The Moving Particle Semi-implicit (MPS) method is one of most famous method in the particle-based computational fluid dynamics field. The MPS, the state-of-art method, is simple but intuitive methodology including multi-phase and complex structure interactions problems. However, the concept of particle method may contain the physical weakness. In order to avoid physical violence, the particle number density and kernel function were employed. Despite all the efforts, the microscopic problems were not easily resolved yet. In this study, the surface tension model was developed and added into the MPS method to strengthen physical phenomena and physics laws. The simulation result with new MPS method including surface tension model was compared with corresponding theoretical results and they show good-agreement.

선박의 유체 저장 탱크 내부의 적재용량에 의한 선박 운동 고유 특성의 변화는 많은 실험 과 연구를 통해 밝혀졌다. 또한 이러한 현상에 의한 선박 운동 특성 변화를 최소화하기 위한 장치는 지속적으로 연구 및 개발되고 있으며, 특히 횡동요 운동에 대한 저감효과에 대한 부분이 주를 이루고 있다. 본 연구에서는 이러한 장치 중 하나인 저장탱크 내부의 격벽에 의한 횡동요 저감장치의 길이 변화에 따른 간극의 변화에 의한 선박 운동의 변화를 수치 시뮬레이션 하였다. 본 연구를 위해 경계요소법 기반의 부유체 운동 프로그램과 입자법 기반의 전산유체역학 프로그램이 동적 연성된 프로그램을 사용하였으며, 동적 연성된 프로그램은 동일 실험과의 비교를 통해 검증하였다. 검증된 프로그램은 격벽의 길이를 달리하여 간극에 변화를 준 다양한 경우에 대해 수치 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과 액체 저장률의 변화 및 액체 탱크 내부의 격벽에 의한 간극의 차이에 의해 선박 운동 특성이 변화함을 응답 진폭 함수의 비교를 통해 확인하였다. 주목할 만한 결과로써 적재용량에 따라 변화하는 선박의 운동 특성이 간극을 조정함으로써 동일한 선박 특성을 가지게 됨을 확인하 였으며, 이는 격벽에 의한 간극의 조종을 통한 선박 운동 제어가 가능함을 보여준다. 추후 격벽의 수 및 각기 다른 길이를 가진 격벽에 의한 연구를 수행하여 격벽 길이 조정을 통한 선박 운동 특성 제어에 대한 연구를 수행할 계획이다.

입자기반 전산유체역학 기법은 유체역학에서의 라그란지안 접근법에 기반을 두고 있다. 입자기반 방식은 입자 각각이 물리량을 가지고 움직이며 이러한 입자의 움직임을 추적하는 방식으로 유체의 거동을 구현할 수 있다. 이러한 방식은 격렬한 움직임에 의한 자유표면 혹은 경계면의 운동 재현에 우수성이 있으나 연속체역학을 위반할 수 있다는 문제점 역시 포함하고 있다. 이를 반대로 말하자면 특별한 조치를 취하지 않는 경우에는 연속체가 아닌 물질에 대한 구현이 매우 쉽게 가능하다는 것이기도 하다. 이에 따라, 기존의 유체에서 사용되는 입자기반 전산해석방식을 지배방정식 단계에서부터 고체입자형으로 변형이 가능하다는 것을 알 수있다. 본 연구에서는 입자기반 전산해석방식을 고체입자에 알맞은 형태로 변환하였다. 변환을 위해 유체에서 사용되는 점성항을 제거하고 대신 마찰항을 추가하였다. 본 연구에서 개발된 고체입자형 전산해석 프로그램을 이용하여 고체입자의 붕괴를 구현하였으며 이를 유체입자 붕괴와의 비교를 통해 입증하였다. 또한 유체입자가 가질 수 없는 고체입자만의 특성인 안식각을 구현하여 고체입자를 위한 입자기반 전산해석 프로그램을 완성하였다.

본 논문의 주 목적은 기존선형과 저항을 최소화하는 최적선형에 대한 에너지효율 성능을 평가하는 것이다. 설계 흘수와 설계 선속을 고려하여 대상선박의 선수부 형상을 검토하였다. 실제 운항 상태에서 대상선박의 저항성능을 평가하였다. 상용 전산유체역학(CFD) 코드와 수조 모형시험 자료는 유효마력 평가를 위해 사용되었다. 실제 운항 상태를 고려하여 최소저항을 가지는 최적선형을 제시하였다. 기존선형과 최적선형에 대하여 3가지 선속에서 유효마력을 추정하였다. 최적선형의 저항성능은 기존선형과 비교하여 볼 때 설계속도(12노 트)에서 약 6% 향상된 결과를 보여 주었다. 준추진효율 계수(ETAD, ηD)는 모형시험 자료를 활용하였다. 에너지 효율 성능은 년간 운항일 수, 벙커C유 가격, 1일 연료사용량 그리고 연료소비계수를 바탕으로 작성되었다. 최적선형의 에너지 효율 성능은 기존선형과 비교하였을 때 12노트에서 연간 약 3천만원 절약된 결과를 보여 주었다.

연구는 엽채류 재배지에 많은 피해를 주고 있는 파밤나방(Spodoptera exigua) 에 대하여 신규 살충제인 Bistrifluron 10% EC와 혼합 살충제 Bistrifluron+Chlorfenapyr 13% SC의 발육 단계별 살충활성, 속효성 및 잔효력을 확인하고자 수행되었다. Bistrifluron 10% EC의 발육단계별 시험에서 알에 대한 부화억제효과는 77.9%이었으며, 부화 후 생육 단계에도 영향을 주어 98.3%의 우수한 살충효 과를 나타내었다. 파밤나방 2령 유충에 대한 LC50과 LC90은 각각 1.33ppm과 12.52ppm이었으며, 잔효력은 10일까지 지속되어 IGR계 살충제중 가장 우수한 살충효과를 나타내었다. IGR계 살충제의 부족한 속효성과 대상해충의 확대를 위한 혼합제로 Bistrifluron+ Chlorfenapyr 13% SC를 선정하였으며, 그 결과 알에 대한 부화억제효과는 95%이었으며, 2령과 4령 유충에 대하여 각각 100%의 방제효과를 나타내었다. 파밤나방에 대한 속효적인 효과는 24시간 이내에 4령 유충을 100%로 방제가 가능하였으며, 그 효과는 14일까지 지속되었다. Bistrifluron 10% EC와 Bistrifuron+Chlorfenapyr 13% SC는 파밤나방에 대한 부화억제, 속효성 및 잔효력이 우수하여, 파밤나방의 방제에 대한 활용성이 높을 것으로 판단된다.

파밤나방(Spodoptera exigua(H bner))의 유전지표를 결정하기 위해 17종 동위효소의 좌위수, 대립유전자빈도 및 각 효소의 4차구조가 분석되었다. 총 분석된 좌우수는 30개였으며, 이중 70.0%가 다형유전좌위를 보였다. 좌위당 유효대립유전자수는 1.72개였고 평균이형접합율()은 32.8%로 추정되었다. 조사된 집단의 동계교배효과는 (F)는 21.0%이었다.