• 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 Veterinary Clinics
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• v.32 no.3
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• pp.243-246
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• 2015

A 9 month-old female Chihuahua (weighing 1.5 kg) was referred with loud left basal murmur and exercise intolerance. Diagnostic imaging studies revealed the elongation of left ventricle (LV) with classic triple bumps on the main pulmonary artery, aorta and left atrium on the dorsoventral view of radiograph. Echocardiography revealed patent ductus arteriosus (PDA) duct and continuous turbulent shunt flow (maximal velocity 5.73 m/s) between the aorta and pulmonary artery with left to right direction. The PDA in this dog was successfully closed though femoral vein (transvenous approach) using an Amplatzer$^{(R)}$ vascular plug. To the best of author's knowledge, this is the first case of PDA occlusion treated with vascular plug through femoral vein.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.1179-1183
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• 2007

관망 내에서 흐름의 연속 방정식과 운동량 방정식을 상 미분으로 전개하여 해석한 특성선 방법은 주로 가압 관망체계(Pressurized Pipeline System)에서의 부정류 해석(Unsteady Analysis)에 사용 된다. 그러나 이특성선 방법은 천이류 해석을 위한 관망 재구성 과정에서 Courant수 조건의 만족을 위한 관의 재배열에 천문학적인 계산용량과 시간이 필요하다는 단점이 있다. 이는 현장 적용 시 압력파 전파속도의 불확실성과 연계되어 상당한 장해요소가 되고 있다. 이에 대안적인 방법으로서 임펄스응답법이 개발되었다. 이는 경계지점에서 복소수 유량에 대한 복소수 수두의 비율로써 정의된 관망에서의 수리임피던스를 역퓨리에 변환에 적용하여, 주파수 영역의 수치를 시간 영역으로 변환하여 응답함수를 산출한 후, 산출된 응답함수와 구해진 경계지점에서의 유량과의 적분을 통하여 임의의 지점에서의 수두 및 유량을 계산하는 방법이다. 임펄스 응답법은 관 부속물관의 특성을 기술하는 수학적 표현의 난해함으로 인해 지금까지는 단일관에 대한 연구에만 국한되어 왔다. 본 연구에서는 임펄스응답법을 수리구조물이 부착된 관망에 적용하여 다양한 조건에서 천이류 분석을 시행하였다. 즉, 에어챔버 및 서지탱크와 같은 수리구조물을 각각에 대한 수리임피던스를 구하고, 가지관 및 통합 관성항으로 취급하여 수리구조물을 처리하였다. 그리고 이러한 결과를 특성선방법과 비교하여 그 적절성을 검증하였는데, 특성선 방법에 의한 모의 결과와 비교하였을 때, 일치하는 결과를 나타내었다. 임펄스응답법에 의한 모의 결과에서 감쇄효과를 과대평가하는 경향이 관찰되었다. 이는 임펄스 응답법의 가정에 기인한 것으로써 난류 상태의 흐름에서 상당한 불일치를 가져올 수 있으나, 수리 구조물에 의한 수격압이 감쇄되는 과정에서 대부분 흐름이 층류 상태로 전환된다고 가정 할 때는 상당한 적용성이 있다. 본 연구는 수리구조물이 부착된 관망의 해석함에 있어서 임펄스응답법의 적용이 가능함을 보였고, 이는 보다 복잡한 관망에서의 천이류 해석이 가능함을 시사한다.

• Korean Journal of Applied Biomechanics
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• v.18 no.4
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• pp.171-177
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• 2008

This work intends to investigate the effects of pedaling directions on the muscle actions during the bicycle's uphill propulsion. A test rig was developed that consists of a bicyle with a special planetary geartrain, a height-adjustable treadmill, a rear-wheel support and a magnetic brake. A three-dimensional motion analysis was performed for measuring kinematic characteristics of the forward backward pedaling and the electromygraphy(EMG) measurements were simultaneously performed for estimating the muscle actions of the leg. In this work, four muscles are considered including Gastrocnemius muscle(GM), Vastus lateralis(VL), Tibialis anterior(TA) and Soleus(SOL) while the uphill slope is varied from $0^{\circ}$ to $6^{\circ}$. Raw EMG signals were first processed through the root-mean-square(RMS) averaging and then ensemble curves were derived by averaging the EMG RMS envelopes over 50 consecutive cycles. Results show that both the kinemactic characteristics and the muscle actions are significantly affected by the pedaling direction. The crank speed of the forward pedaling is higher but the difference in speed is reduced as the slope is increased. The ensemble curves of the :ac signals clearly exhibit some differences in their patterns, peak values and the corresponding locations with respect to the crank angle. The peak values of most EMG signals are higher for the forward pedaling regardless of the slope magnitude. However, the averages of the EMG signals are not observed to have a similar relationship with the pedaling direction, which seems to be affected by several factors such as less experience of the participants' backward pedaling. inappropriate bicycle design for the backward pedaling. These limitations will be further considered in future work.

• Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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• v.21 no.2
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• pp.131-136
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• 1985

The calculation of the resulting fluid motion is an important problem of ship hydrodynamics. For a partially immersed body the condition of constant pressure at the free surface can be linearized. The resulting linear boundary-value problem for the velocity potential is the Neumann-Kelvin problem. The two-dimensional Neumann-Kelvin problem is studied for the half-immersed circular cylinder by Ursell. Maruo introduced a slender body approach to simplify the Neumann-Kelvin problem in such a way that the integral equation which determines the singularity distribution over the hull surface can be solved by a marching procedure of step by step integration starting at bow. In the present pater for the two-dimensional Neumann-Kelvin problem, it has been suggested that any solution of the problem must have singularities in the corners between the body surface and free surface. There can be infinitely many solutions depending on the singularities in the coroners.

• Progress in Medical Physics
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• v.23 no.2
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• pp.91-98
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• 2012

Verification of internal organ motion during treatment and its feedback is essential to accurate dose delivery to the moving target. We developed an offline based internal organ motion verification system (IMVS) using cine EPID images and evaluated its accuracy and availability through phantom study. For verification of organ motion using live cine EPID images, a pattern matching algorithm using an internal surrogate, which is very distinguishable and represents organ motion in the treatment field, like diaphragm, was employed in the self-developed analysis software. For the system performance test, we developed a linear motion phantom, which consists of a human body shaped phantom with a fake tumor in the lung, linear motion cart, and control software. The phantom was operated with a motion of 2 cm at 4 sec per cycle and cine EPID images were obtained at a rate of 3.3 and 6.6 frames per sec (2 MU/frame) with $1,024{\times}768$ pixel counts in a linear accelerator (10 MVX). Organ motion of the target was tracked using self-developed analysis software. Results were compared with planned data of the motion phantom and data from the video image based tracking system (RPM, Varian, USA) using an external surrogate in order to evaluate its accuracy. For quantitative analysis, we analyzed correlation between two data sets in terms of average cycle (peak to peak), amplitude, and pattern (RMS, root mean square) of motion. Averages for the cycle of motion from IMVS and RPM system were $3.98{\pm}0.11$ (IMVS 3.3 fps), $4.005{\pm}0.001$ (IMVS 6.6 fps), and $3.95{\pm}0.02$ (RPM), respectively, and showed good agreement on real value (4 sec/cycle). Average of the amplitude of motion tracked by our system showed $1.85{\pm}0.02$ cm (3.3 fps) and $1.94{\pm}0.02$ cm (6.6 fps) as showed a slightly different value, 0.15 (7.5% error) and 0.06 (3% error) cm, respectively, compared with the actual value (2 cm), due to time resolution for image acquisition. In analysis of pattern of motion, the value of the RMS from the cine EPID image in 3.3 fps (0.1044) grew slightly compared with data from 6.6 fps (0.0480). The organ motion verification system using sequential cine EPID images with an internal surrogate showed good representation of its motion within 3% error in a preliminary phantom study. The system can be implemented for clinical purposes, which include organ motion verification during treatment, compared with 4D treatment planning data, and its feedback for accurate dose delivery to the moving target.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.34 no.4
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• pp.31-41
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• 1997

This paper describes a potential-based panel method formulated for the prediction of the steady performance of a waterjet propulsor. The method employs normal dipoles and sources distributed on the solid surfaces such as the impeller/stator blades, hub and duct, and normal dipoles in the shed wakes trailing the impeller and stator to represent the potential flow around the waterjet propulsor. To define a closed boundary surface, the inlet and outlet open boundary surfaces are introduced where the sources and dipoles are distributed. The kinematic boundary condition on the solid boundary surface is satisfied by requiring that the normal component of the total velocity should vanish. On the inlet surface, the total inflow flux into the duct is specified, and on the outlet surface the conservation of mass principle is applied to evaluate the source strength. The solid surfaces are discretized into a set of quadrilateral panel elements and the strengths of sources and dipoles are assumed constant at each panel. Applying this approximation to the boundary conditions leads to a set of simultaneous equations. Systematic numerical tests show that the present numerical method is fast and stable. In order to validate the present method, sample computations are carried out first for the case of a conventional axial flow fan which has a similar geometry as the waterjet propulsor, and then for the case of a waterjet propulsor on which experiments are carried out at KRISO(Korea Research Institute of Ships and Ocean Engineering).

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.55 no.2
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• pp.201-213
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• 2017

Water is removed from crude oil containing water by using oil separator. This study aims to develop a three-dimensional (3D) Eulerian computational fluid dynamics (CFD) model to predict the separation efficiency of air-water-oil separator. In the incompressible, isothermal and unsteady-state CFD model, air is defined as continuous phase, and water and oil are given as dispersed phase. The momentum equation includes the drag force, lift force and resistance force of porous media. The standard k-${\varepsilon}$ model is used for turbulence flow. The exit pressures of water and oil play an important role in determining the liquid level of the oil separator. The exit pressures were identified to be 6.3 kPa and 5.1 kPa for water and oil, respectively, to keep a liquid level of 25 cm at a normal operating condition. The time evolution of volume fractions of air, water and oil was investigated. The settling velocities of water and oil along the longitudinal separator distance were analyzed, when the oil separator reached a steady-state. The oil separation efficiency obtained from the CFD model was 99.85%, which agreed well with experimental data. The relatively simple CFD model can be used for the modification of oil separator structure and finding optimal operating conditions.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.12 no.2
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• pp.70-80
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• 2000

Princeton Ocean Model (POM) is modified to construct a three-dimensional, semi-implicit hydro¬dynamic model with a wetting-and-drying scheme. The model employs semi-implicit treatment of the barotropic pressure gradient terms and the vertical mixing terms in the momentum equations, and the velocity divergence term in the vertically-integrated continuity equation. Such treatment removes the external mode and thus the mode splitting scheme in POM, allowing the semi-implicit model to use a larger time step. Applied to hypothetical systems, both the semi-implicit model and POM give nearly the same results. The semi-implicit model, however, runs approximately 4.4 times faster than POM showing its improved computational efficiency. Applied to a hypothetical system with intertidal flats, POM employing the mode splitting scheme produces noises at the intertidal flats, that propagate into the main channel resulting in unstable current velocities. Despite its larger time step, the semi-implicit model gives stable current velocities both at the intertidal flats and main channel. The semi-implicit model when applied to Kyeonggi Bay gives a good reproduction of the observed tides and tidal currents throughout the modeling domain, demonstrating its prototype applicability.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.466-466
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• 2017

지하공간의 개발과 지하공간의 굴착으로 인한 지표수 및 지하수 시스템의 변화나 굴착면 주위의 지하수 유동 체계의 변화는 터널내로의 지하수 유입, 지표수 고갈을 가져온다. 또한 터널 상부의 지반에서 현지응력의 변화로 인한 지하수 유출은 지표침하, 하천수 및 계곡수 고갈을 발생시킬 수 있다. 그러나, 터널설계 시 비용 및 시간, 현장의 진입조건 등의 제약으로 상세한 지반조사의 실시가 이루어지지 않을 때가 있다. 또한, 터널 공사가 진행되는 중에는 공사기간과 공사비 때문에 별도의 지반조사를 하지 않는다. 그 대신에 터널 막장에서 실시하는 Face Mapping을 토대로 공사를 진행하며, 대규모 위험요소가 발견되지 않는 이상 별도의 비용과 시간을 투입하여 추가 지질 및 지반 조사를 실시하는 경우는 매우 드물다. 연구지역의 지질은 경상분지내 백악기 하양층군의 퇴적암류, 이를 관입/분출한 불국사화강암류 및 제3기 화산암류, 전기 에오세 연일층군에 대비되는 퇴적암류로 구성되어 있다. 이들을 피복하는 제4기 충적 퇴적층은 주로 단층곡과 동측 지괴의 선상지 및 하천을 따라 분포한다. 연구지역에는 폭 100 m 이상의 대규모 단층대가 발달하였으며 제4기 단층운동으로 인한 단층파쇄대가 존재한다. 퇴적암 분포지역에서는 반복층서가 관찰되며 소규모 단층, 단열, 변형띠 등이 연속적으로 발달해 있다. 본 연구에서는 터널공사에 의한 지하수 변화를 확인하기 위하여 현장추적자 시험과 수질분석 및 지하수 모델링을 실시하였다. 현장 수질 분석에 의한 지표수와 지하수 간의 수질의 차이를 보면, 알칼리도를 제외한 대부분의 수질 항목이 서로 유사성을 보인다. 전기전도도(EC), TDS, 알칼리도의 경우 지표수의 수원지에서 터널 내부로 유입이 일어나고 있다. 이는 터널 공사의 영향으로 판단되며, 현장에서 실시한 추적자 시험에서는 추적자의 이동 시간이 매우 빨라 지표 수원지로부터 지표수가 터널내부로 빠른 속도(10시간 이내)로 유입된다고 판단된다. 지하수 모델링 결과, 정상류 상태에서는 지하수가 북동쪽의 높은 고도에서 서남쪽의 낮은 고도로 흐르는 것으로 확인되며, 가뭄시에도 지하수 함양으로 지하수가 고갈되지는 않는 것으로 나타났다. 부정류 상태 모델링 결과, 일일 평균 $32.49m^3$의 지하수가 터널 내부로 유입되는 것으로 산정되었다. 이 양은 터널 내부뿐만 아니라 터널 공사 현장 주위로도 지하수 유출이 일어나고 있음을 지시한다.