• 수산해양기술연구
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• 제43권1호
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• pp.49-61
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• 2007

Otter boards in the trawl are the one of essential equipments for the net mouth to be spread to the horizontal direction. Its performance should be considered in the light of the spreading force to the drag and the stability of towing in the water. Up to the present, studies of the otter boards have focused mainly on the drag and lift force, but not on the stability of otter boards movement in 3 dimensional space. In this study, the otter board is regarded as a rigid body, which has six degrees of freedom motion in three dimensional coordinate system. The forces acting on the otter boards are the underwater weight, the resistance of drag and spread forces and the tension on the warps and otter pendants. The equations of forces were derived and substituted into the governing equations of 6 degrees of freedom motion, then the second order of differential equations to the otter boards were established. For the stable numerical integration of this system, Backward Euler one of implicit methods was used. From the results of the numerical calculation, graphic simulation was carried out. The simulations were conducted for 3 types of otter boards having same area with different aspect ratio(${\lambda}=0.5,\;1.0,\;1.5$). The tested gear was mid-water trawl and the towing speed was 4k't. The length of warp was 350m and all conditions were same to each otter board. The results of this study are like this; First, the otter boards of ${\lambda}=1.0$ showed the longest spread distance, and the ${\lambda}=0.5$ showed the shorted spread distance. Second, the otter boards of ${\lambda}=1.0$ and 1.5 showed the upright at the towing speed of 4k't, but the one of ${\lambda}=0.5$ heeled outside. Third, the yawing angles of three otter boards were similar after 100 seconds with the small oscillation. Fourth, it was revealed that the net height and width are affected by the characteristics of otter boards such as the lift coefficient.

• Wind and Structures
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• 제26권5호
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• pp.331-341
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• 2018

A numerical study on the flow over a square cylinder in the vicinity of a wall is conducted for different Couette-Poiseuille-based non-uniform flow with the non-dimensional pressure gradient P varying from 0 to 5. The non-dimensional gap ratio L (=$H^{\ast}/a^{\ast}$) is changed from 0.1 to 2, where $H^{\ast}$ is gap height between the cylinder and wall, and $a^{\ast}$ is the cylinder width. The governing equations are solved numerically through finite volume method based on SIMPLE algorithm on a staggered grid system. Both P and L have a substantial influence on the flow structure, time-mean drag coefficient ${\bar{C}}_D$, fluctuating (rms) lift coefficient ($C_L{^{\prime}}$), and Strouhal number St. The changes in P and L leads to four distinct flow regimes (I, II, III and IV). Following the flow structure change, the ${\bar{C}}_D$, $C_L{^{\prime}}$, and St all vary greatly with the change in L and/or P. The ${\bar{C}}_D$ and $C_L{^{\prime}}$ both grow with increasing P and/or L. The St increases with P for a given L, being less sensitive to L for a smaller P (< 2) and more sensitive to L for a larger P (> 2). A strong relationship is observed between the flow regimes and the values of ${\bar{C}}_D$, $C_L{^{\prime}}$ and St. An increase in P affects the pressure distribution more on the top surface than on bottom surface while an increase in L does the opposite.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권7호
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• pp.628-633
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• 2008

십자형 낙하산은 원형 낙하산에 비해 제작상의 이점과 비용상의 이점이 있지만, 비정상 상태의 조건에 대해 많은 제약을 가지고 있다. 본 연구는 십자형 낙하산의 단점을 개선하여 더 나은 형태의 낙하산을 개발하는데 목적을 두고 있으며, Reefing을 통해 이러한 단점들을 개선 할 수 있을 것이라 기대하고 있다. 공력 특성 중에 낙하산의 성능에 가장 크게 작용하는 항력, 안정성, 진동에 대해 풍동 시험을 진행 하였으며, Reefing 효과로 인해 변화되는 낙하산의 형태와 성능들에 대해 연구 할 수 있었다.공력 계수를 얻기 위한 풍동시험은 6분력 피라미달 밸런스와 전방 고정부에 설치된 로드셀에 의해 측정이 되었다. 4개의 십자형 낙하산을 제작하였고, 각각의 값들을 비교하였다. Reefing line ratio에 따라 공력계수들의 변화를 알 수 있었다. 또한 reefing 효과에 따라 separation edge가 발생되어 십자형 낙하산의 안전성 향상을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 기존 십자형 낙하산의 단점인 안정성을 향상시켜 다양한 분야에서 새로운 십자형 낙하산이 사용될 것이라 기대된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권5호
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• pp.625-631
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• 2011

본 연구는 벽면근처에 놓인 정방형주의 모서리에 수평 분할판을 부착하여 유체력 제어 효과를 양항력 측정실험 및 PIV에 의한 가시화 실험으로 조사한 것이다. 분할판의 폭은 정방형주 폭의 10% 로 했다. 실험변수로서는 수평 분할판의 부착 위치 및 벽면과 사각주 사이의 간격으로 하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 간격비 0.4 이상에서 벽면과 정방형주 사이에 흐름이 명확했고, 후류측 칼만 와도 뚜렷이 나타났다. 원형의 정방형주는 간격비 0.4에서 수평 분할판을 가진 정방형주는 간격비 0.6에서 평균양력계수 및 Strouhal 수의 변곡점이 나타났다. 정방형주 아랫면의 뒷 모서리에 수평 분할판을 설치한 경우 항력이 감소하였으며 각 간격비 평균 4.5%의 항력 저감 효과를 얻었다. 이 경우 정방형주 윗면 박리영역의 크기는 분할판이 없는 정방형주에 비해 작았다.

• Wind and Structures
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• 제30권5호
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• pp.465-474
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• 2020

Vortex-induced vibrations of a yawed flexible cylinder near a plane boundary are numerically investigated at a Reynolds number Re_n= 500 based on normal component of freestream velocity. Free to oscillate in the in-line and cross-flow directions, the cylinder with an aspect ratio of 25 is pinned-pinned at both ends at a fixed wall-cylinder gap ratio G/D = 0.8, where D is the cylinder diameter. The cylinder yaw angle (α) is varied from 0° to 60° with an increment of 15°. The main focus is given on the influence of α on structural vibrations, flow patterns, hydrodynamic forces, and IP (Independence Principle) validity. The vortex shedding pattern, contingent on α, is parallel at α=0°, negatively-yawed at α ≤ 15° and positively-yawed at α ≥ 30°. In the negatively- and positively-yawed vortex shedding patterns, the inclination direction of the spanwise vortex rows is in the opposite and same directions of α, respectively. Both in-line and cross-flow vibration amplitudes are symmetric to the midspan, regardless of α. The RMS lift coefficient C_L,rms exhibits asymmetry along the span when α ≠ 0°, maximum C_L,rms occurring on the lower and upper halves of the cylinder for negatively- and positively-yawed vortex shedding patterns, respectively. The IP is well followed in predicting the vibration amplitudes and drag forces for α ≤ 45° while invalid in predicting lift forces for α ≥ 30°. The vortex-shedding frequency and the vibration frequency are well predicted for α = 0° - 60° examined.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권7호
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• pp.637-646
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• 2010

포텐셜 기저 패널법과 시간전진법을 통합한 시간영역 패널법을 이용하여 융합익기 형상 초소형 무인기 FM07에 대한 정상/비정상 공력해석을 수행하였다. 융합익기 형상 무인기인 FM07의 공력해석에는 초기 설계형상(Case I)과 가로세로비를 증가시키고 무게중심을 후방으로 이동시킨 개선형상(Case II)이 사용되었다. 정상 공력해석을 통해 FM07 무인기의 개선형상이 초기형상에 비하여 보다 큰 양항비와 높은 피칭 안정성을 나타냄을 확인하였다. FM07의 비정상 급가속(발사체 이륙단계)을 나타낸 공력해석에서는 초기 급격한 증가를 보이는 공력계수들이 수초 후에 안정화되어 정상상태에 근사한 값을 나타내었다. FM07의 순항시 발생할 수 있는 피치진동운동에 대한 해석을 수행하여 진동에 따른 공력계수의 이력 현상을 확인하였으며, 개선형상이 보다 큰 민감도를 갖는 것을 확인하였다.

• Selected Papers of The Society of Naval Architects of Korea
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• 제1권1호
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• pp.76-90
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• 1993

A new propeller series is developed using the newly developed blade section (KH 18 section) which has better cavitation characteristics and higher lift-drag ratio at wade angle-of-attack range than a conventional section. The radial patch distribution of the new series propellers is variable stance they were designed adaptively to a typical wake distribution. Basic geometric particulars of the series propellers. such as chord length, thickness, skew and rake distributions, are determined on the basis of recent full scale propeller geometric data. The series is developed for propellers having 4 blades, and blade area ratios of 0.3, 0.45, 0.6 and 0.75. Mean pitch ratios are varied as 0.5, 0.6, 0.7, 0.95 and 1.1 for each blade area ratio. The new propeller series consists of 20 propellers and is named as the KD(KRISO-DAEWOO)-propeller series. Propeller open-water tests are performed at the towing tank, and cavitation observation tests and fluctuating pressure tests are carried out at the cavitation tunnel of KRISO. $B_{p}-\delta$ curves, which can be used to select the optimum propeller diameter at the preliminary design stage, are derived from a regression analysis of the propeller open-water test results. The KD-cavitation chart is derived from the cavitation observation test results by choosing the local maximum lift coefficient and the local cavitation number as parameters. The cavity extent predicted by the KD-cavitation chart would be more accurate compared to that by an existing cavitation charts, such as the Burrll's cavitation chart, since the former is derived from the cavitation observation test results in a typical ship's wake, while the lather is derived from the test results in a uniform flow.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권4호
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• pp.648-656
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• 2022

국제해사기구(IMO)의 온실가스(GHG) 감축 전략과 같은 환경규제를 강화함에 따라 친환경 선박 및 대체 연료 등 기술 개발이 확대되고 있다. 그의 일환으로 해운사와 조선사를 중심으로 에너지 저감과 풍력 추진 기술을 활용한 선박 추진 기술이 대두되고 있다. 풍력 추진 기술의 확보와 실증 연구를 조선 및 해운 분야에 도입함으로써 친환경 기술을 활용한 고부가가치 시장을 창출할 수 있으며, 운항선박의 연료 소비율을 줄임으로써 연비를 약 6~8 % 정도 향상시켜 GHG의 감축을 기대할 수 있다. 로터 세일(Rotor Sail, RS) 기술은 원형 실린더가 일정한 속도로 회전하여 유체를 통과할 때 실린더의 수직 방향으로 유체역학적 힘을 발생시키는 기술이다. 이를 마그누스 효과(Magnus Effect)라고 하며, 본 연구에서는 선박에 설치된 풍력보조추진 시스템인 RS 주위의 난류 유동특성에 관한 수치해석적 연구를 통하여 추진효율을 높일 수 있는 방안을 제시하고자 하였다. 그래서 RS의 공기 역학적 힘에 영향을 미치는 매개변수로써 속도비(Spin Ratio, SR)와 종횡비(Aspect Ratio, AR) 변화에 따른 양력계수(C_L)와 항력계수(C_D)를 도출하였고, RS 끝단 플레이트(End Plate, EP) 적용에 따른 RS 주변 유동특성을 비교하였다.

• Korea-Australia Rheology Journal
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• 제21권1호
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• pp.27-37
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• 2009

In this work, we numerically investigate the effect of viscoelasticity on 2D laminar vortex dynamics in flows past a single rotating cylinder for rotational rates $0{\leq}{\alpha}{\leq}5$ (the rotational rate ex is defined by the ratio of the circumferential rotating velocity to free stream velocity) at Re=100, in which the vortex shedding has been predicted to occur in literature for Newtonian fluids. The objective of the present research is to develop a promising technique to fully suppress the vortex shedding past a bluff body by rotating a cylinder and controlling fluid elasticity. The predicted vortex dynamics with the present method is consistent with the previous works for Newtonian flows past a rotating cylinder. We also verified our method by comparing our data with the literature in the case of viscoelastic flow past a non-rotating cylinder. For $0{\leq}{\alpha}{\leq}1.8$, the frequency of vortex shedding slightly decreases but the fluctuation of drag and lift coefficient significantly decreases with increasing fluid elasticity. We observe that the vortex shedding of viscoelastic flow disappears at lower ${\alpha}$ than the Newtonian case. At ${\alpha}$=5, the relationship between the frequency of vortex shedding and Weissenberg number (Wi) is predicted to be non-monotonic and have a minimum around Wi=0.25. The vortex shedding finally disappears over critical Wi number. The present results suggest that the vortex shedding in the flow around a rotating cylinder can be more effectively suppressed for viscoelastic fluids than Newtonian fluids.

• 한국수산과학회지
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• 제20권6호
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• pp.484-488
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• 1987

단순만곡형과 슈퍼-V형 모형 전개판의 뒷전 쪽에 각각 flap을 부착하고, 회류수조에서 진행각도와 유속에 따른 항력과 전개력을 측정하여 유체역학적인 전개성능을 분석한 결과는 다음과 같다. 1. flap을 부착한 모형 전개판의 전개력계수 $C_L$은 flap각도 $30^{\circ}$와 $50^{\circ}$일 때 단순만곡형은 최대유효진행각도 $\alpha_{max}=25^{\circ}$ 1.75 정도이었고, 슈퍼-V형은 $\alpha_{max}=20^{\circ}$에서 1.80정도로 flap을 부착하지 않은 경우보다 $20\~30\%$ 정도 $C_L$이 증가하였다. 2. 항력계수 $C_D$는 $\alpha_{max}$ 일 때 flap각도에 관계없이 단순만곡형과 슈퍼-V형 모두가 0.5 정도로 거의 차이가 없었고, flap을 부착하지 않은 경우보다는 약간 $C_D$가 증가하였다. 3. 유체효율 $C_L/C_D$는 flap각도 $30^{\circ}$일 경우가 $50^{\circ}$일 경우보다 약간 높았으나, $\alpha_{max}$일 때는 거의 비슷하였으며, flap를 부착하지 않은 경우보다는 악간 높은 경향을 보였다.