• 대한조선학회논문집
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• 제50권6호
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• pp.450-457
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• 2013

For the design guide of a vessel operating in cold region, numerical analysis was carried out to evaluate the weather-tight door which installed the heating cables by using ANSYS 13.0 Transient Thermal. The numerical analysis was performed by considering Advection-Diffusion equation. This study based on the experimental results of 'A study on Anti-Icing Technique for Weather-Tight Door of Ice-Strengthened Vessels'(Jeong, et al., 2011a) in KIOST. For validation of the numerical analysis results, the cold chamber experimental data measured by the heat sensors in certain location of the weather-tight door was used. The external environmental temperature which varies from $5^{\circ}C$ to $-55^{\circ}C$ was considered in numerical analysis. Also three different heating cables which have the heat capacity of 33W/m, 45W/m and 66W/m were adapted for the design parameters to be the most efficient and guidelines for anti-icing design of the weather tight door.

• 천문학회보
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• 제39권2호
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• pp.74.2-74.2
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• 2014

Magnetohydrodynamics(MHD) dynamo depends on many factors such as viscosity ${\gamma}$, magnetic diffusivity ${\eta}$, magnetic Reynolds number $Re_M$, external driving source, or magnetic Prandtl number $Pr_M$. $Pr_M$, the ratio of ${\gamma}$ to ${\eta}$ (for example, galaxy ${\sim}10^{14}$), plays an important role in small scale dynamo. With the high PrM, conductivity effect becomes very important in small scale regime between the viscous scale ($k_{\gamma}{\sim}Re^{3/4}k_fk_f$:forcing scale) and resistivity scale ($k_{\eta}{\sim}PrM^{1/2}k_{\gamma}$). Since ${\eta}$ is very small, the balance of local energy transport due to the advection term and nonlocal energy transfer decides the magnetic energy spectra. Beyond the viscous scale, the stretched magnetic field (magnetic tension in Lorentz force) transfers the magnetic energy, which is originally from the kinetic energy, back to the kinetic eddies leading to the extension of the viscous scale. This repeated process eventually decides the energy spectrum of the coupled momentum and magnetic induction equation. However, the evolving profile does not follow Kolmogorov's -3/5 law. The spectra of EV (${\sim}k^{-4}$) and EM (${\sim}k^0$ or $k^{-1}$) in high $Pr_M$ have been reported, but our recent simulation results show a little different scaling law ($E_V{\sim}k^{-3}-k^{-4}$, $EM{\sim}k^{-1/2}-k^{-1}$). We show the results and explain the reason.

• 한국전산유체공학회지
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• 제10권2호
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• pp.7-14
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• 2005

In this study, the shallow water equations on the sphere is simulated by the proposed method which has high spatial resolution and is based on the CIP(Cubic Interpolated Pseudoparticle) method. The governing equations are approximated on the longitude-latitudinal coordinate system. To avoid the problems resulting from the convergence of the meridians toward high-latitude and singularities on the poles, the semi-Lagrangian and finite volume method are employed. in addition, the CIP method is employed to solve the advection equations and is extended to apply on the equations in the polar coordinate system. The mathematical formulation and numerical results are also described. To verify of the efficiency, accuracy and capability of proposed algorithm, the standard test cases proposed bv Williamson et. al are simulated and the results are compared with other results. As a result, it is found that the present scheme gives a good properties in preserving shapes of solution and settles the pole problems in solving the shallow water equations on the sphere.

• Journal of the korean society of oceanography
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• 제37권3호
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• pp.134-143
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• 2002

Using OGCM results, we have shown that the ring-like cold baroclinic eddies associated with cyclonic circulation are shed from late summer to early fall near the Izu-Ogasawara Ridge from the Kuroshio Extension owing to baroclinic instability. On the other hand, warm baroclinic eddies are generated by the intensified western boundary current associated with the warm anomaly accumulated near the Ridge in winter, which corresponds to the basin-wide barotropic intensification of the wind-driven gyre in winter. We are successful in reproducing the behavior of those meso-scale eddies using a simple two-layer primitive equation model driven by seasonal winds associated with the positive curl. Those eddies carry barotropic seasonal signals originated in the Pacific Basin quite slowly west of the ridge; this process introduces a phase lag in the timing of the seasonal maximum transport in the Philippine Basin west of the ridge. It Is demonstrated that the existence of bottom topography, baroclinicity, and nonlinearity due to advection are three necessary elements for the generation of these eddies south of Japan.

• 방사성폐기물학회지
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• 제10권4호
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• pp.237-246
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• 2012

본 연구에서는 콜로이드와 핵종의 복합이동에 관한 수치모델을 개발하였다. 콜로이드와 핵종의 반응-이동 지배방정식을 풀기 위하여 Operator Splitting Method 중 Strang의 분리 SNI 방식을 수치해석 방법으로 채택하였고 이는 MATLAB을 이용하여 코드화 되었다. 개발된 수치모델은 용질의 이동 및 분산만을 고려한 해석해를 통한 검증과정에서 피어슨 상관계수의 제곱값($r^2$)이 0.99 이상으로 나타나 모델의 정확성이 입증되었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.29-35
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• 2016

It is important to uniformly supply the fuel gas into the reaction activity area in polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC). Recent studies have shown that the cell performance can be significantly improved by employing metal foam gas distributor as compared with the conventional bipolar plate types. The metal foam gas distributor has been reported to be more efficient to fuel transport. In this study, three-dimensional computational fluid dynamics (CFD) simulations have been performed to examine the effects of metal foam flow field design on the fuel supply to the reaction site. Darcy's law is used for the flow in the porous media. By solving additional advection equation for fluid particle trajectory, the gas transport has been visualized and examined for various geometrical configuration of metal foam gas distributor.

• 물과 미래
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• 제29권4호
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• pp.187-198
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• 1996

난류전단 흐름에서의 비정상 수평 선오염원의 확산에 관한 수치모형을 개발하였다. 계산기법으로는 비정상 이송확산 방정식을 종방향 이송 및 연직방향 확산으로 분리하고, 이들 방정식을 방시간 간격에 대하여 번갈아 계산하는 단계분리 유한차분기법을 사용하였다. 종방향 이송방정식에 대해서는 Holly-Preissmann 기법을, 연직방향 확산방정식에 대해서는 Crank-Nicholson 기법을 각각 적용하였다. 개발된 모형을 난류전단 흐름에서의 정상 수평 선오염원의 확산 문제에 적용하여 계산결과를 반해석해와 비교함으로써 모형을 검증하였다. 또한 난류전단 흐름내로 순간적으로 방류된 면오염원의 확산문제에 계산모형을 적용하였다. 마찰계수에 대한 민감도 분석 결과, 동일한 무차원 시각에서의 혼합 정도는 마찰계수에 관계없이 거의 일정한 것으로 나타났다. 또한 동일한 정도의 혼합상태에 도달하는 데 소요되는 유하거리는 마찰계수의 제곱근에 반비례함을 알 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권1호
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• pp.51-57
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• 2009

이 연구 논문에서는 위상최적화 방법을 사용하여 강제대류를 이용한 열소산하는 구조물을 설계하는 방법을 개발한다. 전기 부품이나 기계구조물에서 발생하는 열을 낮추기 위해서 자연 대류와 강제 대류가 넓게 사용되고 있다. 또한 현재에는 화학전지(Fuel cell)나 로켓의 추진기관 등에서 발생한 열을 낮추기 위해서 강제 대류를 사용하고 있다. 현재에 이런 시스템을 효과적으로 열을 소산시키기 위해서 유동의 채널을 설계하는 것이 아주 중요한 이슈로 다루어지고 있다. 따라서 이 논문에서는 위상최적화 기법을 사용하여 최적의 채널을 설계하는 연구를 수행한다. 대류 현상을 고려하기 위해서 비압축성 N-S 방정식의 해석을 수행하였다. 이 논문에서는 열과 유체가 연계되어 있는 시스템을 수치적으로 연구하고 강제대류를 고려하는 최적의 채널 설계 결과를 제시한다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제4권1호
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• pp.54-59
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• 1997

하천 주변의 쓰레기 매립장 등과 같은 오염원은 하천수와 지하수의 오염을 야기시킨다. 하천 수위의 영향을 받는 하천구역에서 오염원의 이동과 대수층 특성과의 반응을 고찰하였다. 이를 위해 하천 수위의 변화에 따른 변동속도 성분을 지하수의 지배방정식에 대한 해석해를 이용하여 유도하였다. 변동 속도 성분을 고려하여 이송확산방정식에 대한 수치모형을 구성하였으며 구성된 수치 모형의 타당성을 위해 해석해와 비교한 결과 거의 일치하였다. 수치실험을 위한 자료는 난지도의 대수층 특성값을 이용하였다. 대수층 특성값에 대한 범위를 설정하고 이를 이용하여 하천 수위와 오염원의 이동에 대한 반응을 고찰한 결과, 저류계수를 제외한 수리전도도와 유효공극율은 오염원의 이동에 대한 반응이 미소하게 나타났다. 그리고 하천 수위의 변화에 민감한 반응을 나타낸 경우는 저류계수가 $10^{-2}$ 차수임을 알았다.

• 물과 미래
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• 제26권3호
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• pp.137-148
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• 1993

종확산 방정식에 대한 유한차분 모형으로서, 5차의 보간다항식을 사용한 Holly-Preissmann 기법과 Generalized Crank-Nicholson 기법을 결합한 혼합모형을 개발하였다. 순간적으로 부하된 오염원의 종확산문제에 본 모형 및 특성곡선을 고려한 다른 수치기법들을 적용하여 정확해와 비교하였다. 보 모형에 의한 계산결과, Courant 수에 관계없이 수치진동이 전혀 발생하지 않았으며, 최대농도 발생지점도 정확해와 일치하였다. 모형의 적용에 있어서 시간가중치 $\theta$의 값이 작을수록 계산의 정확성이 전반적으로 향상되는 것으로 나타났으며, $\theta$의 값을 크게 할수록 최대농도값을 과대평가하는 경향을 보였다. 전반적으로 Courant 수가 작을수록 정확한 계산결과를 나타내고 있으나 그 민감도는, 특히 $\theta$의 값이 작을수록, 매우 작게 나타났다. 3차의 보간다항식을 사용하는 혼합모형 및 연산자 분리방법들과의 비교결과, 이송항이 지배적일수록 본 모형이 정확해와 가장 근사한 계산결과를 보임을 알 수 있었다.