• 해양환경안전학회지
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• 제25권6호
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• pp.765-771
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• 2019

선박 및 수중구조물의 고속, 대형화 및 요구조건 강화의 추세에 따라 유동소음 예측기술의 중요성이 강조되고 있다. 항공, 철도 등의 공력소음 분야에서는 음향상사법을 이용하여 순음 및 광대역 유동소음에 대해 활발히 연구되고 있는 반면 조선해양분야에서는 수중추진기의 날개주파수소음에 대해서만 일부 고려되고 있다. 본 논문에서는 날개면 형상의 주요 유동소음발생 메커니즘 뒷날소음을 고려 가능한 FW-H Formulation 1B를 이용하여 수중추진기 및 선저부가물의 기초요소인 수중익에 대해 광대역소음 예측기법을 연구하였다. 기존의 FW-H Formulation 1B는 공기 중의 압력상관관계 모델에 기반하여 구성되어 있어 매질에 대한 일반성 및 정확도의 한계를 가지므로 수중환경에 대해 일반성을 가지는 벽면변동압력 모델로 확장하는 방법론을 제시하였다. 공기 중 날개면의 소음계측결과와 비교해 벽면변동압력 모델을 이용할 경우 기존모델의 해석결과 대비 5 dB 이내의 오차로 정확도 관점에서의 유용성을 확인할 수 있었으며 전산유체역학과 벽면변동압력을 이용한 수중환경의 광대역소음해석 절차를 확립하고 수중익의 광대역소음 예측을 수행하였다.

• 수산해양기술연구
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• 제41권1호
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• pp.17-26
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• 2005

본 연구는 현용 정치망에서 나타나는 급조시의 심한 망형상과, 그물의 파망 및 유실에 의한 조업부진 등의 문제점을 해결하기 위해 일본의 근해어장용 양식 가두리시설에서 사용한 부가중량추의 이용방법을 도입하여 국내 정치망으로의 적용할 가능성을 검토하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 운동장이 흐름의 조상측인 경우, 부가중량추의 무게가 1.3${\sim}$5.2gf으로 증가할 때 장력은 기준형보다 약 10${\sim}$25% 증가하였다. 부착위치에 따라서는 A-type과 B-type은 기준형과 비슷하였고, C-type과 D-type은 기준형보다 약 10${\sim}$15% 증가하였다. 2. 부가중량추의 무게가 1.3${\sim}$5.2gf으로 증가할 때 운동장 섶장의 기울기 변화량은 약 0${\sim}$70$^{\circ}$, 비탈그물의 섶장은 약 0${\sim}$64$^{\circ}$, 조하측인 제 2원통의 섶장은 약 0${\sim}$46$^{\circ}$까지였고, 유속이 0.0${\sim}$0.6m/s로 증가할 때 제1원통고 제2원통 까래의 깊이는 정조시 보다 약 50% 감소하였다. 3. 부가중량추의 부착위치에 따른 운동장 섶장의 깊이는 A-type은 기준형보다 약 25%, B-type은 약 10% 감소하였고, C-type은 기준형과 비슷하고, D-type은 약 15% 증가하였다. 비탈그물의 까래의 깊이는 A-type이 가장 깊었고, 다음으로 B-type, C-type, D-type 순이었다. 제2원통 까래의 깊이는 4종류의 실험망이 기준형 보다 약 10${\sim}$15% 증가하였다. 유속이 0.0${\sim}$0.6m/s로 증가할 때 비탈그물의 섶장의 기울기 변화량은 약 0${\sim}$63$^{\circ}$, 제2원통 섶장의 기울기 변화량은 약 0${\sim}$44$^{\circ}$이었다. 4. 부가중량추의 적정 무게는 약 2.6${\sim}$3.6gf이었고, 적정 부착위치는 부가중량추와 연결부분인 그물자락사이 연결줄의 길이가 약 300mm인 C-type과 연결줄 없이 직접 부착한 D-type이었다.

• 수산해양기술연구
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• 제39권3호
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• pp.197-210
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• 2003

무부자망은 망구의 전개 및 예망시 중저층에서의 예방수심 조절이 효과적이었지만, 표층～30m에서는 예망이 어렵다는 것이 확인되었다. 따라서 본 연구는 이것을 극복하기 위하여 카이트(Kite)의 적용을 검토한 것으로 무부자 쌍끌이 중층망의 뜸줄에 연결된 대형망목부에 부분적으로 카이트를 부착하여 회류수조에서 모형실험으로 그 전개성능을 비교 조사하고 우리나라 쌍끌이 중층망에 적용 가능성을 검토하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 예망수심은 카이트망이 기준형과 무부자망보다 유속별 예망수심이 모두 상승하였으며, 실제 조업시의 예망속도 4.9knot일때는 기준으로 2개의 카이트를 부착했을 때는 약 20m였고, 4개의 카이트를 부착했을 때는 약 5m였다. 또한, 카이트망의 추와 날개 끝 추의 무게가 증가함에 따른 예망수심의 변화는 거의 없었으며, 발줄의 깊이만 각각 약15m와 10m 침강하였다. 그리고, 아래끌줄의 길이(dL)의 증가에 따른 예망수심의 변화는 없었고, 발줄의 깊이만 약 22m 침강하였다. 2. 유체저항은 유속이 2.0～5.0knot로 증가함에 따라 거의 직선적으로 증가하였으며, 그 증가율은 유속이 증가함에 따라 커지는 경향을 보였다. 또, 카이트망의 유체저항은 무부자망과 기준형에 비해 약 5～10ton 더 컸다. 그리고, 카이트망의 유체저항은 4.0knot를 기준으로 추의 무게가 1.40～3.50ton 으로 증가할 때 약 3ton, 날개끝 추의 무게가 0～1.11ton으로 증가할 때 약 4ton 증가하였으며, 아래끌줄의 길이(dL)가 0～40m로 증가할 때 유체저항은 약 5.5ton 증가하였다. 3. 망고는 4.0knot를 기준으로 카이트의 면적이 $2,270mm^2(2kite)에서; 4,540mm^2(4kite)$로 증가할 때 약 10m 증가하였으며, 카이트의 면적이 $4,540mm^2$(4kite)일 때 기준망보다는 약 50m, 무부자망보다는 약 30m 증가하였다. 망폭의 변화는 모든 경우에서 유속의 변화에 따라 5m 내외로 거의 일정하였다. 4. 여과량은 카이트망이 기준형과 무부자망에 비해 유속이 2.0knot일 때는 약 28%, 34% 더 컸으며, 3.0knot일 때는 약 42%, 41%이었고, 4.0knot일 때는 약 62%, 45%이었으며, 5.0knot일 때는 약 74%, 54%로 더 컸다. 각 어구별 적정 예망속도는 뜸이 있는 기준형은 약 3.0knot, 무부자망은 4.0knot이상 이였으며, 카이트망은 5.0knot 이상에서도 가능한 것으로 판단된다. 5. 망구면적당 유체저항의 비는 기준형, 무부자형, 카이트망의 순으로 전개효율은 카이트망이 가장 우수하였으며 다음으로 무부자망, 기준형의 순이었다. 실제 예망속도인 4.0knot를 기준으로 카이트망은 기준형에 비해서는 약50%, 무부자형에 비해서는 약 25%로 더 효율적인 것으로 나타났다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.1-2
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• 2011

Hybrid rockets have lately attracted attention as a strong candidate of small, low cost, safe and reliable launch vehicles. A significant topic is that the first commercially sponsored space ship, SpaceShipOne vehicle chose a hybrid rocket. The main factors for the choice were safety of operation, system cost, quick turnaround, and thrust termination. In Japan, five universities including Hokkaido University and three private companies organized "Hybrid Rocket Research Group" from 1998 to 2002. Their main purpose was to downsize the cost and scale of rocket experiments. In 2002, UNISEC (University Space Engineering Consortium) and HASTIC (Hokkaido Aerospace Science and Technology Incubation Center) took over the educational and R&D rocket activities respectively and the research group dissolved. In 2008, JAXA/ISAS and eleven universities formed "Hybrid Rocket Research Working Group" as a subcommittee of the Steering Committee for Space Engineering in ISAS. Their goal is to demonstrate technical feasibility of lowcost and high frequency launches of nano/micro satellites into sun-synchronous orbits. Hybrid rockets use a combination of solid and liquid propellants. Usually the fuel is in a solid phase. A serious problem of hybrid rockets is the low regression rate of the solid fuel. In single port hybrids the low regression rate below 1 mm/s causes large L/D exceeding a hundred and small fuel loading ratio falling below 0.3. Multi-port hybrids are a typical solution to solve this problem. However, this solution is not the mainstream in Japan. Another approach is to use high regression rate fuels. For example, a fuel regression rate of 4 mm/s decreases L/D to around 10 and increases the loading ratio to around 0.75. Liquefying fuels such as paraffins are strong candidates for high regression fuels and subject of active research in Japan too. Nakagawa et al. in Tokai University employed EVA (Ethylene Vinyl Acetate) to modify viscosity of paraffin based fuels and investigated the effect of viscosity on regression rates. Wada et al. in Akita University employed LTP (Low melting ThermoPlastic) as another candidate of liquefying fuels and demonstrated high regression rates comparable to paraffin fuels. Hori et al. in JAXA/ISAS employed glycidylazide-poly(ethylene glycol) (GAP-PEG) copolymers as high regression rate fuels and modified the combustion characteristics by changing the PEG mixing ratio. Regression rate improvement by changing internal ballistics is another stream of research. The author proposed a new fuel configuration named "CAMUI" in 1998. CAMUI comes from an abbreviation of "cascaded multistage impinging-jet" meaning the distinctive flow field. A CAMUI type fuel grain consists of several cylindrical fuel blocks with two ports in axial direction. The port alignment shifts 90 degrees with each other to make jets out of ports impinge on the upstream end face of the downstream fuel block, resulting in intense heat transfer to the fuel. Yuasa et al. in Tokyo Metropolitan University employed swirling injection method and improved regression rates more than three times higher. However, regression rate distribution along the axis is not uniform due to the decay of the swirl strength. Aso et al. in Kyushu University employed multi-swirl injection to solve this problem. Combinations of swirling injection and paraffin based fuel have been tried and some results show very high regression rates exceeding ten times of conventional one. High fuel regression rates by new fuel, new internal ballistics, or combination of them require faster fuel-oxidizer mixing to maintain combustion efficiency. Nakagawa et al. succeeded to improve combustion efficiency of a paraffin-based fuel from 77% to 96% by a baffle plate. Another effective approach some researchers are trying is to use an aft-chamber to increase residence time. Better understanding of the new flow fields is necessary to reveal basic mechanisms of regression enhancement. Yuasa et al. visualized the combustion field in a swirling injection type motor. Nakagawa et al. observed boundary layer combustion of wax-based fuels. To understand detailed flow structures in swirling flow type hybrids, Sawada et al. (Tohoku Univ.), Teramoto et al. (Univ. of Tokyo), Shimada et al. (ISAS), and Tsuboi et al. (Kyushu Inst. Tech.) are trying to simulate the flow field numerically. Main challenges are turbulent reaction, stiffness due to low Mach number flow, fuel regression model, and other non-steady phenomena. Oshima et al. in Hokkaido University simulated CAMUI type flow fields and discussed correspondence relation between regression distribution of a burning surface and the vortex structure over the surface.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.31-41
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• 2018

이 논문에서는 대 전류, 고온 초전도 직류 리액터를 위한 전도 냉각 시스템의 구조 설계에 대해 논의하고자 한다. 초전도 자석, 보 빈, 전류 리드, 고정용 구조물 그리고 열 교환기가 포함된 전도 냉각 시스템 부품의 크기를 3D CAD 프로그램을 사용하여 계산하였다. 또한, 최적의 설계 변수를 결정하고 열적-기계적 특성을 분석하기 위해서 유한 요소법 모델을 제작하였다. 리액터 자석의 운전 전류와 인덕턴스는 각각 1,500 A 400 mH이며, 이에 따른 극저온 냉동기의 냉각 용량을 결정하기 위해 초전도 직류 리액터에서 발생하는 열 부하를 계산하였다. 또한, 대 전류가 흐르는 1 단부전도 냉각 시스템의 작동 테스트를 수행하였다. 구리 바는 40 K까지 냉각되었고 초전도 리드는 안정적으로 작동했다. 실험 결과로써, 1 단부 영역의 총 열 부하는 190 W였다. 본 연구 결과는 상용 초전도 직류 리액터의 설계 및 제조에 있어 효과적으로 활용 될 것이다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제17권5호
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• pp.43-53
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• 2014

This paper presents a the study on air curtain system of top and bottom bi-directional jet air discharge for blocking the spread of smoke in case of tunnel fire. The five kinds different air curtains of A, B, C, D, and E of models for various performance tested after manufactured. A results of the various performance test obtained the best efficiency from E model air curtain. And optimize the injection angle of the air curtain nozzle through the three-dimensional computational fluid dynamics (CFD) analysis and analyzed the effects of external pressure of tunnel. and also single factor design have been applied. At present, our attention is focused on the velocity distribution(flow width and flow position) of 1.5m on the ground in tunnel. Also, analyzed the influence of draft in the tunnel. Detailed effects of discharge angle of air curtain and velocity at nozzle exit are discussed.

• 한국재난관리표준학회지
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• 제4권1호
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• pp.29-37
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• 2011

최근 고성토 도로건설 구간에서 거주민들이 고성토 도로가 생활환경에 영향과 경제적인 피해를 최소화 해 줄 것을 요구하는 민원이 급격하게 증가하는 실정이다. 본 연구에서는 고성토 도로와 교량이 건설되는 도로구간을 연구 대상지역으로 선정하고, 3차원 미기후모델 'Envi-met'을 이용하여 도로의 건설 전과 후에 온도장과 바람장의 변화에 대한 수치해석을 수행하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 바람장의 분석 결과, 고성토 구간의 도로가 기류의 흐름 방해하여 바람장의 급격한 변화를 나타내었으며, 대부분 분석공간에서 풍속의 감소를 나타내었다. 그러나 교량 구간의 도로는 풍향에 미치는 영향이 크지 않았고, 풍속의 감소에 미치는 영향도 상대적으로 낮게 나타났다. 온도장의 분석 결과, 고성토 도로가 기류의 유동과 혼합을 방해하여 분석공간의 내부에서 미세한 온도의 변화가 나타났다. 이러한 결과는 도로건설 사업에서 수치모사의 이용이 미기후 변화와 교통사고 등과 같은 재난 가능성을 최소화하는데 필요한 유용한 정보를 제공할 수 있음을 나타내었다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제20권1호
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• pp.10-15
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• 2015

In this study, the characteristics of water treatment mixer with various propeller profiles are numerically invesitgated. The computation was conducted by solving the incompressible Navier-Stokes equations on unstructured tetrahedral elements with k-${\varepsilon}$ turbulence model. It was found that the spreading angle and swirl magnitude of the jet are important factors for the mixer efficiency, since they clearly characterize the propeller and the frontal surface area of the propeller but not so much affected by the skew angle if it exceeds 30 degrees. The case1 and case2 models are found to show the best propeller efficiency. The case2 with low blade angle, however, requires the lowest power input for the same discharge capacity as the case1.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.556-556
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• 2012

본 연구는 수지상, 망상, 분기상 등을 모의 할 수 있는 1차원 고정확도 하천흐름 해석 모형을 개발하는데 그 목적이 있다. 이러한 복잡한 형태의 하천흐름 해석 모형 개발을 위해 기존 Fread(1973)가 수지상 하천흐름 해석을 위해 개발한 바 있는 Relaxation 알고리듬을 활용하였으며 이를 망상 및 delta 등에 적용할 수 있도록 확장하였다. 모형의 검증을 위해 한강 팔당댐 하류 한강대교 노들섬 지점에서 발생되는 유량 분기 현상을 모의하였다. 모의구간은 팔당댐~행주대교 구간이며, 대상호우는 2011년 8월 발생한 사상이다. 대상구간 내 팔당대교, 잠수교, 한강대교 수위관측소의 수위자료를 활용하여 조도계수 보정을 수행하였다. 한강대교 노들섬 구간에 대하여 망상하도를 구성하였으며 한강대교 남단과 북단에서 운영 중인 ADVM 유량관측 자료와 본 연구모형의 모의 결과를 비교 검토하였다. 추가로 HEC-RAS 모형의 입력자료를 구성하여 모의하였으며 이를 본 연구모형의 결과와 비교하였다. 이를 통해 본 연구 모형의 하도망 해석 알고리듬의 타당성을 입증하였다. 따라서 본 연구모형을 통해 복잡한 하도로 구성되는 하천 하구 지역의 흐름현상 규명이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.1-8
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• 2020

본 연구에서는 토석류 매커니즘 분석을 위해 SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics) 기법을 사용하여 토석류 수치해석을 수행하고 선행연구와 비교하여 토질정수의 적용성을 검증하였다. 또한, 자굴산 유역 계곡부를 대상으로 드론을 이용하여 항공사진측량을 수행한 후 이를 기반으로 지형모델을 생성하고 NFLOW를 활용하여 토석류 수치해석을 수행한 후 결과값을 위성영상 기반의 기존의 방법과 비교·분석하였다. 본 연구 결과, 드론 영상 및 NFLOW를 활용한 수치해석 기법은 위성 영상기반의 기존 방법보다 실제 지형을 잘 반영할 수 있어 토석류 영향 예측에 적용성이 높은 것으로 나타났다. 따라서 드론영상 및 NFLOW를 활용한 토석류 분석 기법은 사방댐 위치선정 등 토석류 예방 대책 수립 시 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.