• Fire Science and Engineering
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• v.30 no.1
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• pp.49-56
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• 2016

This paper numerically examines, straight and twisted electrical heat trace installations for their anti-freezing effects on water inside a pipe. The unsteady incompressible Navier-Stokes equations coupled with an energy equation were solved to compare the two installation methods. The heat conduction of the pipe with a heat source interacts with the natural convection of the water, and the conjugate heat transfer was considered using a commercial code (ANSYS-FLUENT) based on a SIMPLE-type algorithm. Numerical experiments, were done to investigate the isotherms and the vector fields in the water region to extract the evolutions of the minimum and maximum temperatures of the water inside the pipe. There was no substantial difference in the anti-freezing effects between the straight and twisted. Therefore, the straight installation is recommended after considering the damage and short circuit behavior of the electrical heat trace.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.31 no.4
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• pp.35-43
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• 2003

In this paper, an efficient computational algorithm for the implementation of the newly proposed node activation technique is presented, and its computational aspects are thoroughly investigated. To verify the validity, convergence, and efficiency of the node activation technique, various numerical examples are worked out including the problems of Poisson equation, 2D elasticity problems, and 3D elasticity problems. From the numerical tests, it is verified that one can arbitrarily activate and handle the nodal points of interest in finite element model with very little loss of the numerical accuracy.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.39-39
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• 2011

하천에서 수공구조물을 설계시 구조물의 규모, 형식, 운영방식, 안정성 등을 검토하기 위하여 일반적으로 수리모형실험과 수치모형실험을 이용한다. 수리모형실험은 자연현상의 왜곡을 최소화하여 검토결과를 얻을 수 있다는 장점이 있지만, 많은 시간과 비용, 인력 및 공간이 필요하기 때문에 단기간에 다양한 검토가 필요한 경우에는 많은 제약이 따른다. 반면에 수치모형실험은 제한적인 조건에서 검토목적 및 용도에 따라 다양한 수치모의기법을 활용하여 상대적으로 낮은 비용과 신속하고 다양한 검토가 가능하다는 장점을 가지고 있다. 그러나 수치모형실험은 어디까지나 자연현상에 대한 수학적, 물리적 기법을 활용한 분석이기 때문에 결과에 대한 신뢰성 확보가 매우 중요하다. 최근에는 컴퓨터의 계산능력 향상과 유체의 복잡한 동수역학적 거동 해석 기법의 다양화, 그리고 많은 적용성 검토 연구결과로 인한 신뢰성 향상 등으로 인해 수치모형실험에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구는 현재 금강에 건설 중인 금강보에 대하여 다차원 수치모형인 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code)를 이용하여 하천 구조물 및 물리적 환경변화에 대한 정밀수리분석을 실시하기 위한 사전절차로, EFDC 모형을 하천수리해석에 적용할 경우 모형에 포함되어 있는 다양한 변수설정 및 제약조건들에 대하여 적용한계를 검토하고자 한다. 검토방법은 금강보가 건설되기 이전의 하천지형 상황에서 EFDC 모형과 HEC-RAS 모형을 이용한 수리분석을 수행하고, 수리거동 결과 들을 상호 비교 분석 한다. 수치모의 대상구간은 금강보 건설구간을 포함하여 약 20km 구간이고, 대상구간에 대하여 3차원 정밀지형자료를 구축하였으며, 과거 호우사상에 대한 구간 내 관측 수위 및 모형별 계산수위결과를 비교 검토하였다.

• Geotechnical Engineering
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• v.13 no.3
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• pp.5-20
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• 1997

A governing equation of uncoupled three dimensional finite strain theory of consolidation is presented. This equation is suitable for relatively thick layers, possessing large strain, non-linear material property, and variable permeability. A special numerical solution procedure has to be adopted for the finite difference scheme because the solution is not stable in using Forward-Time Centered-Space (FTCS) method and the governing equation is highly non-linear. The solution is capable of predicting settlement with respect to time. The results predicted by the developed method of analysis have been compared with those of experimental tests on different types of highly compressible soils with vertical wick drain. The uncoupled three dimensional finite strain theory of consolidation appears to predict settlement behavior well. A detailed comparison shows good agreement in terms of total settlement, and reasonable agreement with respect to time.

• Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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• v.9 no.2
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• pp.49-56
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• 1991

In this study, 3D positioning of CCT digital imagery was done by using a personal computer image processing method to increase the economic and time efficiency of SPOT satellite imagery. Image matching technique which applies statistical theories, was applied to acqusition of satellite imagery. The reliability of these coordinates was anlysed to presente a new algorithm for three dimensional positioning necessary in digital elevation modelling and orthophoto production. In acquiring image coordinates from CCT digital satellite imagery, accuracy of planimetric and height coordinates was improved by applying the image matching technique and it was found through analysis of correlation factors between sizes of target window that 19$\times$19 pixels was the most suitable size for image coordinate acquisition. From these results, it was able to present an algorithm about utility of digital imagery in the analysis of SPOT satellite data.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.04a
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• pp.9-9
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• 1998

가스터빈 연소기의 난류유동장을 구성하는 기본적인 유동형태는 크게 밀폐관내의 돌연 확대를 가지는 동축제트, 선회유동, 그리고 연소공기공 및 회석공기공을 통해 연소실에 수직방향으로 유입되는 제트유동 등으로 분류할 수 있다. 실제 가스터빈 연소기내의 난류유동장을 수치해석하기 위해서는 임의의 형상을 갖는 3차원 유동장을 모사할 수 있는 수치해석법과 고차정확도를 유지하면서도 수렴안정성을 만족시키는 대류항 처리기법 등과 같은 수치모델의 개발이 선행되어야 하며, 이와 함께 복잡한 난류연소유동장을 정확히 묘사할 수 있는 난류모델 및 난류연소모델의 개발 및 검증이 가장 중요한 요인이 된다. 또한 가스터빈 연소기의 최적 설계는 넓은 작동구간에서 높은 효율, NOx 및 CO 배기량의 저감, 희박연소 가연한계의 확장, 연소계통에서의 낮은 압력강하, 낮은 연소벽면온도와 온도구배를 유지시키기 위한 공기에 의한 충분한 냉각 같은 서로 상충되는 설계조건을 만족해야 한다. 그리고, 이러한 상충된 연소설계조건들을 충족시키는 최적 연소기의 설계를 위해서는 실험적인 연구뿐만 아니라 연소기내의 물리적인 현상을 잘 반영할 수 있는 물리적 모델을 바탕으로 한 연소유동의 해석적인 연구를 필요로 한다. 본 연구에서는 원통형 가스터빈 연소기의 등온 및 연소유동장, 그리고 연소기와 연결되는 Scroll 내부의 난류유동장에 대한 수치해석을 수행하여 수치 및 물리모델의 예측능력을 검증하였고, 가스터빈 연소유동장 해석에 관련된 중요 논점들에 대하여 심도있게 분석하였다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.18 no.1
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• pp.84-96
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• 2006

This paper presents a simplified numerical method that can be used to incorporate the partial reflection and transmission of water waves in the hyperbolic mild-slope equation. For given reflection and transmission coefficients, wave fields around a porous breakwater including reflection, transmission, and diffraction can be simulated accurately. For the verification of the proposed method, numerical experiments have been carried out and compared with analytic solutions given by Yu(1995) and McIver(1999). The proposed method is easy to implement and is computationally efficient. It is demonstrated that the method performs well with a sloping bottom bathymetry and varying incident wave angles.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.43 no.9
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• pp.801-811
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• 2010

A three-dimensional numerical model called NEWTANK is employed to investigate solitary wave run-up with an internal wave-maker on a steep slope. The numerical model solves the spatially averaged Navier-Stokes equations for two-phase flows. The LES (large-eddy-simulation) approach is adopted to model the turbulence effect by using the Smagorinsky SGS (sub-grid scale) closure model. A two-step projection method is adopted in numerical solutions, aided by the Bi-CGSTAB (Bi-Conjugate Gradient Stabilized) method to solve the pressure Poisson equation for the filtered pressure field. The second-order accurate VOF (volume-of-fluid) method is used to track the distorted and broken free surface. A solitary wave is first internally generated and propagated over a constant water depth in the three-dimensional domain. Numerically predicted results are compared with analytical solutions and numerical errors are analyzed in detail. The model is then applied to study solitary wave run-up on a steep slope and the obtained results are compared with available laboratory measurements.

• 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.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.31 no.2
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• pp.87-95
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• 2018

This paper introduces a new explicit spectral element method for the simulation of SH-waves in semi-infinite domains. To simulate the wave motion in unbounded domains, it is necessary to reduce the infinite extent to a finite computational domain of interest. To prevent the wave reflection from the trunctated boundaries, perfectly matched layer(PML) wave-absorbing boundary is introduced. The forward problem for simulating SH-waves in PML-truncated domains can be formulated as second-order PDEs. The second-order semi-discrete form of the governing PDEs is constructed by using a mixed spectral elements with Legendre-gauss-Lobatto quadrature method, which results in a diagonalized mass matrix. Then the second-order semi-discrete form is transformed to a first-order, whose solutions are calculated by the fourth-order Runge-Kutta method. Numerical examples showed that solutions of SH-wave in the two-dimensional analysis domain resulted in stable and accurate, and reflections from truncated boundaries could be reduced by using PML boundaries. Elastic wave propagation analysis using explicit time integration method may be apt for solving larger domain problems such as three-dimensional elastic wave problem more efficiently.