• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권1호
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• pp.233-240
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• 2024

The wall friction correlations of oscillatory natural circulation loops are highly loop-specific, making it difficult to perform 1-D system simulations before obtaining specific experimental data. To better predict the friction characteristics, the nonlinear dynamics of a toroidal single-phase natural circulation loop were numerically investigated, and the transition effect was considered. The k-k_L-ω transitional turbulence and k-ω SST turbulence models were used to compute the flow characteristics of the loop under different heating powers varying from 0.48 to 1.0 W/cm², and the results of both models were compared with previous experiments. The mass flow rates and friction factors predicted by the k-k_L-ω model showed a better agreement with the experimental data than the results of the k-ω SST model. The oscillation frequencies calculated using both models agreed well with the experimental data. The k-k_L-ω transitional turbulence model provided better friction-factor predictions in oscillatory natural circulation loops because it can reproduce the temporal and spatial variation of the wall shear stress more accurately by capturing the movement of laminar, transition turbulent zones inside unstable natural circulation loops. This study shows that transition effects are a possible explanation for the highly loop-specific friction correlations observed in various oscillatory natural circulation loops.

• 물과 미래
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• 제28권4호
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• pp.125-136
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• 1995

특정곡선을 고려한 ELM을 이송-확산방정식에 적용하여 그 결과를 Eulerian 기법(Stone-Brian, QUICKEST)과 비교하였다. 이송항의 계산을 위해서는 Lagrangian 보간법과 Cubic spline 보간법을 이용하였고 확산항의 계산에 있어서는 Crank-Nicholson 방법을 이용하였다. 수치모형의 적용결과는 다음과 같다. (1) Gaussian hill에의 적용:Lagrangian 보간법을 사용하여 계산한 경우가 가장 정확한 결과를 보였다. Cubic spline 보간법을 사용한 경우와 QUICKEST 방법의 경우에는 Peclet수가 50인 경우에 감쇠현상을 보였다. Stone-Brian방법은 Peclet수 10,50에서 위상오차가 발생하였다. (2) Advanced front에의 적용: 모든 방법이 Peclet수 1,4에서 정확한 결과를 얻었다. Peclet수가 50인 경우에 Lagrangian 보간법을 사용하여 계산한 경우와 Stone-Brian 방법은 증폭오차가 발생하였고 Cubic spline 보간법을 사용한 경우와 QUICKEST 방법의 경우는 수치진동 현상을 보였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권3호
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• pp.249-262
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• 2011

본 연구에서는 댐 붕괴파와 같이 연속 및 불연속 흐름해석에 적용되고 있는 HLLC 기법을 불규칙한 하상지형에서의 흐름해석에 적용할 때 생성항과 흐름률항의 사이의 수치적 불균형으로 인한 수치진동을 감소시키기 위해 well-balanced HLLC 기법과 천수방정식에 근거한 비구조적 유한체적모형을 개발하였으며, 이를 댐 붕괴파 문제에 적용하였다. 적용된 well-balanced HLLC 기법은 단순히 흐름률항을 계산할 때 하상지형경사를 직접 포함시키는 것으로 정상상태의 천이류에 적용하였을 때 생성항과 흐름률항 사이에 수치적 균형이 이루어짐을 확인하였다. 수치모형의 검증을 위해 댐 붕괴파 문제와 관련된 세 가지 서로 다른 수리모형실험과 프랑스 Mapasset 댐 붕괴에 대한 현장사례에 적용하였으며, 적용결과 본 연구에서 개발된 모형은 수리모형실험 그리고 현장에서 관측된 결과와 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났으며, 기존의 모형으로부터 계산된 모의결과에 비해 비교적 정확한 결과를 나타내었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.41-48
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• 2014

준설토에 대한 연구는 주로 준설토의 1차원 침강 및 자중압밀 특성을 파악하는 실험적 연구가 진행되었다. 하지만 양질의 준설지반 확보를 위한 효과적인 투기장의 설계와 배출수에 의한 환경오염을 최소화하기 위해서는 준설토의 투기에 의한 유동특성의 체계적인 연구가 필요하다. 본 연구에서는 준설토 투기장의 펌핑에 의한 토사의 유동 형상을 모사하기 위하여 준설토사를 단일상으로 가정하고 연속 방정식을 유도하여 좌표축에 따른 힘 평형 방정식을 유도하였다. 준설토장의 3차원 거동 해석을 위한 컴퓨터 연산 부하와 모델링 소요시간을 최적화하기 위하여, 토체의 깊이 방향으로 적분을 수행하는 깊이 적분 방법을 지배 방정식에 적용하여, 3차원적 지형조건을 고려할 수 있도록 하였다. 지배 방정식의 보간함수를 이용한 공간분할에서 Petrov-Galerkin 수식화 기법을 적용하였다. 일반화된 사다리꼴 법칙으로 시간적분을 수행하고 Newton의 반복과정을 이용할 수 있도록 근사화시켰다. 가중행렬은 DG과 CDG 기법을 적용하였으며, 준설토 유동해석에서 가중행렬에 따른 수치적인 안정성을 평가하기 위하여 사각형 기둥 슬럼프 시뮬레이션을 수행하였다. 수치기법에 대한 비교 분석 결과는 DG 기법을 적용한 SU/PG 수식화가 유사진동을 최소화시키는 가장 안정적인 수치해석결과를 보여주는 것으로 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권1호
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• pp.37-44
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• 2006

본 연구는 오염물 거동에 대한 수치해석을 위해 보편적으로 사용되고 있는 수치 방법들의 장단점을 총괄적으로 나타내고, 효율적인 수치모델링 기법 개발을 위해 ELLAM과 LEZOOMPC를 비교분석하였다. 지하수 분야에서 가장 많이 사용되는 수치 방법은 Eulerian-Lagrangian 방식과 Eulerian 방식인데, Eulerian-Lagrangian 방식은 수치영역 내에서 일반적으로 질량을 보존하지 못하고, 경계조건을 체계적으로 처리하지 못하는 한계를 갖고 있다. 반면에 Eulerian 빙식은 시간 및 공간 절삭 오차로 인해서 시간 간격 및 격자 크기를 극히 줄여야 하는 제약을 갖고 있다. 최근 10 년간 지하수 분야에서 크게 대두되고 있는 수치기법인 ELLAM(Eulerian Lagrangian Localized Adjoint Method)은 Eulerian-Lagrangian 방식과 Eulerian 방식에서 나타나는 수치 제약점이나 한계점을 동시에 해결하는 수치기법으로 알려져 왔다. 그러나 본 연구에서는 ELLAM의 장단점을 파악하고 보완점을 제안한다. ELLAM의 단점을 파악하기 위해, mesh Peclet number가 다른 예제들을 설정하고, 그 예제들에 대한 ELLAM, LEZOOMPC(Lagrangian-Eulerian ZOOMing Peak and valley Capturing)와 visual MODFLOW의 수치결과들을 해석해와 비교하였다. Mesh Peclet number가 무한대일 때 ELLAM의 수치결과는 수치진동으로 인해 해석해와 일치하지 않았으나, LEZOOMPC의 수치 결과는 해석해와 일치했다. 위의 결과는 ELLAM의 수치오차가 LEZOOMPC의 특성을 이용하여 개선 및 보완될 수 있는 가능성을 시사해 준다. 따라서 ELLAM에 LEZOOMPC의 후향 입지추적, 전향 입지추적, 선택적 국부 격자 세립화 과정과 최고/최저 농도점 이동 추적 과정을 결합하면 ELLAM의 수치적 장점을 유지하면서 mesh Peclet number에 제약을 받지 않는 효율적인 수치모델링 기법을 개발할 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제17권3호
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• pp.457-466
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• 2003

In this paper, the numerical finite element formulations were derived for the linearized Navier-Stokes' equations with assumptions of two-dimensional incompressible, homogeneous viscous fluid field, and small oscillation and the FAMD (Fluid Added Mass and Damping) code was developed for practical applications calculating the fluid added mass and damping. In formulations, a fluid domain is discretized with C$\^$0/-type quadratic quadrilateral elements containing eight nodes using a mixed interpolation method, i.e., the interpolation function for the velocity variable is approximated by a quadratic function based on all eight nodal points and the interpolation function for the pressure variable is approximated by a linear function based on the four nodal points at vertices. Using the developed code, the various characteristics of the fluid added mass and damping are investigated for the concentric cylindrical shell and the actual hexagon arrays of the liquid metal reactor cores.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.110-112
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• 2009

Transient acoustic pressure in the near field of an impacted plate carries information that can be utilized for recovering the impact force history. The inverse calculation approach using BEM-based NAH, which is conventionally used for time harmonic excitation, can be applied for reconstructing the transient waves using the principle of Fourier transform and spectral analysis. Then, using the recovered velocity in normal direction of the plate surface, the corresponding structural intensity can be obtained and the identification of input power can be performed. However, several manipulations should be given to overcome numerical artifacts, such as aliasing and erratic oscillation at discontinuity, and to suppress the effect of noise. Experiment using a simply supported plate is presented for demonstration purpose.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제14권1호
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• pp.99-104
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• 2013

Configuration design, analysis, and wind tunnel test of a vane-type multi-function air data probe (MFP) was described. First, numerical analysis was conducted for the initial configuration of the MFP in order to investigate aerodynamic characteristics. Then, the design was modified to improve static and dynamic stability for better response characteristics. The modified configuration design was verified through wind tunnel tests. The test results are also used to verify the accuracy of the analytical method. The analytically estimated aerodynamic damping provided by the Navier-Stokes equation solver correlated well with the wind tunnel test results. According to the calculation, the damping coefficient estimated from ramp motion analysis yielded a better correlation with the wind tunnel test than pitch oscillation analysis.

• 한국전산유체공학회지
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• 제12권1호
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• pp.1-8
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• 2007

A code is developed using the hybrid Cartesian/immersed boundary method and it is applied to simulate flows around a three-dimensional deforming body. A new criterion is suggested to distribute the immersed boundary nodes based on edges crossing a body boundary. Velocities are reconstructed at the immersed boundary nodes using the interpolation along a local normal line to the boundary. Reconstruction of the pressure at the immersed boundary node is avoided using the hybrid staggered/non-staggered grid method. The developed code is validated through comparisons with other experimental and numerical results for the velocity profiles around a circular cylinder under the forced in-line oscillation and the pressure coefficient distribution on a sphere. The code is applied to simulate the flow fields around a plate whose tail is periodically flapping under a translation. The effects of the velocity and acceleration due to the deformation on the periodic shedding of pairs of tip vortices are investigated.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1996년도 Proceedings of the Korea Automatic Control Conference, 11th (KACC); Pohang, Korea; 24-26 Oct. 1996
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• pp.307-310
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• 1996

In this paper, we deal with some numerical analyses of a re-entry vehicle in a 2-dimensional plane as an optimal control problem. To reduce the dynamic load, the heat load and the oscillation in the trajectory, we researched the trajectories in which the load factor or the rate of flight path angle was minimized during re-entry. In addition to that, taking advantage of the monotonous subarc method and the folded time-axis method, we tried to find the heat-less and load-less trajectory with combinations of some sectional functionals so that we can achieve more comfortability.