• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 1998년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.15-28
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• 1998

As an alternative for solving the incompressible Navier-Stokes equations, we present a vorticity-based integro-differential formulation for vorticity, velocity and pressure variables. One of the most difficult problems encountered in the vorticity-based methods is the introduction of the proper value-value of vorticity or vorticity flux at the solid surface. A practical computational technique toward solving this problem is presented in connection with the coupling between the vorticity and the pressure boundary conditions. Numerical schemes based on an iterative procedure are employed to solve the governing equations with the boundary conditions for the three variables. A finite volume method is implemented to integrate the vorticity transport equation with the dynamic vorticity boundary condition . The velocity field is obtained by using the Biot-Savart integral derived from the mathematical vector identity. Green's scalar identity is used to solve the total pressure in an integral approach similar to the surface panel methods which have been well-established for potential flow analysis. The calculated results with the present mettled for two test problems are compared with data from the literature in order for its validation. The first test problem is one for the two-dimensional square cavity flow driven by shear on the top lid. Two cases are considered here: (i) one driven both by the specified non-uniform shear on the top lid and by the specified body forces acting through the cavity region, for which we find the exact solution, and (ii) one of the classical type (i.e., driven only by uniform shear). Secondly, the present mettled is applied to deal with the early development of the flow around an impulsively started circular cylinder.

• 한국전산유체공학회지
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• 제3권1호
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• pp.11-21
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• 1998

A vorticity-based method for the numerical solution of the two-dimensional incompressible Navier-Stokes equations is presented. The governing equations for vorticity, velocity and pressure variables are expressed in an integro-differential form. The global coupling between the vorticity and the pressure boundary conditions is fully considered in an iterative procedure when numerical schemes are employed. The finite volume method of the second order TVD scheme is implemented to integrate the vorticity transport equation with the dynamic vorticity boundary condition. The velocity field is obtained by using the Biot-Savart integral. The Green's scalar identity is used to solve the total pressure in an integral approach similar to the surface panel methods which have been well established for potential flow analysis. The present formulation is validated by comparison with data from the literature for the two-dimensional cavity flow driven by shear in a square cavity. We take two types of the cavity now: (ⅰ) driven by non-uniform shear on top lid and body forces for which the exact solution exists, and (ⅱ) driven only by uniform shear (of the classical type).

• 한국군사과학기술학회지
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• 제17권4호
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• pp.551-559
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• 2014

The influence of the battle damage hole on the velocity and vorticity flow field have been studied by using particle image velocimetry. Time averaged velocity and vorticity vector fields in the vicinity of jet are presented. The perforated damage hole on a wing created from a hit by anti-air artillery was modeled as a 10% chord size hole which positioned at quarter chord. At low angles of attack, the vorticity in the forward side of the jet is cancelled due to mixing with the wing surface boundary layer. Stretching of vorticity in the backside of the jet generates a semi-cylindrical vortical layer that enclosing a domain with slow moving reverse flow. Conversely, at higher the angles of attack, the jet vorticity advected away from the wing surface and remains mostly confined to the jet. The mean flow behind the jet has a wake-like structure.

• 대기
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• 제19권1호
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• pp.37-51
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• 2009

Kinematic characteristics of a heavy rainfall event occurred in Changma front are analyzed using synoptic weather charts, satellite imagery and NCEP(National Centers for Environmental Prediction) / NCAR(National Centers for Atmospheric Research) reanalysis data. The heavy rainfall is accompanied with mesoscale rain clouds developing over the Southwest region of Korea during the period from 0300 LST to 2100 LST 25 June 2006. The surface cyclone in the Changma front is generated and developed rapidly when it meets following vertical conditions: The maximum value of relative vorticity is appeared at 700 hPa and is extended gradually near the surface. It is thought that the vertical structure of relative vorticity is closely related with the descent of strong wind zone exceeding $10ms^{-1}$. The jet core at 200 hPa is shifted southward and extended downward and the low-level jet stream associated with upper-level jet stream appeared at 850 hPa. Kinematic features of heavy rainfall system at cyclone-generating point are as follows: In the generating stage of cyclone, the relative vorticity below 850 hPa increased and the convergence below 850 hPa and the divergence at 400 hPa are intensified by southward movement of jet core at 200 hPa. The heavy rainfall system seems to locate to the south of the exit region of upper-level jet streak; In the developing stage of cyclone, the relative vorticity below 850 hPa and the convergence near surface are further strengthened and upward vertical velocity between 850 hPa and 200 hPa is increased.

• 물과 미래
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• 제21권3호
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• pp.291-291
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• 1988

2차원 흐름이 원주주위를 지날 때 발생하는 흐름의 변화가 기본방정식인 연속방정식과 운동량방정식에 의하여 수치적으로 해석된다. 수치해석 과정은 기본방정식에 유함수, 와도 및 흐름의 특성을 나타내는 무차원 매개변수를 도입하여 무차원 유함수-와소수송식을 유도한 후, successive over relaxation scheme과 alternating direct implicit scheme으로 수행된다. 수치실험은 레이놀즈수 125-275를 기존의 수치해석에서는 주로 수치실험 결과와 비교한다. 원주표면의 압력을 구하는 방법에 있어서 기존의 수치해석에서는 주로 방사 운동량방정식만을 사용하였으나, 본 논문에서는 기존의 방법외에 방사 운동량방정식 및 접선 운동량방정식에 의해 압력을 계한하고, 두 값을 비교하여 레이놀즈수에 따른 압력을 구하는 방법을 제시한다. 또한 와도의 분포를 도시하여 원주에 의한 후류의 영향을 받지 않는 외부경계의 한계를 새로이 설정한다.

• 물과 미래
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• 제31권4호
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• pp.291-297
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• 1998

2차원 흐름이 원주주위를 지날 때 발생하는 흐름의 변화가 기본방정식인 연속방정식과 운동량방정식에 의하여 수치적으로 해석된다. 수채해석 과정은 기본방정식에 유함수, 와도 및 흐름의 특성을 나타내는 무차원 매개변수를 도입하여 무차원 유함수-와소수송식을 유도한후, successive over relaxation scheme과 alternating direct implicit scheme으로 수행된다. 수치실험은 레이놀즈수 125-275를 갖는 흐름에 대하여 수행되었으며, 시간에 따른 유선, 와도, 원주표면의 압력을 구하는 방법에 있어서 기존의 수치해석에서는 주로 방사 운동량방정식만을 사용하였으나, 본 논문에서는 기존의 방법외에 방사 운동량방정식 및 접선 운동량방정식에 의해 압력을 계한하고, 두값을 비교하여 레이놀즈수에 따른 압력을 구하는 방법을 제시한다. 또한 와도의 분포를 도시하여 원주에 의한 후류의 영향을 받지 않는 외부경계의한계를 새로이 설정한다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2004년도 춘계학술발표회
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• pp.89-92
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• 2004

포텐셜와도는 해류의 순환을 설명하는데 유용하게 활용된다. 동해에서 포텐셜와도의 분포 특성을 이용하여 쓰시마난류를 포함한 상층부의 해류순환을 설명하였다. 상층부를 표층부분과 쓰시마난류의 분포 층 그리고 수온약층 분포 수층으로 구분하였다. 극전선남쪽은 쓰시마난류가 해류순환의 중심을 형성하며, 포텐셜와도는 쓰시마난류와 극전선의 분포 특성을 잘 나타내어준다. 포텐셜와도의 분포로부터, 극전선 북쪽은 일본 분지와 그 서쪽해역의 순환 세포로 구분된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제41권1호
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• pp.23-30
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• 2004

In the Lagrangian vortex particle method based on the vorticity-velocity formulation for solving the incompressible Navier-Stokes equations, a numerical scheme for calculating pressure fields is presented. Implementation of the numerical method is directly connected with the well-established surface panel methods, just by dealing with the dynamic coupling among vorticity field. Assuming the vorticity and the velocity fields are to be calculated in time domain analysis, the pressure calculation for a complete set of solution at present time step is performed in a similar way to the one used in the Eulerian description. For a validation of the present method, we illustrate the early development of the viscous flow about an impulsive started circular cylinder for Reynolds number 550. The comparative study with the Eulerian finite Volume method provides an extensive understanding and application of the mesh-free Lagrangian vortex methods for numerical simulation of viscous flows around arbitrary bodies of general shape.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권2B호
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• pp.179-189
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• 2010

본 연구에서는 수치모의를 통하여 전단면 식생 수로에서 와도의 생성을 분석하였다. 지배방정식에서 난류 폐합을 위해 레이놀즈응력모형을 이용하였다. 거친 하상-매끄러운 측벽 및 매끄러운 하상-거친 측벽을 갖는 개수로 흐름을 수치모의하여 서로 다른 형태의 이차흐름 구조가 형성되는 것을 확인하였다. 즉, 거친 하상 조건에서는 자유수면 이차흐름의 규모가 감소되고, 거친 측벽 조건에서는 자유수면 이차흐름의 구조가 더 커지는 것으로 나타났다. 또한 전단면 식생 수로를 수치모의하여 수심 크기의 바닥 이차흐름이 형성되고, 식생 밀도가 증가함에 따라 자유수면 이차흐름이 점차 사라지는 것을 확인하였다. 또한 이차흐름 생성에 중요한 역할을 하는 난류의 비등방성 및 레이놀즈응력 분포를 식생밀도에 따라 살펴보았다. 한편, 와도 방정식을 분석한 결과, 비식생 수로의 경우 벽 및 수면 경계 근처에서는 난류 비등방성에 의한 생성항이, 경계와 떨어진 곳에서는 레이놀즈응력에 의한 생성항이 와도 생성에 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다. 그러나 식생 수로에서는 이러한 특성이 사라지는 것으로 확인되었다. 또한 비식생 수로에서는 바닥과 수면에서의 와도 생성이 강하게 발생되지만, 식생 수로에서는 바닥과 식생 높이에서 와도 생성이 크게 발생되는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.1037-1048
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• 2016

본 연구에서는 Navier-Stokes 방정식과 자유수면 추적에 VOF법을 채용하는 CADMAS-SURF를 이용하여 파랑과 흐름의 비선형 상호간섭현상을 연구하였다. 파-흐름 공존장에서의 유체거동 해석을 위해 CADMAS-SURF를 수정 및 확장하였고, 계산치를 실험치와 비교하여 본 연구의 타당성을 확인할 수 있었다. 본 연구의 수치수로를 파랑-흐름 공존장에서 주어지는 복잡한 물리 현상 규명과 파-흐름-잠제의 상호간섭해석에 적용하여, 유속장, 와도장, 자유수면과 와도와의 관계 등을 논의하였다.