• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 학술대회
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• pp.340-346
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• 2008

A level-set method is developed for computation of drop motions in various engineering applications. Compared with the volume-of-fluid method based on a non-smooth volume-fraction function, the LS method can calculate an interface curvature more accurately by using a smooth distance function. Also, it is straightforward to implement for two-phase flows in complex geometries unlike the VOF method requiring much more complicated geometric calculations. The LS method is applied to simulation of inkjet process, thin film pattering and droplet collisions.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년 추계학술대회논문집
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• pp.340-346
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• 2008

A level-set method is developed for computation of drop motions in various engineering applications. Compared with the volume-of-fluid method based on a non-smooth volume-fraction function, the LS method can calculate an interface curvature more accurately by using a smooth distance function. Also, it is straightforward to implement for two-phase flows in complex geometries unlike the VOF method requiring much more complicated geometric calculations. The LS method is applied to simulation of inkjet process, thin film pattering and droplet collisions.

• 한국해양공학회지
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• 제29권6호
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• pp.427-435
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• 2015

This paper provides the numerical results of a simulation of the flow around a propeller working beneath the free surface. A finite volume method is used to solve the unsteady Reynolds averaged Navier-Stokes (URANS) equations, where the wave-making problem is solved using a volume-of-fluid (VOF) method. The numerical analysis focuses on the propeller wake structure affected by the free surface, where we consider another free surface boundary condition that treats the free surface as a rigid wall surface. The propeller wake under the effect of these two free surface conditions shows a reduction in the magnitude of the longitudinal and vertical flow velocities, and its vortical structures strongly interact with the free surface. The thrust and torque coefficient under the free surface effect decrease about 3.7% and 3.1%, respectively. Finally, the present numerical results show a reasonable agreement with the available experimental data.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권8호
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• pp.1074-1083
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• 2010

최근 자동차, 선박, 항공기의 운행시 외력에 의해 연료탱크 내의 유체가 출렁거리는 슬로싱 현상으로 인하여 구조물 내부가 손상되어 큰 영향을 미치고 있다. 따라서 적재연료의 슬로싱 영향을 최소화하기 위해서 전산유체역학적으로 유체의 거동을 정확히 해석하는데 무엇보다 중요하다. 본 연구에서는 ADINA-CFD를 이용하여 Kia 프론티어 Cargo용 연료탱크에 수직배플과 수평배플의 길이 및 개수에 따른 유체유량 및 압력의 특성을 파악하고, 코너 및 언덕 주행시 슬로싱 감소를 위해 해석하였다. 그 결과로 슬로싱 감소효과를 위해 배플의 최적길이는 수직배플의 경우 0.19 m, 수평배플의 경우 0.08 m로 나타났다. 그리고 자동차주행 경우에 코너주행 시는 수직배플이 수평배플보다 슬로싱 감소효과를 보이는 반면에, 언덕주행 시는 수평배플이 효과적이며 안정성을 나타내었다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제20권4호
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• pp.93-101
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• 2015

This paper provides numerical results of the simulation for the flow around the hull and the propeller of KCS model ship advancing in shallow water conditions. A finite volume method is used to solve the unsteady Reynolds averaged Navier-Stokes(RANS) equations, where the wave-making problem is solved by using a volume-of-fluid(VOF) method. The wave formed near the hull surface in shallow water conditions shows a deep trough dominant pattern that causes the loss of buoyancy followed by hull squat. The flow past the hull increases as the depth of water decreases. However, the axial flow velocity around the stern shows a reduction in magnitude by the effect of shallow water accompanied by the hull-propeller interaction. As a results, the thrust and torque coefficient increase about 8.3% and 6.2%, respectively for a depth of h/T=3.0 corresponding to a depth Froude number of $F_h=0.693$. The resistance coefficient increases about 11.6% at this Froude number condition.

• 한국전산유체공학회지
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• 제21권1호
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• pp.110-116
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• 2016

The present study numerically investigated the deformation of the interface of two-phase fluids flow in a blast furnace. To simulate three-dimensional(3D) incompressible viscous two-phase flow in the furnace filled with the air and molten iron, the volume of fluid(VOF) method based on the finite volume method has been utilized. In addition, the porous medium with the porosity has been considered as the bed of the particles such as cokes and char etc. For the comparison, the single phase flow and the two-phase flow without the porosity have been simulated. The two-phase flow without porosity condition revealed the smooth parabolic profile of the free surface near the outlet. However, the free surface under the porosity condition formed the viscous finger when the free surface was close to the outlet. This viscous finger accelerated the velocity of the free surface falling and the outflow velocity of the fluids near the outlet.

• 한국전산유체공학회지
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• 제17권4호
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• pp.75-80
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• 2012

Due to the effect of surface tension, liquid film around a curved edge of solid surface moves from the corner to the flat surface. During this behavior of liquid film, film sagging phenomenon is easily occurred at the solid surface. Behavior of liquid film is determined with the effects of the properties of liquid film and the geometric factors of solid surface. In the present study, 2-D transient CFD simulations were conducted on the behavior of liquid film around a curved edge. The two-phase interfacial flow of liquid film was numerically investigated by using a VOF method in order to predict the film sagging around a curved edge. In the steady state of behavior of liquid film, the liquid film thickness of numerical result showed a good agreement with experimental data. After verifying the numerical results, the characteristics of behavior of liquid film were numerically analyzed with various properties of liquid film such as surface tension coefficient and viscosity. The effects of geometric factors on film sagging were also investigated to reduce the film sagging around a curved edge.

• 청정기술
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• 제10권2호
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• pp.89-100
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• 2004

도장부스 수조 내에 부유되는 도장 슬러지의 효율적인 분리를 위한 수조 형상 및 skimmer 설치에 대한 설계를 최적화하였다. VOF 모델을 사용하여 수조 내 도장 슬러지-물-공기 혼합물의 유동형태에 대한 해석을 수행하였고, 해석된 결과를 바탕으로, 수조 내 물로부터 효과적인 슬러지 분리를 위한 도장 부스 수조 내 흡입관, 격판 및 슬러지 유입구의 설치에 대한 최적 설계 기준을 제시하였다. 더 나아가, skimmer 가 수조 내 물에 잠기는 설치조건에 대한 최적화를 통하여 슬러지 흡입 시 공기 혼입 및 압력손실을 최소화 하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제36권5호
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• pp.741-749
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• 2003

본 연구에서는 사다리꼴형상 투과성 수중방파제에 의한 정현파의 Bragg반사에 대해 수리모형실험과 수치모형실험을 수행하였으며, 두 실험결과를 비교하였다. 수치해석에 적용된 모형에서는 공간 평균된 Wavier-Stokes 방정식을 투과체 내에서의 지배방정식으로 사용하였고, 자유수면변위를 추적하기 위해 VOF기법을 적용하였다. 수리실험결과와 수치해석결과는 비교적 잘 일치하였으며, 투과성 수중방파제에 의한 반사계수는 불투과성에 비해 낮게 나타나고, 방파제의 배열이 증가함에 따라 반사계수는 증가함을 보였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.2175-2178
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• 2008

본 연구에서는 전면에 투과성 구조물이 위치한 직립케이슨 및 유공케이슨에 대해 수치모의를 실시하여 케이슨의 형태 및 투과성 구조물의 존재유무에 따른 반사율의 감소효과에 대하여 알아보았다. 수치모의에 사용된 모델은 비압축성 점성유체에 대한 복잡한 자유수면 변위의 표현이 가능한 VOF법을 적용하여 Navier-Stokes 방정식을 보다 정확하게 해석하는 CADMAS-SURF(수치파동수로)를 사용하였다. 상기 구조물에 규칙파를 입사하여 반사율을 산정한 결과 주기에 따라 차이가 있지만, 직립케이슨만이 존재하는 경우에 비해 직립케이슨 전면에 투과성 구조물이 위치한 경우 대략 5%정도의 반사율 감소효과를 얻을 수 있었고 유공케이슨만이 존재하는 경우에 비해 유공케이슨과 투과성 구조물이 조합 된 경우에는 20%이상의 감소효과를 얻을 수 있었다. 따라서, 방파제 전면에 위치한 구조물에 대한 반사파의 피해 감소 및 항만 내부 정온도를 고려한 안벽의 시공이 요구되어 질 경우에 투과성 구조물은 직립케이슨과의 조합보다는 반사율을 상대적으로 크게 감소시킬 수 있는 유공케이슨과의 조합이 적절함을 알 수 있었다.