의 상대적인 위치에 따른 마그네트론 방전링의 형상 변화도 관찰하였다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.44 no.2
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• pp.145-156
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• 2011

Two dimensional numerical model of high-order accuracy is developed to analyze complex flow including transition flow, discontinuous flow, and wave propagation to dry bed emerging at natural river flow. The bed slope term of two dimensional shallow water equation consisting of integral conservation law is treated efficiently by applying quasi-steady wave propagation scheme. In order to apply Finite Volume Method using Fractional Step Method, MUSCL scheme is applied based on HLL Riemann solver, which is second-order accurate in time and space. The TVD method is applied to prevent numerical oscillations in the second-order accurate scheme. The developed model is verified by comparing observed data of two dimenstional levee breach experiment and dam breach experiment containing structure at lower section of channel. Also effect of the source term is verified by applying to dam breach experiment considering the adverse slope channel.

• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.17 no.3
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• pp.165-170
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• 2014

The resistance to motion of the Korean next-generation high-speed train (HEUM-430X) was assessed on the basis of 12 coasting test runs at coasting speeds up to approximately 380km/h. Two different methods, a linear regression method and a time-integral method, were employed to calculate decelerations from the time-velocity data and the time-distance data, respectively, and an equation of resistance to motion was devised from the deceleration data calculated at each time section. The effect of an improvement of the aerodynamic shape on the resistance to motion was investigated, with the results showing that the running resistance was reduced by about 15% due to these improvements. An increase of approximately 28% of the running resistance was also noted when running in a tunnel relative to running through an open field.

• Proceedings of the Korean Aquaculture Society Conference
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• 2003.10a
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• pp.100-100
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• 2003

양식 산업에 있어 사육 생물의 빠른 성장은 가장 요구되는 특성이다. 특히, 선발육종을 통한 성장 개선은 사료의 효율적 이용과 연관되어 있으며, 균형 잡힌 단백질 대사 등을 통해 이루어진다. 대부분의 경골어류는 단백질 대사의 마지막 부산물로 암모니아를 생성하여 배설하며, 이를 통한 사료 내 단백질의 효율적 이용성을 비교하는 척도로 제시되어 왔다(Ming, 1985). 따라서 본 실험에서는 한국해양연구원에서 선발육종 해 온 참돔과 일본 양식산 참돔 및 이들의 교배 자손들을 대상으로 일간 먹이 공급, 절식 그리고 1회 만복 공급에 따른 암모니아성 질소 배설률을 조사하였으며, 일간 먹이 공급에 따른 각 교배 자손들의 분 배출 특성을 알아보았다. 실험어는 일본 양식산인 JPN 교배구 자손과 한국해양연구원 선발육종산인 KORDI F4 교배구 자손, 그리고 JPN$\times$KORDI F4♂ 교배구 자손을 대상으로 실시하였다. 체중이 각각 17.1$\pm$0.1 g (JPN 교배구; 그룹 1), 17.7$\pm$0.1 g (JPN♀$\times$KORDI F4♂; 그룹 2), 21.5$\pm$0.1 g (KORDI F4; 그룹 3)인 참돔 치어를 각각 15마리씩 3반복 수용하여 실험에 이용하였다. 실험어는 지름이 33 cm이고 높이가 34 cm인 둥근 투명 플라스틱 수조에 수용하고 분 수집기인 TUF column (passing effluent water through a special test tube) system을 이용 어체중의 3%에 해당하는 사료 량을 일간 세 번에 나누어 동일량을, 09시부터 17시까지 4시간 간격으로 공급한 14일째에 일간 먹이 공급에 따른 24시간 동안의 참돔 종간 잡종 치어의 총암모니아성 질소(total ammonia nitrogen, TAN) 배설률 및 분 배출률을 조사하였다. 이 조사가 끝난 후 3일간 절식시킨 다음 내인성 암모니아성 질소 배설을 조사하였으며, 이어서 1회 만복 사료 공급한 다음 이에 따른 암모니아성 질소 배설 경향을 알아보았다. 일간 먹이 공급에 따른 각 실험구의 암모니아 배설은 세 가지 계통 참돔치어 모두 먹이 섭취 후 암모니아 배설로 인한 TAN 농도가 지속적으로 증가하는 경향을 보였으며, 시간당 TAN 배설률을 적분한 결과, 그룹 1과 2 그리고 3의 일간 TAN 배설률은 각각 637.3$\pm$36.5 mg/kg fish/day, 684.3$\pm$18.5 mg/kg fish/day 그리고 772.8$\pm$17.3 mg/kg fish/day로 나타나 그룹 3의 일간 TAN 배설률이 가장 높은 결과를 보였다. 3일간 절식 후 그룹 1, 2, 그리고 2의 TAN 배설률은 각각 8.08~14.15 mg/kg fish/hr, 6.50~12.20 mg/kg fish/hr, 그리고 6.67~8.60 mg/kg fish/hr의 범위를 보여 거의 일정한 농도로 나타났다. 시간당 TAN 배설률을 적분한 결과, 그룹 1, 2 그리고 3의 일간 TAN 배설률은 각각 286.9$\pm$28.3 mg/kg fish/day, 215.7$\pm$5.5 mg/kg fish/day 그리고 179.3$\pm$7,7 mg/kg fish/day로 나타나 먹이 공급과는 달리 내인성 TAN 배설의 경우 그룹 1의 배설률이 가장 높은 결과를 보였다. 1회 만복 먹이 공급에 따른 TAN 배설 경향은 그룹 1과 2의 TAN 배설률은 먹이 공급 6시간 후 가장 높은 값인 44.19$\pm$2.90 mg/kg fish/hr와 41.70$\pm$1.40 mg/kg fish/hr을 보였고, 그룹 3에서는 4시간 후에 가장 높은 값인 31.23$\pm$1.39 mg/kg fish/day로 나타났다. 일간 먹이 공급에 따른 각 실험구의 총 분 배출량은 그룹 1의 경우 총 분 배출량은 2.17$\pm$0.1 g/kg fish와 91.15$\pm$4.53 g/kg feed로 나타났고, 그룹 2에서는 2.26$\pm$0.14 g/kg fish와 95.02$\pm$3.18 g/kg feed, 그룹 3에서는 2.81$\pm$0.73 g/kg fish와 132.85$\pm$34.0 g/kg feed로 나타나 유의적인 차이는 보이지 않았으나(P>0.05), 그룹 3의 배출 비율이 높은 것으로 나타났다. 시간 경과에 따른 분 배출 비율은 그룹 1의 경우 먹이 공급 24시간 후 총 분의 60.6%를 보여 반면, 그룹 2와 3에서는 각각 67.8%와 77.8%를 보여 그룹 1이 다른 그룹에 비해 분 배출 비율이 낮은 것으로 나타났다.