• Proceedings of the KSR Conference
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• 2011.10a
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• pp.119-127
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• 2011

This paper shows development of 1-3 dimensional hybrid mesh method to analysis flow induced by ultra-high speed vehicle inside a long distance tunnel. For three-dimensional analysis of the tunnel system many meshes are required. However it is not efficient to calculate the whole tunnel system in three-dimension. Therefore in this paper, three-dimension meshes was used to describe stations, shafts and around vehicle, and one-dimension meshes was used to describe the tunnel except these three sections. And unsteady flow analysis of the ultra-high speed vehicle was performed with UDFs in commercial software, Ansys vr. 12.0.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.3 no.2
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• pp.183-190
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• 2004

The performance analysis of a fuel pump for a liquid rocket engine has been performed numerically on its design condition. A commercial three-dimensional Navier-Stokes flow solver has been used for the computation. All of the fuel pump components - inducer, impeller, volute and secondary flow passages - are included in computation for the accurate estimation of the leakage flow rate which affects the performance and axial thrust. A pitchwise-averaged mixing plane method was used on the boundaries among the fuel pump components to save computational time. The predicted overall performance satisfied the design requirement. However, the axial thrust exceeded a permissible limit. In order to reduce the axial thrust, the secondary flow passage design has been changed. With this change, the axial thrust level has been reduced to 30% as compared with the original value.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.19 no.2
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• pp.205-215
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• 2009

The conventional numerical models to analyze flow in subsurface porous media under the transient state usually generate numerical oscillation and unstability due to local flux domain for critical cases such as infiltration into initially dry soil during rainfall period. In this case, it is required refined mesh and small time step, but it decrease efficiency of computation. In this study, numerical unstability in discontinuity domain is removed by applying particle tracking algorithm to simulate unsteady subsurface flow with inflow boundary condition. Finally the hybrid LE FEM improving numerical stability is proposed. The hypothetical domains with unsteady uniform and nonuniform flow field were used to demonstrated algorithm verification. In comparison with analytic solution, we obtained reasonable results and conducted simulation of hypothetical 3-D recharge/pumping area. The proposed algorithm can simulate saturated/unsaturated porous media with more practical problems and will greatly contribute to accuracy and stability of numerical computation.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.200-200
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• 2021

하천은 용수공급, 관개, 친수활동, 산업활동 등 인간의 활동에 중요한 역할을 한다. 이에 따라 수질관리는 필수적이며 유기물, 중금속, 화학물질 등의 용존물질들은 수질문제에 직접적으로 영향을 미친다. 따라서 하천에서의 용존물질의 혼합 거동을 파악하기 위한 연구가 지난 수십년간 이루어지고 있다. 하천 흐름에 따른 오염물질의 이동 및 확산 거동을 예측하기 위하여 1차원 추적모형이 활용되는데, 그 중 하천저장대 모형(Transient Storage Model, TSM)은 자연하천의 복잡하고 불규칙한 수리·지형적인 특성을 단순하게 반영할 수 있다는 장점때문에 가장 많이 사용된다. 하지만 TSM은 매개변수에 대한 의존성과 불확도가 크며, TSM의 저장대에서의 농도분포에 대한 지수함수형태의 모델링이 하상간극수역(Hyporheic zone)에서의 저장대 특성을 반영하기에 구조적으로 부정확하다는 단점이 제기되고 있다. 최근 이러한 TSM의 단점을 보완하고 하천에서의 저장대 메커니즘을 보다 정확하게 구현하고자 체류시간분포(residence time distribution)를 이용한 확률론적 저장대 모델링 프레임워크가 등장하고 있다. 본 연구에서는 본류대와 저장대에서의 오염물질의 체류시간분포를 분리하여 해석하고 이를 전달함수(transfer function)를 이용한 합성곱으로 결합한 형태의 프레임워크를 적용하여 모델링하였다. 상기의 모형을 검증하기 위하여 2019년 감천의 4.85km 구간에서 추적자 실험을 실시하였다. 실험 당시 유량은 12.9 m³/s로 풍수기에 해당되며 평균 유속은 약 0.6 m/s로 측정되었다. 모형의 매개변수는 추적자 실험으로부터 최적화 기법을 통해 역모델링기법으로 결정하였다. 제안된 모형에 의한 모의 결과를 추적자 실험에서의 농도측정자료와 비교한 결과, 평균 0.988의 결정계수를 보여 매우 높은 정확도를 보이고 있음을 알 수 있었다. 저장대특성을 나타내는 농도곡선의 꼬리부에 대하여 같은 조건에서 1차원 이송-분산(ADE) 모형, TSM의 모의결과와도 비교한 결과 본 모형은 추적자 실험 농도측정 결과와 평균 0.195의 오차율을 보이며, 이는 ADE 모형과 TSM의 오차율인 14.03과 1.866에 비해 매우 정확한 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.134-134
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• 2011

3차원 난류 부력젵의 혼합을 큰 와 모의(large-eddy simulation) 기법을 이용하여 수치모의 한다. 개발된 수치모형은 3차원 열동수역학 모형을 이용하여 부력젵의 퍼짐, 자기 보존 그리고 주변류의 연행 등을 포함하는 난류젵의 동적 특성을 분석할 수 있다. 수치해석에서 하부격자규모 (subgrid scale, SGS) 난류 응력은 부력항을 수정한 Smagorinsky 모형을 이용한다. 여과된 엔탈피 수송방정식에서 하부격자규모의 스칼라 플럭스는 상수의 SGS Prandtl 수를 가지는 단순 경사수송 가설에 근거하여 모의한다. 계산된 결과를 실험결과와 비교하며, 결과는 양호하게 일치함을 보여준다. 계산결과에 따르면 부력항의 수정이나 SGS 난류 Prandtl 수는 결과에 큰 영향을 미치지 않지만 SGS 모형 상수인 Cs 값은 부력젵 확산 예측에 중요한 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• Proceedings of the KSR Conference
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• 2002.10a
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• pp.162-167
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• 2002

열차가 고속으로 터널에 진입하게 되면 터널 내부에서 극심한 압력 교란이 발생하게 되며 이로 인한 이명현상은 승객들에게 불쾌감을 크게 유발시키고, 열차 구조물에 작용하는 반복적인 하중변화 또한 구조상 큰 문제를 일으킬 수 있게 된다. 따라서 이를 해결하기 위해서는 터널 내부의 유동장에 대한 정확한 예측이 필요하다. 본 논문은 긴 터널을 효율적으로 해석하기 위해서 최소 차원의 공간 가정을 통하여 계산 시간을 절약할 수 있는 혼합차원 기법을 이용하여 현재 G7 시제차의 시험 운행 구간내의 터널들에 대해서 수치해석을 수행하였다. 해석 결과 터널 내부에서는 압축파, 팽창파의 상호 작용에 의한 복잡한 압력 교란이 발생하였고, 이러한 압력 변화는 열차 속도, 터널 길이, 측정위치에 따라 각각 다르게 나타났다. 따라서 터널 내부의 유동장을 정확히 예측하려면 열차 속도, 터널 길이, 열차 길이, 열차/터널 단면적 비, 측정 위치 등을 고려하여 해석을 수행하여야 한다. 이러한 수치 해석 결과는 시제차 시험 계획의 수립 및 시험기기의 선택과 설치 위치 등을 결정하는 중요한 자료로 활용될 수 있을 것이며, 고속 열차의 여압 시스템과 외부 부착 구조물에 대해서도 중요한 정보를 제공할 수 있을 것이다.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.11 no.1
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• pp.1-7
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• 2005

본 논문에서는 3D 게임이나 가상현실, 인터렉티브 아트 등의 실시간 환경의 컨텐츠 제작에 활용가능한 수묵담채화풍의 렌더링 기법을 제안한다. 제안된 기법은 기존의 3차원 수묵화 렌더링 연구에서는 다루지 않았던, 색채표현법과 그 합성법을 중심으로 연구되었다. 색채표현법의 경우, 일반적으로 삼색을 단계적으로 겹쳐서 표현하는 수묵담채화의 특성에 따라, 실제 그림을 그릴 때에 적용되는 삼색의 혼합방법과 순서가 자동으로 적용될 수 있는 삼색기반 구조를 통해 농담과 질감효과를 표현했으며, 또한 이러한 삼색레이어의 합성을 위해서는 안료의 광학적 성질을 반영하여 실제 회화매체에 가까운 색상을 재현할 수 있는 Kubelka-Munk(KM)모델을 적용한다. 기존의 KM모델은 비사실적 렌더링 연구 분야에서 수채화, 유화 등 서양화를 대상으로 한 색채 합성에 적용되어 왔기 때문에 기존의 연구에서 제시한 방법만으로는 삼색레이어가 겹쳐질 때 나타나는 수묵담채화의 특징과 천연 재료를 사용하는 동양 안료의 색상을 정확히 반영할 수 없었다. 따라서 본 논문에서는 실제 수묵담채화에 이용되는 전통안료의 색상 분석을 통해 KM모델에 적용할 파라미터들을 추출하고, 앞에서 설계한 삼색 기반 구조에 따라 색상을 합성하는 방법을 제시한다.

• Journal of Wetlands Research
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• v.13 no.3
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• pp.395-409
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• 2011

The objective of this study is to develop an accurate and robust two-dimensional finite element method for turbulence simulation in open channels. The model is based on Streamline Upwind/Petrov-Galerkin finite element method and Boussinesq's eddy viscosity theory. The method developed in the study is depth-averaged mixing length model which assumes anisotropic and local equilibrium state of turbulence. The model calibration and validation were performed by comparing with analytical solutions and observed data. Several numerical simulations were carried out, which examined the performance of the turbulence model for the purpose of sensitivity analysis. The uniform channels that appear horizontal flow and vertical flow were carried out. The model was also applied to the Han river was in for the applicability test. The results were compared with the observed data. The suggested model displayed reasonable flow distribution compare to the observed data in natural river flow. As a result of this study, the two-dimensional finite element model provides a reliable results for flow distribution based on the turbulence simulation in open channels.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.8 no.3
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• pp.116-121
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• 2005

In the present paper, a new calculation algorithm far solving large scale environmental or geophysical flows with free surface is proposed where the non-hydrostatic pressure component is taken into consideration. Predictor-corrector fractional step approach with explicit, forward time marching scheme in the sigma coordinate system is employed. In order to validate the present calculation algorithm and to estimate the effects of non-hydrostatic pressure on resultant flow and free surface movements, example calculations are carried out for typical steady and unsteady flow problems. Present method can be applied to the meso-scale free surface flows with complex bottom topography where MAC-like 3-d hydrodynamic calculations are quite ineffective and uneconomic.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 2000.05a
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• pp.107-112
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• 2000

연소실 안으로 분출되는 스월 유동의 vortex breakdown mechanism 에 대한 연구를 하였다. 3 차원 유한 체적기법과 Runge-Kutta 시간 적분법이 적용되었으며, 난류모델은 dynamic large eddy simulation (DLES)이 적용되었다. 계산 시간의 효율성과 기억용량을 효과적으로 사용하기 위하여 message passing interface (MPI) 병렬계산 기법이 적용되었다. 스월 난류 유동에 있어서 vortex breakdown 거동을 가시적으로 표착 하였는데. 이는 스월 유동에 의한 난류 응력 증대, 난류 생성/소산율 증대 및 혼합율 증대에 대한 실험적 근거를 뒷받침하는 매우 중요한 결과이다. 또한 평균 속도와 레이놀스 응력에 대한 계산 결과도 실험 결과와 비교하였다.