• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.149-149
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• 2011

청정 에너지원으로 높은 잠재력을 가지고 있는 가스하이드레이트는 상업적 기술개발이 미확보된 상태임에도, 우리나라에서 부존이 직접적으로 확인되었기 때문에 에너지원으로서 그 중요성이 부각되고 있다. 현재 전세계적으로 가스하이드레이트 개발 및 생산에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으며 이에 대한 기초자료로서 가스하이드레이트가 함유된 퇴적층의 물성자료가 필요하다. 이에 따라 본 연구에서는 입도 분포별 총 5가지의 미고결 시료를 대상으로 투과도, p파속도, 전기비저항 측정을 수행하였다. 연구에 사용된 미고결 시료는 Hama#5($774{\mu}m$), #6($485{\mu}m$), #7($258{\mu}m$), #8($106{\mu}m$) 4가지와 Hama#6과 Hama#7을 1:1($371{\mu}m$)로 혼합하여 사용하였다. 실험에 사용된 장비는 가스하이드레이트를 인공적으로 생성시키기 위해 퇴적층을 모사할 수 있는 고압셀과 자료획득장비, 유체 주입장비, 온도 유지장비이다. 또한 투과도 측정에는 차압계, 전기비저항 측정에 RLC meter, p파속도 측정에 음파 송수신장비를 사용하여 각각의 물성을 측정하였다. 실험과정을 단계별로 요약하면 먼저 시료를 고압셀에 충진한 뒤 주입된 물의 양으로부터 공극률을 측정하고, 절대 투수계수를 측정하였다. 그 후, 메탄가스를 주입하여 퇴적층 내 수포화도(water saturation)를 잔류상태(irreducible saturation)로 유지시키고 메탄가스를 추가적으로 주입하여 원하는 압력까지 가압한 뒤 온도를 $1^{\circ}C$로 낮추었다. 가스하이드레이트의 생성은 급격한 압력강하로부터 알 수 있다. 최종적으로 가스하이트레이트가 함유된 퇴적층의 상대 투수계수를 측정하기 위해 메탄가스를 주입하였고 각각의 측정장비를 통해 전기비저항 및 p파 속도를 측정하였다.$V_g$, $V_h$, $V_w$, $V_ss$는 각각 가스의 부피, 하이드레이트의 부피, 물의 부피, 모래의 부피이다. 또한 수포화도, $S_w=\frac{V_w}{V_v}$이며 하이드레이트 포화도, $S_h=\frac{V_w}{V_v}$, 가스 포화도, $S_g=\frac{V_g}{V_v}$로 정의된다. 본 실험의 결과 투과도는 가스의 부피비, $\frac{V_g}{V}=nS_g$에 민감한 반응을 보였으며, 비저항은 공극수의 부피비, $\frac{V_w}{V}=nS_w$에 민감한 반응을 보였다. 또한 p파 속도는 고체의 부피비, $\frac{V_s+V_h}{V}=n(1-S_h)$에 민감한 반응을 보였다. 이러한 실험의 결과는 가스하이드레이트 개발, 생산 연구에 있어 기초 물성자료로 활용되는데 도움을 줄 것이다.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.25 no.7
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• pp.961-967
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• 2019

This research presents an efficient method based on computational fluid dynamics (CFD) for estimating the resistance performance of a ship with a large settlement amount and a dynamic trim. The settlement of the inviscid flow analysis and the results of dynamic trim were used to set a large attitude for the ship prior to performing a viscous flow analysis; a viscous flow analysis was subsequently performed by Dynamic Fluid Body Interaction (DFBI). This method is termed as method I, in which a simple grating system can be used without employing the overset mesh technique by setting many attitudes before interpretation. Thus, method I is advantageous in reducing calculation time and improving calculation accuracy. The viscous flow analysis was performed using a commercial CFD code STAR-CCM+. Compared with the final convergence result, the first viscous flow analysis result of method I exhibited a variation of less than 1 % of resistance. The result was obtained by changing the gratings each time an attitude is changed at each calculation stage, based on the DFBI method provided to STAR-CCM+ using a simple grating system, which is not a superposed grating. This method is termed as method II. Compared with method II of resistance, method I exhibited a dif erence of 0.03-0.6 % for linear velocity. The results of method I were confirmed to be qualitatively and quantitatively appropriate through comparison with several trillion simulations.

• Journal of Navigation and Port Research
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• v.34 no.6
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• pp.417-422
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• 2010

In this study, the resistance performances of barge are analyzed by model tests and computation using CFD to investigate the flow characteristics around a barge in still water. The model tests are carried out in infinite depth in Inha Technical College Circulation Tank to observe the resistance and the numerical simulations based on VOF(Volume of Fluid) method are performed to analyze the flow around the barge. We have selected two barge models to investigate the flow characteristics according to the different type of barges. The experiments are carried out with the models from 5kts to 10kts(designed speed 7kts) considering the effect of adverse and favorable current. The numerical simulations are performed to analyze the flow and resistance characteristics of barge in the full loaded condition with the target speed and compared with the experimental data to confirm the reliability of the numerical method. The result was that the difference of resistance with 25% occurred at low speed and EHP increased rapidly from 7kts.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.27 no.4
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• pp.538-549
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• 2021

In this study, a trim tab on the stern hull of a small high-speed vessel of approximately 10 m length sailing at a Froude number of 1.0 was designed for energy efficiency. The running attitude and resistance performance of the bare hull and trim tab hull at several angles to the base line were analyzed for model and full scale ships using computational fluid dynamics, and compared to investigate the scale effect. The analysis results for the bare hull were quite similar, but a difference in the attitude control under same conditions of the trim tab was observed, resulting in the total resistance error. However, there was no significant difference in tendency of the variation in the resistance with the attitude. Thus, the optimum running attitude could be determined from the tendency despite the scale effect, but a full scale analysis is required to analyze the control of the attitude by the trim tab and flow characteristics near the full scale ship.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2007.05b
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• pp.3074-3079
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• 2007

The conventional control valves have been used at the locations occurring high differential pressure and high temperature which causes cavitation, flashing, severe vibration due to abrupt flow change, and sudden pressure drop. Previous studies concerning control valves focused to prevent damage of valve trim due to the internal leak and low flow rate. The newly designed helical trim of control valve has been installed at the location of high pressure change and high temperature in a power plant, and operated for evaluation. It is confirmed that the new control valve developed in this study generates flow characteristics in comparison with previous helical trim of control valves.

• Journal of computational fluids engineering
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• v.20 no.2
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• pp.67-72
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• 2015

In this paper, study of high speed train pantograph arm shape and panhead cross-section for aerodynamic drag and noise reduction is performed. In previous research, it is known that knee of pantograph arm and panhead of pantogpraph are main sources of noise from high speed train pantograph. By numerical simulation using full scale pantograph model, pantograph arm and panhead optimization are performed. As a result, drag and noise are reduced at both studies about high speed pantograph.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 2009.11a
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• pp.77-83
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• 2009

In this study, we conducted resistance and propulsion performance test of ship composed of the Resistance Test, Propeller Open Water Test and Self Propulsion Test using the CFD(Computational Fluid Dynamics). We used commercial RANS(Reynolds Averaged Navier Stokes equation) solver, as a calculating tool. The unstructured grids were used in a bow and stern of ship, having complex shape, for a convenience of generating grids, and the structured grids were adopted in a central hull and rest of hull having a relatively simple shape which is called hybrid grid method. In addition, The sliding mesh method was adopted to rotate a propeller directly in the Propeller Open Water and Self Propulsion Test. The Resistance Test and Self Propulsion Test were calculated using Volume of Fluid (VOF) model and considering a free surface. And all The three cases were applied realizable k-epsilon model as the turbulence model. The results of calculations were verified for the suitability of calculations by comparing MOERI's EFD results.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.28 no.8 s.227
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• pp.968-975
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• 2004

Nanofluids have anomalously high thermal conductivities at very low fraction, strongly temperature-dependent and size-dependent conductivities, and three-fold higher critical heat flux than that of base fluids. Traditional conductivity theories such as the Maxwell or other macroscale approaches cannot explain why nanofluids have these intriguing features. So in this paper, we devise a theoretical model that accounts for the fundamental role of dynamic nanoparticles in nanofluids. The proposed model not only captures the concentration and temperature-dependent conductivity, but also predicts strongly size-dependent conductivity. Furthermore, we physically explain the new phenomena for nanofluids. In addition, based on a proposed model, the effects of various parameters such as the ratio of thermal conductivity of nanofluids to that of a base fluid, volume fraction, nanoparticle size, and temperature on the thermal conductivities of nanofluids are investigated.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.1275-1280
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• 2006

자연 저항체인 식생은 유체역학적으로 하천의 평균흐름과 난류량을 변화시키며, 이와 관련하여 유사, 영양 물질, 용존 산소, 그리고 서식 동물 등에 많은 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 과거에는 식생된 수로의 흐름을 식생에 의해 항력이 증가된 경계층 흐름으로 단순하게 보아 왔으나, 근래의 실험유체역학적 연구는 식생된 하천 흐름에 대한 미시적인 구조를 규명하였다. 본 연구는 식생수로에서 평균흐름 및 난류량에 관한 수리특성을 분석하고자 하며, 부유사의 퇴적, 유입, 이송 등의 거동에 큰 영향을 미치는 것으로 알려진 고유구조를 파악하였다. 식생된 개수로 흐름의 일반적인 평균흐름 및 난류구조는 기존의 연구결과와 동일하였으며, 본 연구에서 중점을 둔 고유구조의 경우, 식생높이를 기준으로 하여 상 하부의 흐름특성이 서로 상이한 것을 확인하였다. 식생높이 상부에서는 유속이 수면방향을 향하는 분출현상이 지배적으로 나타났으며, 식생높이 하부에서는 이와는 반대로 유속의 변동성분이 하상으로 향하는 쓸기현상이 지배적으로 나타났다. 이는 개수로에 식생이 존재할 경우 부유사의 농도분포가 수심에 따라 일정해지는 것에 대한 물리적인 근거로 파악된다.

• Tunnel and Underground Space
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• v.5 no.4
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• pp.323-335
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• 1995

지열에너지 개발의 기본적 개념은 지하 심부의 고온건조암체에 시추공을 이용한 수압파쇄를 실시하여 고온건조암체내에 인공파쇄대를 형성함으로써 유체의 유동회로를 구축하여 지열에너지의 회수를 도모하는 것이다. 본 논문에서는 수압파쇄균열의 발전방향 조절문제와 관련하여, 초고압수 절삭장치를 이용, 수압파쇄공 내에 인공슬롯을 형성하여 수압파쇄를 실시함으로써 균열의 발전방향을 조사하였으며, 수압파쇄에 의한 파쇄대내로의 유체순환실험을 통해 지열수의 유동특성을 규명하였다. 이를 위해 모델에 종균열과 횡균열을 형성시키고 균열내에 주입되는 물의 주입률, 정상류압력, 흐름저항을 조사하고, 이 결과를 이용하여 전산모델링을 수행하였다. 인공절리면에 대한 투수시험에서는 10$0^{\circ}C$까지의 온도변화에 따라 투수계수가 증가하였으며, 봉압 증가에 따라 증가율이 현저히 감소하였다.