• 한국해안해양공학회지
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• 제12권3호
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• pp.130-138
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• 2000

일방향흐름에 의한 해류의 마찰력 계산을 위하여 Prandtl의 혼합길이 이론을 수심 전구간에 적용하고 난류의 세기와 수리조건에 따라 완난류와 전난류로 분류하여 마찰계수를 산정하는 개수로 마찰계수 산정방법을 제시하였다. 파랑과 해류의 합성류에 의한 해저마찰력을 계산하기 위하여 두 유속의 연직분포를 고려한 BYO 모형을 이러한 흐름특성을 반영하여 개선하였다. BYO 모형은 모든 유속의 연직분포가 해저면으로부터의 직선과 접선으로 만나는 점(Bijker point)을 도출하여 파운동 유속과 해류유속의 합성을 이 점에서 시행하여 일주기의 평균갑을 구하는 모형이다. 일방향흐름의 해류나 천해파에 의한 파운동이나 해저면 가까이 경계층흐름은 완난류, 천이난류, 전난류 등 세가지 종류로 대별된다. 그 중 완난류로 대별하여 두 경우에 대한 합성류 마찰력 산정방법을 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.165-172
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• 1993

균일조도 원형관에서 수행한 Nikuraclse의 실험결과에 따라 관로흐름은 층류(層流), 천이층류(遷移層流), 완난류(緩亂流), 천이난류(遷移亂流)와 전난류(全亂流)등 다섯가지로 구분되며, 천이층류는 조건에 따라 층류로부터 완난류로 천이하는 경우와 층류로부터 전난류로 바로 천이하는 경우가 있다. 각 조건은 관경의 조고에 대한 비로 결정될 수 있으며, 각 조건에 대하여 원형관 마찰계수를 양해법으로 구하는 수식을 개발하였다. 본 수식은 Nikuradse의 실험결과와 비교하여 상당히 양호한 결과를 보여준다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제17권3호
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• pp.12-18
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• 2019

Direct numerical simulation of a fully developed turbulent plane Couette-Poiseuille flow with a two-dimensional (2-D) rod-roughened wall is performed to investigate the impacts of the surface roughness. It is shown that the logarithmic region in the mean velocity profile over the rough wall Couette-Poiseuille flow is significantly shortened by the surface roughness compared to that over a turbulent Couette-Poiseuille flow with smooth wall. The Reynolds shear stress over the rough wall Couette-Poiseuille flow is decreased compared to that for a smooth case in the outer layer. These results are attributed to weakened turbulence activity or roll-cell mode over the rough wall Couette-Poiseuille flow near the channel centerline due to suppressed development of u'-structure on the top wall, as documented through spanwise energy spectra of the streamwise velocity fluctuations. Inspection of congregation motion near the bottom wall and time evolution of u'-structure reveal weakened co-supporting cycle for the rough wall case.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.101-109
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• 1993

관로흐름은 관벽과의 마찰 정도에 따라 층류와 난류, 난류인 경우 관벽은 매끄러운관 또는 완난류(緩亂流)(smooth turbulent flow) 조건과 거칠은 관 또는 전난류(全亂流)(rough turbulent flow) 조건으로 뚜렷이 대별할 수 있으며 층류와 완난류의 변이부에 해당하는 층류-완난류 천이조건 즉 천이층류(遷移層流)와 완난류-전난류 변이부 즉 천이난류(遷移亂流) 등 모두 다섯 개의 조건으로 구분지어 해석할 수 있다. 층류, 완난류 및 전난류 조건에서의 마찰계수 산정에는 기존 Prandt1의 이론식에 상당한 신뢰를 두고 있으나 천이난류에서의 마찰계수산정에 쓰고 있는 Colebrook-white 조합식은 이의 정도에 많은 의문점을 두어 왔다. 본 연구에서는 Nikuradse의 실험결과를 재 분석하여 천이난류조건에서의 유속분포식을 구하였으며, 이에 근거하여 관로에서 천이난류조건에 대한 마찰계수 산정식을 개발하였다. 천이층류에 대하여는 마찰계수를 내삽법으로 구할 것을 제의한다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제12권3호
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• pp.15-20
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• 2014

Direct numerical simulation (DNS) dataset of a turbulent boundary layer (TBL) with a step change from smooth to rough surface is analyzed to examine spatially developing flow characteristics. The roughness elements are periodically arranged two-dimensional (2-D) spanwise rods with a streamwise pitch of ${\lambda}=8k$ ($=12{\theta}_{in}$), and the roughness height is $k=15{\theta}_{in}$, where ${\theta}_{in}$ is the inlet momentum thickness. The step change is introduced $80{\theta}_{in}$ downstream from the inlet. For the first time, full images from the DNS data with the step change from the smooth to rough walls is present to get some idea of the geometry of turbulent coherent structures over rough wall, especially focusing on their existence and partial dynamics over the rough wall. The results show predominance of hairpin vortices over the rough wall and their spanwise scale growth mechanism by merging.

• 대한기계학회논문집B
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• 제31권8호
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• pp.680-687
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• 2007

The paper presents a numerical simulation of flow of a turbulent boundary layer, representing a typical wind environment and matching a series of wind tunnel observations. The simulations are carried out at a Reynolds number of 20,000, based on the velocity U at a pseudo-height h, and large enough that the flow be effectively Reynolds number independent. Some wall models are proposed for the LES(Large Eddy Simulation) of the turbulent boundary layer over a rough surface. The Jenson number, $J=h/z_0$, based on the roughness length $z_0$, is 600 to match the wind tunnel data. The computational mesh is uniform with a spacing of h/32, as this aids rapid convergence of the multigrid solver, and the governing equations are discretised using second order finite differences within a parallel multiblock environment. The results presented include the comparison between wind tunnel measurements and LES computations of the turbulent boundary layer over rough surface.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제18권3호
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• pp.17-25
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• 1994

Fully developed turbulent flow through three concentric annuli with both the rough inner and outer walls was experimentally investigated for a Reynolds number range Re = 15, 000 - 85, 000. Measurements were carried out for the pressure drop, the positions of zero shear stress and maximum velocity, and the velocity distributions in annuli of radius ratios, ${\alpha}$=0.26, 0.4 and 0.56, respectively. The experimental results showed that the positions of zero shear stress and maximum velocity were only weakly dependent on the Reynolds number.

• 한국해안해양공학회지
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• 제6권3호
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• pp.226-233
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• 1994

전난류에서 파와 해류가 합성하였을 때 발생하는 해저면 마찰력을 계산하는 방법을 고찰하였다. 전난류에서 일방향 흐름에 의한 마찰력의 산정방법으로 절점조정법을 제시하며, Bijker의 관측자료와 비교하여 절점조정치를 산정하였다. 파와 해류의 합성류에 의한 마찰력 계산방법으로 수정된 Bijker 모형(BYO Model)과 수정된 Fredsoe 모형(FY Model)을 Bijker의 관측자료에 적용하였으며, 두 모형 모두 한가지씩 새로운 개선책을 제시하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.2083-2099
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• 1991

본 연구에서는 다른 실험 조건은 일정하게 유지하면서 아래 벽면의 표면조도 를 체계적으로 변화시켜 표면조도가 후향계단 뒤의 재부착 흐름 및 재발달경계층에 미 치는 영향을 조사하고자 하며 구체적인 내응은 다음과 같다. (1) 표면조도가 재부착 길이와 재발달경계층에 미치는 영향의 조사. (2) 표면조도가 평균속도와 난류량 분포 에 미치는 영향의 조사. (3) 여러 종류 표면조도 변화에 따른 재부착길이와 재발달 경 계층 회복에 미치는 영향과 결과의 상호 비교.

• 대한기계학회논문집
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• 제3권4호
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• pp.151-157
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• 1979

An experomental study on drg reduction in the rough tubes is presunted using the drrective drag reducing proymer solutions. The friction factors of the rough tubes follow the maximum drag reduction asymptote for the lower Reynolds numbers in the turbulent flow. However, as the Reynols number is increased the rougher tube results deviate from the maximum drag rduction asymptote sooner than the less rough tube results. There appears a systematic deviation from the maximum drag reduction asymptote depending on the relative roughness just as friction factors for the Newtonian hluid inthe rough tubes exhibit in the turbulent region. The minor loss results inthe various fittings such as elbows, tees, and gate valves are presunted The fittings show higher values of the loss coefficient in the drag reducing polymer solutions than in the Newtonian fluid, which is quite contrary to the drag reduction phenomenon in the straight tubes. The eqivalent length of the fittings for the drag reducing polymer solutions is many times longer than that for Newtonian fluids due to the increase of the loss coefficient and the decrease of the friction factor. It is speculated that the solid-like behavior of the polymer solutions in the abruptly changing folw passage plays a significant role in increasing the loss coefficient.