• 수산해양기술연구
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• 제31권1호
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• pp.74-83
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• 1995

모형 그물에 대한 어군행동의 수치모델링에 관한 연구의 일환으로서 어군행동의 모델링을 위하여 어군행동을 나타내는 운동방정식을 구성하는 각종 힘들의 parameter를 추정하기 위한 기초자료를 제공하고자, 모형 그물을 설치하지 않은 상태에서의 유속 변화에 따른 무지개송어의 유영행동을 화성처리하여 각 개체 위치좌표로부터 계산된 유영속도, 유영깊이, 수조의 변과 개체 사이의 거리, 개체상호간의 최근접거리, 어구의 3차원적 구조 등의 유역특성을 조사 분석한 결과는 다음과 같다. 유영궤적으로부터 무지개송어의 유영행동을 살펴보면, 정수상태에서는 수종 중앙부에서 유영하는 빈도가 높았으며, 수조 벽면으로부터 상당히 떨어져서 유회운동을 하는 것으로 나타났다. 정수상태에서의 평균 유영속도는 21.6~23.6cm/sec(2.5~2.9BL cm/sec)로서 개체수가 많을수록 체장당 유영속도가 빠른 것으로 나타났으며, 유속의 변화에 따른 어군의 평균유영속도는 유속이 증가할수록 유영속도도 증가하여 유속이 25cm/sec인 경우에는 유영속도가 30.6 cm/secd(3.8BLcm/sec)에 달하였다. 어군의 평균 유영깊이는 17~38cm로서 주로 중층의 깊이에서 유영하였으며, 유속이 빨라질수록 유영 깊이가 깊어지고 유영 깊이의 변화가 적어졌다. 수조의 벽과 개체 사이의 평균 거리는 17.6~21.4cm였으며, 유속이 빨라질수록 수조의 벽과 개체사이의 거리가 다소 멀어지는 경향을 나타내었다. 개체상호간의 최근거리는 개체수가 많을수록 가까워지며, 유속의 변화에 따른 개체상호간의 최근접거리 평균치는 3.0~5.9cm(0.4~0.7BL cm)로 나타났다. 어군의 3차원적 구조는 군을 형성하는 개체수가 증가함에 따라 군의 형상이 길이, 폭 및 깊이의 모든 방향으로 넓어지며, 유속이 빨라질수록 길이방향과 폭 방향의 크기가 깊이 방향에 비해 상대적으로 커져 각 방향의 평균 상태비는 2.8 : 2.7 : 1이었다.

• 한국가스학회지
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• 제22권6호
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• pp.44-51
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• 2018

LNG저장탱크가 노후화 됨에 따라 외벽 콘크리트에 균열, 철근부식 등 결함이 발생할 경우, 손상 종류 및 정도에 따라 구조물의 붕괴 등 대형사고 발생 위험이 존재하게 된다. LNG저장탱크는 2014년부터 정밀안전진단이 시작 되어 안전점검이 수행되고 있으며, 부재별 상태평가기준은 2016년 1월에 개정되어 적용하고 있다. 상태평가는 액화천연가스 저장탱크에 대한 외관 조사 및 재료시험 결과를 바탕으로 저장탱크에 대한 상태를 평가하는 것을 말하는 것으로 유지관리에 있어서 중요하다. 또한 각각의 LNG 저장탱크 대표상태를 나타내는 종합적 상태평가기준이 유지관리 시 중요하지만, LNG저장탱크 외조 콘크리트에 대한 관련 기준이 국내 외에 부재하여 상태평가 기준 개발 필요하다. 이 논문에서는 LNG 저장탱크 구조적 특성 검토, 부재별 상태평가 기준현황 분석, 부재별 가중치 부여를 통한 종합적 상태등급 산정 방안을 수립하였다. 부재별 가중치 산출은 AHP(Analytic Hierarchy process)기법을 이용하고 전문기관의 설문조사 등을 통해 종합적 상태평가 기준을 개발하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.299-308
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• 2022

본 논문은 슬로싱 상태에 놓인 포화 상태 액체수소탱크에서 열 유속 및 BOG(Boil-off gas)의 경향을 다루고 있다. 특히, 액체-기체간의 침투 및 혼합에 의한 열 교환에 관심을 두었다. 먼저, VOF(Volume of fluid)와 Eulerian 기반의 다상 유동모델로 모형 슬로싱 실험을 모사하여 압력을 예측하고 계측된 값과 비교하였다. 자유 수면 및 충격 압력 실험 결과와 해석 결과를 비교하였으며, 유체의 속도 예측에서 정확할 수 있음을 간접적으로 증명하였다. 그리고 2차원의 Type-C 원통형 수소탱크를 대상으로 다상열유동해석을 수행하였다. 이때 포화상태에 놓인 액체 및 기체수소를 가정하고, 해석을 통해 각 상간의 혼합에 의한 열 교환의 수준을 확인하고자 하였다. 단, 상간의 열 교환만을 관심으로 두고 있었으므로 질량전달 및 기화모델은 해석에서 제외하였다. 최종적으로 상의 혼합으로 인해 액체수소로 유입되는 열 유속의 기여도에 대하여 정리하였다. 또한 액체수소로 유입되는 열 유속과 집중 질량 기반의 간이식을 통해 BOG 발생량 및 경향을 예측하고 분석하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권10호
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• pp.1101-1110
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• 2005

In this paper we present the numerical results of the behavior of the horizontal vortex generated by ejecting a liquid vertically upward from an orifice into the bulk fluid above the orifice. The numerical calculation has been performed for the axi-symmetric Navier-Stokes equation. A simple flow-visualization experiment was also conducted to qualitatively verify the numerical solutions. Three cases of the flow configurations studied in this paper are; firstly, the vortex was generated without any background rotation, secondly, the vortex was made under a full background rotation, and thirdly, the vortex was made during the spin-up process such that only the region adjacent to the side wall was set into motion viewed in the inertial frame of reference. It was shown that the swirl flow at the inlet boundary affects considerably the formation and development of the vortex for the second case. In the third case, it was remarkable to see that the vortex cannot penetrate into the region near to the side wall of the tank, because of the strong swirl flow and corresponding high pressure gradient in the region.

• 대한기계학회논문집A
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• 제29권3호
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• pp.503-510
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• 2005

In this paper, the topology optimization of inner-wall stiffener of cylindrical containers for the use as a rocket fuel tank is presented. Such structures for space mission should have high stiffness against the buck]ins while their weight should be maintained low from the viewpoint of cost and performance. Therefore, in the present work the reciprocal of critical buckling load is adopted as an objective function and the total mass of stiffener is constrained to a prescribed value. Due to the restriction of computational resources a section of cylindrical container is topologically optimized and this result is repeated to obtain the full design. Also, for manufacturability the concept of periodic topology pattern in design domain is newly introduced. In the numerical examples, the results by the proposed approach are investigated and compared with those of isogrid design.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제9권1호
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• pp.77-99
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• 2017

Offshore oscillating water columns (OWC) represent one of the most promising forms of wave energy converters. The hydrodynamic performance of such converters heavily depends on their interactions with ocean waves; therefore, understanding these interactions is essential. In this paper, a fully nonlinear 2D computational fluid dynamics (CFD) model based on RANS equations and VOF surface capturing scheme is implemented to carry out wave energy balance analyses for an offshore OWC. The numerical model is well validated against published physical measurements including; chamber differential air pressure, chamber water level oscillation and vertical velocity, overall wave energy extraction efficiency, reflected and transmitted waves, velocity and vorticity fields (PIV measurements). Following the successful validation work, an extensive campaign of numerical tests is performed to quantify the relevance of three design parameters, namely incoming wavelength, wave height and turbine damping to the device hydrodynamic performance and wave energy conversion process. All of the three investigated parameters show important effects on the wave-pneumatic energy conversion chain. In addition, the flow field around the chamber's front wall indicates areas of energy losses by stronger vortices generation than the rear wall.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.63-75
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• 2016

안전한 수돗물 공급을 위해 정수처리장부터 최종 단계인 수도꼭지까지 일정 수준 이상의 잔류염소농도가 유지되어야 한다. 하지만 국내 문헌에 따르면 상수공급의 전체 과정 중에 30-60%의 잔류염소가 소실되고, 이에 대한 주요 원인으로 정수처리 과정에서 염소 사용량 감소 추세, 급수배관 내에서 염소분해 손실, 여름철의 높은 온도에 의한 잔류염소 분해 속도 증가, 급수배관의 노후화에 따른 잔류염소 손실, 저수조 내 저장 시 잔류염소 감소 발생 등이 파악되었다. 이러한 이유로 저수조를 거치는 급수 방식의 경우 최종 수도꼭지의 잔류염소 농도가 기준치보다 낮아질 개연성이 높고, 용량과 체류시간을 단순히 고려하는 기존의 저수조 설계 방식으로 인해서 수돗물 공급의 안전성에 대한 우려가 존재한다. 이의 개선 방안 도출을 위해서 본 연구에서는 저수조 내 잔류염소 감소에 관여하는 주요 기작들인 수체 내 잔류염소 분해, 벽체 표면 흡착, 그리고 증발에 의한 물질전달을 수학적으로 묘사하는 공식들과 계수 값들을 문헌을 통해서 획득하고, 일반적 저수조 조건에서 모델 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 저수조에 유입되는 수돗물 내 유기물 농도, 수돗물이 저수조에 유입되는 수리학적조건(난류 정도), 그리고 저수조 벽체 표면 재질의 흡착능 등이 저수조 내 잔류염소 감소에 주요 영향 인자들임을 알 수 있었다. 본 연구에서 획득된 결과들은 잔류염소 감소를 최소화하여 안전한 수돗물 공급을 가능하게 하는 새로운 저수조 설계기법이나 기술 개발에 유용하게 활용될 것이다.

• KCI Concrete Journal
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• 제14권3호
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• pp.121-129
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• 2002

This study investigates experimentally into the design factors and quality variations having an effect on the properties of the combined high flowing concrete to be poured in the slurry wall of Inchon LNG in-ground receiving terminal. Especially, high belite cement and lime stone powder as cementitious materials and viscosity agent in order to improve self-compaction and hydration heat are used in this study. Water-cement ratio(W/C), fine aggregate volume ratio(Sr) and coarse aggregate volume ratio(Gv) as design factors of the combined high flowing concrete are applied to determine the optimum mix design proportion. Also quality variations for sensitivity test are selected items as followings. (1)Surface moisture(5cases) and (2)Fineness modulus of fine aggregate(5cases), (3)Concrete temperature(3cases), (4)Specific surface(3cases) and particle size of lime stone powder. As experimental results, water-cement ratio, fine and coarse aggregate volume ratio are shown as the optimum range 51%, 43% and 53% separately considering site condition of slurry wall. Also quality factors by sensitivity test should be controlled in the following ranges. (1) Surface moisture :to.67% and (2)Fineness modulus 2.6$\pm$0.2 of fine aggregate, (3)Concrete temperature l0-20t, (4) Specific surface 6,000$\textrm{cm}^2$/g and particle size 9.7$\pm$1.0${\mu}{\textrm}{m}$ of lime stone powder. Based on the results of this study, the optimum mix design proportion of the combined high flowing concrete are selected and poured successfully in the slurry wall of LNG in-ground tank.

• International Journal of Ocean System Engineering
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• 제2권1호
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• pp.50-56
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• 2012

This study investigates flow fields and energy dissipation due to regular wave interaction with a perforated vertical breakwater, through velocity data measurement in a two-dimensional wave tank. As the waves propagate through the perforated breakwater, the incoming wave energy is reflected back to the ocean, dissipated due to very turbulent flows near the perforations and inside the chamber, and transmitted through the perforations of the breakwater. This transmitted energy is further reduced due to the presence of the perforated back wall. Hence most of the energy is either reflected or dissipated in the vicinity of the structure, and only a small amount of the incoming wave energy is transmitted through the structure. In this study, particle image velocimetry (PIV) technique was employed to measure two-dimensional instantaneous velocity fields in the vicinity of the structure. Measured velocity data was treated statistically, and used to calculate mean flow fields, turbulence intensity and turbulent kinetic energy. For investigation of the flow pattern, time-averaged mean velocity fields were examined, and discussed using the cross-sections through slot and wall for comparison. Flow fields were obtained and compared for various cases with different regular wave conditions. In addition, turbulent kinetic energy was estimated as an approach to understand energy dissipation near the perforated breakwater. The turbulent kinetic energy was distributed against wave height and wave period to see the dependence on wave conditions.

• 대한조선학회논문집
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• 제57권3호
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• pp.133-139
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• 2020

In order to study the resistance test technique for the submerged body in Large Cavitation Tunnel (LCT), DARPA Suboff, submarine model publicly available was manufactured. DTRC released the resistance test data of DARPA Suboff conducted at ship speeds up to 18.0 knots in high-speed towing tank in 1990. As LCT is considered restricted waterways with walls, the resistance test results must be corrected with three wall blockage effects called buoyancy effect, solid blockage effect and wake blockage effect. Before correction, the resistance of LCT was 16~20 % higher than that of DTRC. After correction, the resistance and the resistance coefficients were compared with those of DTRC. The corrected resistance of LCT shows good agreement with that of DTRC. The residual resistance coefficient shows the difference according to the calculation method of buoyancy and frictional resistance coefficient. This paper suggests the best way for the calculation of residual resistance coefficient, On the basis of the present study, it is thought that the operating conditions for the propeller cavitation and noise tests can be drawn through LCT tests.