• 제목/요약/키워드: Marine boundary layer

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파랑관통형 선형의 선체유기 유동소음특성에 관한 연구 (Analysis of Hull-Induced Flow Noise Characteristics for Wave-Piercing Hull forms)

  • 최원석;홍석윤;송지훈;권현웅;서정화;이신형
    • 해양환경안전학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.619-627
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    • 2018
  • 선박의 고속, 대형화 및 규제강화의 추세에 따라 유동소음의 중요성이 강조되고 있다. 그러나 항공, 철도 등의 공력소음 분야에서 유동소음을 설계에 반영하고 있는 것에 반해 조선해양분야에서는 고려되지 않고 있다. 본 연구에서는, 선체유기 유동소음의 해석절차를 정립하고 쇄파의 영향이 작고 선체선형에 의한 유기소음의 특성이 뚜렷한 파랑관통형 선형에 대해 소음특성을 분석하였다. 선체유기 유동소음의 주요 메커니즘인 난류경계층 내부의 복잡한 난류유동과 구조물의 유체-구조 연성적 소음원은 벽면변동압력을 이용하여 가진력을 모델링하고 파워흐름해석법을 이용하여 진동음향 응답해석을 수행하였다. 주파수 영역 및 선체부위에 따라 상의한 소음특성을 가지며 저주파수 영역에서 선형의 영향이 상대적으로 크고 유속에 비례하는 경향을 확인할 수 있었다.

Reynolds 수가 다른 컨테이너선 모형 주위의 유동 계산 (Calculation of Flows around Container Ship Models with Different Reynolds Numbers)

  • 김병남;박종환;김우전
    • 대한조선학회논문집
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    • 제44권3호
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    • pp.258-266
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    • 2007
  • CFD calculations are performed for KRISO 3600TEU container ship(KCS) models with different Reynolds numbers. Numerical calculations of the turbulent flows with the free surface around KCS have been carried out at $Re=0.791{\times}106\;and\;Re=1.4{\times}107$ using a standard Fluent package. In both cases, Froude number is fixed with 0.26 and wave elevation is simulated by using the VOF method. The calculated results at $Re=1.4{\times}107\;and\;Re=0.791{\times}106$ are compared with the experiment data of KRISO towing tank test and RIMS CWC test, respectively. Boundary layer thickness and wake field shows Reynolds number differences. There are some changes in wave pattern behind transom stern.

한반도 남동해안 해상풍 모의에 적합한 경계층 물리방안 연구 (Study on planetary boundary layer schemes suitable for simulation of sea surface wind in the southeastern coastal area, Korea)

  • 김유근;정주희;배주현;송상근;서장원
    • 한국환경과학회지
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    • 제14권11호
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    • pp.1015-1026
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    • 2005
  • The southeastern coastal area of the Korean peninsula has a complex terrain including an irregular coastline and moderately high mountains. This implies that mesoscale circulations such as mountain-valley breeze and land-sea breeze can play an important role in wind field and ocean forcing. In this study, to improve the accuracy of complex coastal rind field(surface wind and sea surface wind), we carried out the sensitivity experiments based on PBL schemes in PSU/NCAR Mesoscale Model (MM5), which is being used in the operational system at Korea Meteorological Administration. Four widely used PBL parameterization schemes in sensitivity experiments were chosen: Medium-Range Forecast (MRF), High-resolution Blackadar, Eta, and Gayno-Seaman scheme. Thereafter, case(2004. 8. 26 - 8. 27) of weak-gradient flows was simulated, and the time series and the vertical profiles of the simulated wind speed and wind direction were compared with those of hourly surface observations (AWS, BUOY) and QuikSCAT data. In the simulated results, the strength of rind speed of all schemes was overestimated in complex coastal regions, while that of about four different schemes was underestimated in islands and over the sea. Sea surface wind using the Eta scheme showed the highest wind speed over the sea and its distribution was similar to the observational data. Horizontal distribution of the simulated wind direction was very similar to that of real observational data in case of all schemes. Simulated and observed vertical distribution of wind field was also similar under boundary layer(about 1 km), however the simulated wind speed was underestimated in upper layer.

수직벽 하부에 있는 틈새 후방의 유동특성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study of Flow Characteristics Past vortical wall with Bottom Gap)

  • 조대환;이경우;오경근
    • 해양환경안전학회:학술대회논문집
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    • 해양환경안전학회 2005년도 추계학술대회지
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    • pp.153-158
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    • 2005
  • 표면에 부착된 수직벽 후방의 난류전단흐름을 입자영상유속계를 이용하여 조사하였다. 하부 틈새를 갖는 수직벽 후류영역에서는 박리 후 비정상적인(unsteady) 재순환 영역이 형성되었으며, 약 x=3H위치에서 전단층의 재부착 및 난류경계층으로의 재발달 과정이 나타났다. 수직벽 직전의 오목한(concave) 유선곡률과 수직벽 후방의 볼록한(convex)유선곡률의 영향은 수직벽 주위에서 가장 크게 나타나고, 하류로 나아감에 따라 전단층 주위 유체의 유입 등으로 그 영향이 박리 전단층 내에서 커다란 와구조가 연속적으로 발생하였다.

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Verification of the Wind-driven Transport in the North Pacific Subtropical Gyre using Gridded Wind-Stress Products Constructed by Scatterometer Data

  • Aoki, Kunihiro;Kutsuwada, Kunio
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 2007년도 Proceedings of ISRS 2007
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    • pp.418-421
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    • 2007
  • Using gridded wind-stress products constructed by satellite scatterometers (ERS-1, 2 and QSCAT) data and those by numerical weather prediction(NWP) model(NCEP-reanalysis), we estimate wind-driven transports of the North Pacific subtropical gyre, and compare them in the central portion of the gyre (around 300 N) with geostrophic transports calculated from historical hydrographic data (World Ocean Database 2005). Even if there are some discrepancies between the wind-driven transports by the QSCAT and NCEP products, they are both in good agreement with the geostrophic transports within reasonable errors, except for the regional difference in the eastern part of the zone. The difference in the eastern part is characterized by an anticyclonic deviation of the geostrophic transport resulting from an anti-cyclonic anomalous flow in the surface layer, suggesting that it is related to the Eastern Gyral produced by the thermohaline process associated with the formation of the Eastern Subtropical Mode Water. We also examine the consistency of the Sverdrup transports estimated from these products by comparing them with the transports of the western boundary current, namely the Kuroshio regions, in previous studies. The net southward transport, based on the sum of the Sverdrup transports by QSCAT and NCEP products and the thermohaline transport, agrees well with the net northward transport of the western boundary current, namely the Kuroshio transport. From these results, it is concluded that the Sverdrup balance can hold in the North Pacific subtropical gyre.

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회전반 유체실험에서 국지적 외력의 실험적 모의 (Experimental Simulation of Local External Forcing of the Contained Rotating Flow)

  • 이창원;나정열
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제5권2호
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    • pp.77-85
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    • 2000
  • 회전반 유체실험을 이용하여 국지적 외력에 의한 순환특성을 모의하는 방법을 고찰하였다. 기존의 실험들은 균일한 외력에 의한 순환특성을 고려하였으나 한국 동해를 고려할 때 바람응력 컬의 남북 방향으로의 분포특성 및 해수면 열 손실의 북부해역에서의 존재를 근거로 공간적인 국지성 및 계절 변화를 염두에 둔 주기성을 복합적으로 모의할 수 있는 방법과 실험을 실시하였다. 바람응력 컬의 국지성은 에크만 층내 압력 경도력을 발생시켜 내부에도 같은 압력 경도력이 전달되어 지형류가 발생되게 하였으며 해수면 냉각을 위해서는 용기의 측면을 국지적으로 냉각시켜 자유표면을 유지할 수 있는 방법을 제시하였다. 남북에 위치한 두 개의 서로 다른 방향을 갖는 폐쇄순환과 서안경계류의 크기 및 이안 위치 변화등을 냉각효과 첨부시 및 응력 컬의 주기성을 갖는 경우를 택하여 실험적으로 관찰하였다.

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Groove를 활용한 풍력블레이드 성능향상을 위한 수치적 연구 (Numerical Analysis on Performance Improvement for Wind Blade by the Groove)

  • 홍철현;서성호
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제35권4호
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    • pp.475-482
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    • 2011
  • 본 연구는 풍력블레이드의 공력특성 향상을 위한 기초연구로서, 익형의 표면에 형성된 groove의 형상에 따른 양항비의 개선정도를 전산해석을 통해 분석하였다. 본 연구의 계산 범위에서 경계층(${\delta}$)과 groove 깊이(h)의 비는 1.1, groove 깊이(h)와 폭(d)의 비는 0.1, groove 사이의 거리(p)와 폭(d)의 비는 1.2, groove 수는 2개의 경우에서 양항비가 8.7% 향상된 결과를 보였다. Groove에 의한 양항비의 개선정도가 특정 받음각 이후에서도 지속됨을 확인하였다.

장전항 최적 설계를 위한 정온도 해석 (Wave Simulation for the Optimum Design of Jangjeon Harbour)

  • 홍기용;양찬규
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.49-59
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    • 2000
  • 장전항 시설물의 최적설계를 위한 항내 파랑분포 수치 시뮬레이션을 수행하였다. 장전항 인근 해역의 바람자료에 기초한 극치동계해석에 의해 추정된 심해 설계파를 수치 시뮬레이션의 외해 경계조건으로 적용하였다. 파랑 시뮬레이션을 위해 Boussinesq 천해파 이론을 사용하였으며, 파의 분산성과 비선형성을 포함하였다. 해안 경계에 대해서는 파랑의 부분적인 반사가 가능토록 유공을 두거나, 파랑 에너지를 모두 흡수하는 해면층을 두어 모사하였다. 방파제 설계 파고를 산정하기 위해서 광역모델에 대한 시뮬레이션을 수행하였으며, 설계된 방파제 및 부두 배치에 대한 항내 정온도 해석을 위하려 상세모델에 대한 시뮬레이션을 수행하였다.

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상사축척법에 기반한 저마찰 선박 방오도료의 실선 마찰저항 저감성능 추정 (Full Scale Frictional Resistance Reduction Effect of a Low Frictional Marine Anti-fouling Paint based on a Similarity Scaling Method)

  • 양정우;박현;이인원
    • 대한조선학회논문집
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    • 제54권1호
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    • pp.71-81
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    • 2017
  • In this study, a series of full-scale extrapolation procedures based on the Granville's similarity scaling method, which was employed by Schultz (2007), is modified and then applied to compare the resistance performance between two different anti-fouling coatings. As an analysis example, the low frictional AF coating based on a novel skin-friction reducing polymer named FDR-SPC (Frictional Drag Reduction Self-Polishing Copolymer), which had been invented by the present author, is employed. The low frictional coating, which gives 25.4% skin frictional reduction in lab test, is estimated to give 18.2% total resistance reduction for a 176k DWT bulk carrier.

사각채널에 설치된 배플이 열전달과 마찰계수에 미치는 효과 (Effects of Baffles on Heat Transfer and Friction Factors in a Rectangular Channel)

  • 안수환;강호근;배성택;송민호
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제30권6호
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    • pp.693-701
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    • 2006
  • The present work investigates the local heat transfer characteristics and the associated frictional loss in a rectangular channel with inclined solid and perforated baffles to obtain the basic design data for gas turbine. Five different geometries of baffles such as 1) solid (without hole), 2) three holes, 3) six holes, 4) nine holes, 5) twelve holes were covered. A combination of two baffles of same overall size is used. The flow Reynolds number is ranged from 28,900 to 70,100. The placement of baffles augments the overall heat transfer greatly by combining both jet impingement and the boundary layer separation. The present results show that the average Nusselt number distribution is strongly dependent on number of holes in the baffle plates, i.e., the average Nusselt number increases with increasing number of holes. The friction factor decreases also with increasing the number of holes. however. its value increases with increasing the Reynolds number.