• 해양환경안전학회지
• /
• 제24권5호
• /
• pp.619-627
• /
• 2018

선박의 고속, 대형화 및 규제강화의 추세에 따라 유동소음의 중요성이 강조되고 있다. 그러나 항공, 철도 등의 공력소음 분야에서 유동소음을 설계에 반영하고 있는 것에 반해 조선해양분야에서는 고려되지 않고 있다. 본 연구에서는, 선체유기 유동소음의 해석절차를 정립하고 쇄파의 영향이 작고 선체선형에 의한 유기소음의 특성이 뚜렷한 파랑관통형 선형에 대해 소음특성을 분석하였다. 선체유기 유동소음의 주요 메커니즘인 난류경계층 내부의 복잡한 난류유동과 구조물의 유체-구조 연성적 소음원은 벽면변동압력을 이용하여 가진력을 모델링하고 파워흐름해석법을 이용하여 진동음향 응답해석을 수행하였다. 주파수 영역 및 선체부위에 따라 상의한 소음특성을 가지며 저주파수 영역에서 선형의 영향이 상대적으로 크고 유속에 비례하는 경향을 확인할 수 있었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제22권6호
• /
• pp.387-396
• /
• 2010

해저 지중 피압유체의 3차원 전이류에 대한 수치모형이 개발되었다. 개발된 모형은 FDM 모형으로서 Gauss-Seidel SOR(successive over-relaxation)을 사용하는 것을 특징으로 한다. 본 모형으로 산출된 수두분포는 Theis의 해석해와 비교하여 작은 오차범위 내에서 동일하였다. 또한 MODFLOW 모형을 이용한 산출도 근접한 결과를 보여주었다. 대수층의 측면유입량과 우물의 양수량을 비교하였으며, 이 경우 가중치 ${\alpha}$가 mass balance에 영향을 주는 것으로 확인되었다. 즉, 완전음해법(${\alpha}$=1)에서는 약 5%의 오차를 보여주었다. 그러나 ${\alpha}$가 점점 감소하면서 0.5(Crank and Nicolson method)에 이르기까지, mass balance는 연속적으로 악화되며, 모형 결과는 발산한다. 또한 $\lambda$(over-relaxation factor)에 따른 수렴속도는 ${\lambda}=0.8{\sim}1.5$에서 큰 차이가 없었으나 $\lambda$가 1.5를 초과하는 경우 모형 결과는 발산한다. 다중 우물 설치시 양수량 변화가 산출되었다. 즉, 우물 상호간의 위치가 너무 근접하게 되면 양수량을 저하시킨다. 본 모형은 이방성$(Kx{\neq}Ky{\neq}Kz)$과 비균질성을 고려할 수 있으며, 다양한 경계 조건을 설정함으로서 현장조건을 반영할 수 있다. 따라서 3차원 피압 전이류에서, 우물의 위치 선정, 양수량 산출, 인공주입에 따른 흐름의 거동예측 등에 효과적으로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제34권5호
• /
• pp.1383-1393
• /
• 2014

최근, 급속한 컴퓨터 하드웨어의 성능 향상과 전산유체역학 분야의 이론적 발전으로, 고차 정확도의 수치기법들이 계산수리학 분야에 적용되어 왔다. 본 연구에서는 1차원 천수방정식에 대한 수치 해법으로 TVD Runge-Kutta 불연속 갤러킨(RKDG) 유한요소법을 적용하였다. 대표적인 천이류(transcritical flow)의 예로 순간적인 댐 붕괴에 의한 댐 붕괴류(dam-break flow) 흐름과 지형변화에 의한 천이류를 모의하였다. 리만(Riemann) 근사해법으로 로컬 Lax-Friedrichs (LLF), Roe, HLL 흐름률(flux) 기법을 사용하였고, 불필요한 진동을 제거하기 위하여, 기울기 제한자로서 MUSCL 제한자를 사용하였다. 개발된 모델은 1차원 댐 붕괴류와 천이류에 적용하였다. 수치해석 결과는 해석해, 수리실험 결과와 비교하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제30권2호
• /
• pp.77-85
• /
• 2014

3상으로 이루어진 다공성 매질 내에서 공기의 흐름을 확인하기 위해 실내시험과 수치해석 알고리즘의 비교분석을 하였다. 불포화 지반내의 유체의 흐름을 확인하는 연구는 이산화탄소 지중저장을 위한 안정성 예측을 위해 중요한 기초연구이다. 일반적으로 대기압에 노출되어 있는 지반공학적인 문제들은 3상 다공성 매질 내부에서 발생할 수 있는 공기압을 '0'으로 가정하고 해석하지만, 지중 1km 지점에서의 불포화토의 거동은 기체압력을 고려하여 지반의 변형과 연계해석이 필수적이다. 본 연구는 이러한 지중 깊숙한 곳에서 발생할 수 있는 불포화 지반의 거동을 해석하고자 공기압의 확산과 소산에 대한 수치해석과 실내배수시험을 비교분석하여 유한요소해석 알고리즘을 검증하고자 한다.

• 한국식품과학회지
• /
• 제24권3호
• /
• pp.261-265
• /
• 1992

무우쥬스 농축액의 저장성 및 활용성 증진을 위해 역삼투압법과 박막농축법 등을 이용하여 농축한 무우쥬스 농축액의 유통 특성을 조사한 결과는 다음과 같다. 무우쥬스 농축액은 약간의 의사가소성을 띠는 뉴턴유체의 흐름 특성을 보여주었다. 전단속도 1000(1/S)에서의 겉보기 점도는 1번 농축구(열처리 무우쥬스, 박막 농축구)가 0.0503Pa.s, 2번 농축구(생무우쥬스, 박막농축구)가 0.0578, 3번 농축구(열처리 무우쥬스, 역삼투압 농축구)가 0.0655Pa.s 값을 각각 나타내었다. 각 농축액 항복력은 $35{\sim}65^{\circ}Bx$에서 $0.0001{\sim}0.0580Pa$ 범위로 아주 적은 값이어서 power law model만 갖고도 흐름 특성의 해석이 가능하였으며 또한 Arrehenius식에 의해 구한 활성화에너지는 무우쥬스 농축액의 농도가 높아질수록 2.7057에서 $4.1159{\times}10^4KJ/kg.mol$로 증가하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
• /
• 제10권8호
• /
• pp.426-432
• /
• 2010

두가지 어류이동용 여수로 설계안에 대하여 레블�V 유한요소법을 이용하여 자유수면을 포함한 흐름을 모의하였다. 댐 상류부에서 여수로 입구 방향으로 직각형 유입부를 갖는 여수로와 곡선형 유입부의 여수로에 대하여 흐름의 형상을 모의, 비교하였으며, 또한, 수치해석 결과를 여수로 바닥면의 압력분포와 자유 수면형상에 대하여 수리실험 결과를 통하여 검증하였다. 직각형 여수로가 여수로 유입부에서 자유수면 형상과 압력분포에서 다소 큰 내부 변형율을 보이는 반면, 곡선형 유입부 여수로에서는 작은 변형율을 관찰 할 수 있었다. 여수로 정상부의 대기압보다 작은 부압의 존재 형태는 두가지 형상 모두 유사함을 알 수 있었지만, 전반적으로는 곡선형 유입부 여수로가 어류 이동에 유체역학적으로 더 우호적인 환경을 제공함을 알 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제14권4호
• /
• pp.333-338
• /
• 2008

해안 지역은 해수의 운동에너지의 대부분은 해안에서 소산되며 이 과정에서 해안의 토사 등이 유실된다. 수면에 돌출된 방파제에 비해 수중구조물은 해수의 유통을 가능하게 하고 해안선을 따라 해수순환을 가능케 한다. 이 연구에서는 해안 침식을 방지 기능을 갖는 수중구조물을 하부틈새를 갖는 수중장애물로 형상화 하고 후방의 흐름특성을 규명하였다. 실험은 Re =$1.2{\times}10^4$ 조건에서 2프레임 입자영상유속계를 이용하여 속도장을 계측하여 고찰하였다. 측정된 시간평균 속도분포를 분석한 결과 유선의 곡률 효과가 현저히 나타났으며 전단층 주위 유체의 유입 등의 영향으로 박리 전단층 내에서 커다란 와구조가 연속적으로 발생하였다. 또한 하부틈새의 크기가 증가할수록 재순환 영역의 중심이 후류로 이동하고 재순환영역의 강도도 약해지는 결과를 보였다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
• /
• 해양환경안전학회 2005년도 추계학술대회지
• /
• pp.153-158
• /
• 2005

표면에 부착된 수직벽 후방의 난류전단흐름을 입자영상유속계를 이용하여 조사하였다. 하부 틈새를 갖는 수직벽 후류영역에서는 박리 후 비정상적인(unsteady) 재순환 영역이 형성되었으며, 약 x=3H위치에서 전단층의 재부착 및 난류경계층으로의 재발달 과정이 나타났다. 수직벽 직전의 오목한(concave) 유선곡률과 수직벽 후방의 볼록한(convex)유선곡률의 영향은 수직벽 주위에서 가장 크게 나타나고, 하류로 나아감에 따라 전단층 주위 유체의 유입 등으로 그 영향이 박리 전단층 내에서 커다란 와구조가 연속적으로 발생하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제39권7호
• /
• pp.557-566
• /
• 2015

본 논문에서는 $600{\times}600{\mu}m$ 사각 마이크로 채널에서의 기-액체 테일러(슬러그) 흐름의 특성을 실험을 통해 살펴보았다. 실험 유체로는 질소와 물을 사용하였으며, 액체 및 기체 겉보기 속도는 각각 0.01 ~ 3 m/s, 0.1 ~ 3 m/s 의 범위에서 테일러 흐름이 나타나는 구간에서만 데이터를 얻었다. 기포 길이, 액체 슬러그 길이, 기포 속도 그리고 기포 생성 주파수를 고속 카메라를 사용하여 이미지 분석을 통해 측정하였다. 제시된 측정값(기포 길이, 액체 슬러그 길이, 기포 속도)과 이전 문헌에서 제안된 경험적 모델의 비교결과 대부분 오차가 50% 이상으로 나타났다. 따라서 기포와 액체 슬러그 길이 그리고 기포 속도에 대한 개선된 모델을 제시하였고, ${\pm}20%$ 이내의 비교적 우수한 결과를 볼 수 있었다. 또한 기포 생성 주파수는 기포 길이, 액체슬러그 길이 그리고 기포 속도의 관계를 이용하여 ${\pm}20%$ 이내에서 예측가능함을 알 수 있었다.

• 상하수도학회지
• /
• 제19권6호
• /
• pp.758-766
• /
• 2005

This study was conducted to evaluate the effect of the transverse troughs on hydrodynamic behavior within the a certain full-scale sedimentation basin (flow rate/one basin; $10,000m^3/d$) using CFD simulation and ADV technique. In order to verify the CFD simulation, we measured the factual velocity at 36 points in the full-scale sedimentation basin, whose outlet structure is inadequate, with ADV technique. Both the CFD simulation and the ADV measurement results were in good accordance with each other. From the CFD simulation results of the existing basin, it was investigated that extreme upward flow occurs in the near of two transverse troughs. It was suspected that since the transverse troughs converted the open channel flow into the local closed pipe flow, the increased pressure in this local closed pipe flow region made the extreme upward flow. For solving this problems, it was suggested to modify transverse-typed launder into finger-typed launder and to install a longitudinal baffle in the center in this study. The CFD simulation results of all suggested amendments told us that the extreme upward flow, had occurred especially in the beneath of transverse troughs, was much less in the case of finger typed launder basin than that in the existing basin. Also, it was predicted that installing a longitudinal baffle made the fully developed flow which is more effective for sedimentation.