화산재의 확산 특성을 분석하고, 침적량의 예측 가능성을 평가하기 위하여, 2011년 1월26일 분화가 시작된 일본 기리시마 화산을 대상으로 WRF와 확산모형 FLEXPART를 이용한 수치모의실험을 실시하였다. 지상 1 km 이하 대기경계층내의 화산재 확산 특성은 26일 방출된 입자의 경우 주풍을 따라 집중되는 경향을 보이지만, 27일 방출된 화산재는 큐슈남부에 발달한 고기압의 영향으로 기리시마 만까지 확산된다. 겨울철의 강한 시베리아 기단이 발달한 26일의 경우, 기리시마 화산 풍하측에 위치한 미야기 현 중앙 산악 후면의 좁은 영역에서 집중적으로 침적이 이루어진다. 또한 분화 지역 주변의 국지적인 고기압의 발달은 화산재의 수평 확산을 증대시키는 역할을 한다. 침적량의 분포는 정량적인 측면에서 실제 화산 분출에 따른 영향과 매우 유사한 경향성을 보이고, 제시한 수치모의실험은 화산재의 이동 및 침적량 예측 및 산정에 적절하다고 판단된다.

회전익 항공기 중 군에서 운용하는 기동헬기는 전장상황에서 운용되기 때문에 연료셀 피탄 상황에 직면할 가능성이 높다. 연료셀 피탄에 따른 내부압력 증가로 내부폭발이나 화재가 발생할 수 있으며, 이는 승무원의 생존 가능성에 치명적인 영향을 주게 된다. 따라서, 승무원의 생존성을 극대화하기 위해서는 연료셀이 직면 가능한 극한 상황을 예측하여 설계에 반영해야 한다. 항공기 연료셀 설계시 고려해야 하는 데이타는 피탄에 의한 연료셀 내부압력, 수압램 영향에 의한 연료셀 자체 및 금속피팅부 응력, 탄환의 운동에너지 등이 포함될 수 있다. 이러한 설계 데이터 확보를 위해서는 실물 시험을 수행하는 것이 가장 바람직하지만, 시간과 비용의 부담과 더불어 시험실패와 같은 시행착오 위험성으로 많은 제약이 따른다. 따라서, 사전에 다양한 설계 데이터 예측과 시행착오의 최소화를 위해서는 피탄 상황에 대한 수치해석이 필요하다. 본 연구에서는 입자법을 사용하여 연료셀 피탄 조건에 대한 유체-구조 연성 수치해석을 수행하였다. 수치해석은 전용 충돌해석 프로그램인 LS-DYNA를 사용하였고, 결과로 얻어진 탄의 거동과 에너지, 연료셀 내부압력과 등가응력의 평가를 통해 연료셀 설계와 관련한 데이터 확보 가능성을 타진하였다.

In this study, numerical simulation has been conducted to investigate flow characteristics in air supply room for container vessels by a 3-dimension numerical simulation. A commercial CFD program, FLUENT, is used on the analysis. It is shown that the air supply efficiency in this room can be improved by changing position of axial fan, even though other conditions still remain unchanged.

현재 우리나라에서 사용되고 있는 등부표의 종류는 10가지 정도이며, 부표 설계 및 개발의 대부분을 외국 기술에 의존하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 해상 계측 등이 가능한 소형 등부표의 개발을 목표로 소형 부표의 설계안을 제시하고 그 안전성을 수치적으로 검토하였다. 구체적으로는 다양한 실제 해상환경과 유사한 조우각과 선속 변화에 따른 내항성과 관련된 응답 진폭비, 부가저항 등의 값을 수치적으로 시뮬레이션하였다. 설계된 부표의 응답해석 결과, 종요응답비가 조우주파수의 증가에 따라 전체적으로 감소하는 특성을 확인하였다. 횡파에 대한 부가저항이 가장 크게 나타나는 것으로 분석되었고, 최종적으로 제시된 부표가 일정 조건하에서 응답 특성이 확보됨을 확인하였다.

항공기 연료셀은 추락 상황에서 승무원의 생존성과 직결되는 중요 구성품으로 회전익 항공기에 적용되고 있는 내충격성 연료셀은 추락시 승무원의 생존성 향상에 큰 역할을 하고 있다. 미육군은 항공기가 처할수 있는 다양한 상황에서 연료셀이제 기능을 발휘할 수 있도록 1960년대 초부터 MIL-DTL-27422 이라는 연료셀 개발규격을 제정하여 현재까지 적용해 오고있다. 해당 개발규격에 규정된 시험 중에서 충돌충격시험은 연료셀의 내충격 성능을 검증하는 시험으로써, 해당 시험을 통과하는 연료셀은 생존가능 충돌환경에서 화재가 발생하지 않아 승무원의 생존성이 대폭 향상될 수 있음을 의미한다. 그러나 충돌충격시험은 작용하는 하중 수준이 너무 높기 때문에 실패 위험성이 가장 큰 시험이기도 하다. 연료셀이 해당 시험을 통과하지 못하는 경우에는 재시험을 위한 비용과 준비기간이 상당히 소요되어 항공기 개발일정에 심각한 지장을 초래할 가능성도 높다. 따라서, 연료셀 설계 초기부터 내충격성능 만족여부에 대한 예측을 위해 충돌충격시험의 수치해석을 통한 실물시험에서의 실패 가능성을 최소화해야 한다는 필요성이 제기되어 왔다. 본 연구에서는 충돌모사 프로그램인 LS-DYNA에서 지원하는 유체-구조 연성해석 방법인 SPH 방법을 사용하여 연료셀 충돌충격시험 수치 모사를 수행하였다. 수치해석 조건으로 MIL-DTL-27422에서 요구하는 시험조건을 고려하였고, 실물 연료셀의 시편시험을 통해 확보한 물성데이타를 해석에 반영하였다. 그 결과로 연료셀 자체의 응력수준을 평가하고 취약부위에 대한 고찰을 수행하였다.

In the field of study about the maritime safety system various reports have been given on the research of ship auto control over a long time but lack of auto control designed for auto berthing control. This paper deals with ship"s track keeping control on

In this paper, numerical investigation of transition characteristics in a square-sectional curved duct flow. Computational fluid dynamic(CFD) simulation was performed using the commercial CFD code FLUENT to investigate the transition characteristics. The flow development is found to depend upon Dean number and curvature ratio. The velocity profiles in center of the duct have lower value than those of the inner and outer walls.

한국 남해동부해역에서 해양쓰레기의 이동을 파악하고자 수치모델(POM)을 실시하였다. 연구해역의 대·소조기 창조시에의 조류는 서향류 성분이 우세하였고,낙조시에는 동향류의 성분이 우세하였다. 동계의 잔차류는 표·중·저층에서 대마도의 동수도와 서수도를 따라 동북향 하는 흐름이 우세하였으며, 이와 같은 현상은 쓰시마 난류와 유사한 흐름을 나타냈다. 또한 이 지역은 수심의 영향을 받아 대마도의 서쪽과 북서쪽 및 북쪽에 와류가 형성되었다.

회전익항공기의 연료셀 내부는 연료보관 및 연료를 엔진으로 공급하기 위한 배관과 구성품들이 배치되어 있다. 특히, 기 동헬기는 전장에서 사용되는 헬기로써, 수 km 고도에서 비행하는 고정익기보다 비행고도가 낮기 때문에 피탄될 가능성이 높다. 따라서, 항공기의 생존성을 극대화하기 위해서는 피탄시 유체내부 상승압력에 의한 내부 구성품들이 받는 영향성을 검토하여 설계되어야 함은 주지의 사실이다. 그러나 내탄시험은 연료셀 자체의 제작비용 및 준비기간이 상당히 소요되고, 실탄 사용에 따른 시험수행의 제약 때문에 수치모사를 통한 관련 데이터의 확보가 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 유 체-구조 수치모사 프로그램인 Autodyn을 이용하여 회전익항공기 연료셀의 내탄 수치모사를 수행하여, 피탄 후 연료셀 내 부에서의 탄 거동을 분석하고 유체내부의 압력과 연료 셀 자체의 등가응력을 평가하였다.

In the field of study about the effect of environment in marine context, various reports have been given on the research of wind forces and moments acting on ship by using wind calculating methods and experiments over a long time.

A numerical simulation of plume from a stack into atmospheric cross flow is investigated using a two-dimension model. The simulation is based on the k~ε turbulence model and a finite volume method. In this paper, it mostly researches how the wind velocity affects the flue gas diffusion from an 80 m high stack. Wind velocity is one of the most important factors for flue gas diffusion. The plume shape size, the injection height, the NO pollutant distribution and the concentration at the near ground are presented with two kinds of wind velocities, 1 m/s and 5 m/s. It is found that large wind velocity is better for flue gas diffusion, it generates less downwash. Although the rise height is lower, the pollutant dilutes faster and more sufficient.

다이옥신은 내분비계장애물질(Endocrine disruptor chemicals, EDCs)로 발암성과 성호르몬의 변화, 갑상선 기능 저하 등의 영향들이 보고된 물질이며, PCB 함유제품의 소각, 운송수단의 배기 가스등을 통해 대기로 배출되며 하·폐수 처리장의 처리수 및 제지 공장의 배출수 등의 하천 오염을 통해 해양 오염의 원인이 된다. 본 연구에서는 3차원 생태계 모델(EMT-3D)을 사용하여 울 산만의 Dioxins을 대상으로 민감도 분석 및 오염부하에 대한 해역의 응답성 분석을 수행하여 영향인자를 판별하고 대안에 따른 영향을 평가하였다. 대상해역에서 실측한 용존 Dioxins의 농도와 계산된 용존 Dioxins의 농도를 비교하여 상관계수와 결정계수 값을 고려한 결과 계산치가 비교적 잘 재현된 것으로 사료된다. 용존 Dioxins의 경우, 하천으로부터의 유입부하가 집중된 울산 인근해역에서 가장 높은 농도를 나타내었으며, 만 바깥쪽으로 갈수록 낮아졌다. 입자성 유기물질 내와 식물플랑크톤 체내의 Dioxins의 경우에서도 용 존 Dioxins와 유사한 경향을 나타내었다. 퇴적물 중의 Dioxins 농도는 울산만 동부해역에서보다 울산 인근 해역과 만 중앙부에서 더 높은 농도를 나타내었다. 계수의 민감도 분석을 위해 모델 보정에 적용된 계수값에 대하여 각 계수값의 2배 및 1/2배에 해당하는 값을 증감시켰을 때 나 타나는 상태변수 결과값의 변동량을 산정하였다. 수층의 용존 Dioxins의 경우 입자성 유기탄소에 대한 분배계수의 증감에 따른 농도변화가 가장 크게 나타났으며, 유기입자 내 Dioxins의 경우는 입자성 유기탄소에 대한 분배계수의 증감에 따른 농도변화가 가장 영향이 큰 계수로 나타났다. 식물플랑크톤 체내의 Dioxins의 경우는 식물플랑크톤의 생물농축계수의 증감에 따른 농도변화 가 가장 큰 것으로 나타났으므로, 추후의 Dioxins에 대한 모델 적용 시에는 목적하는 상태변수에 따라 이들 계수에 대한 정밀한 고찰이 필요할 것으로 사료된다. 유입부하의 변화가 대상해역의 용존 Dioxins 및 입자성 유기물질 내 Dioxins에 미치는 영향을 시뮬레이션하기 위하여 하천 및 대기로 부터 유입되는 오염부하의 저감율을 30%, 50%, 80%로 각각 적용하는 시나리오를 구성하였으며, 퇴적물에 미치는 영향을 평가하였다. 용존 Dioxins은 해역으로의 유입부하를 30% 저감하였을 경우 울산만 중앙부에서의 농도가 감소하는 것으로 나타났 으며 입자성 유기물질 내 Dioxins의 변동은 상대적으로 미미한 것으로 나타났다. 해역으로의 유입부하 50% 저감시의 경우 농도가 감소하는 영역이 확장되어 나타났으며, 해역으로의 유입부하를 80% 저감하였을 경우 대부분의 지역에서 큰 폭의 농도 감소를 나 타내었다. 퇴적물 준설 후 현재 유입부하를 적용할 경우 현재의 퇴적물 농도 수준까지 도달하는 시간을 개략적으로 산정하였다.

진해만을 대상으로 3차원 생태계 모델(EMT-3D)을 사용하여 PAHs 거동예측에 대한 적용성을 검토하였다. 계산치와 실측치를 비교한 결과, 모델의 재현성은 비교적 양호한 것으로 나타났다. 민감도 분석을 시행하여 영향인자를 파악한 결과, 용존 PAHs의 경우 광분해 계수의 영향이, 입자성 유기물질 내 PAHs의 경우는 입자성 유기탄소에 대한 분배계수의 영향이 중요한 요소였다. 식물플랑크톤 체내의 PAHs의 경우, 생물농축계수의 영향이 가장 큰 것으로 나타났다. 하천, 대기와 하천 및 대기의 오염부하에 대하여 저감에 따른 응답성 평가를 시행하였다.

본 연구에서는 “S”자 다리우스 형 블레이드는 입체적 곡선의 형상으로 미적인면을 고려하여 독창적으로 고안 하였다. 실험용 모형제작을 위하여 4가지 단면 블레이드모형을 K-표준 모델을 기초로 한 CFD 시뮬레이션을 통해 그 성능을 상대적으로 평가하였다. 수치해석은 풍향을 0°, 90°, 180°, 270°로 그 주위의 유동장과 압력장을 해석하였으며, 각 블레이드에 작용하는 Torque와 Power 값을 확인하였다. 블레이드의 효율은 전체적으로 풍향이 0°일 때 높게 나타났으며, Type D에 비해 Type A, B, C는 높은 것으로 나타났다.

The tropopause fold event that took place on January 1, 1997 over mid-region on the Korean Peninsula is examined by means of a numerical simulation based on a Mesoscale Model (MM5). The purpose of this paper is to investigate the effects of moisture in reinforcing a tropopause fold linked to an explosive cyclone. Two types of simulations were carried out; 1) simulations for moist conditions in which full physical and dynamic processes are considered and 2) simulations for dry conditions in which cumulus parameterization and cloud microphysics process are excluded. The results of the moist condition simulations demonstrate that the intensity of the central pressure of the cyclone was overestimated compared with the observed values and that the location of the center and the pressure deepening rates (-17 hPa/12 hr) complied with the observed values. The potential vorticity (PV) anomaly on the isentropic surface at 305 K continued to move in a southeast direction on January 1, 1997 and thus created a single tube of tropopause fold covering the northern and the middle area of the Korean Peninsula and reaching the ground surface at 0300 UTC and 0600 UTC. The results of the dry condition simulations show that the tropopause descended to 500 and 670 hPa in 0300 and 0600 UTC, respectively at the same location for the moist condition simulation; however, there was no deep tropopause fold observed. A comparison of the simulated data between the moist and the dry conditions suggests that a deep tropopause fold should happen when there is sufficient moist in the atmosphere and significantly large PV in the lower atmosphere pulls down the upper atmosphere rather than when the tropopause descends itself due to dynamic causes. Thus, it is estimated that moisture in the atmosphere should have played a crucial role in a deep tropopause fold process.

호수에 의한 국지 순환의 영향을 조사하기 위하여 대청호수 주변에 대하여 수치 실험을 수행하고 국지 순환의 형태를 연구하였다. WRF 모델로부터 예보된 지상 기온은 관측보다 작으며, 풍속은 모델에서 관측보다 강하게 모의됨을 보였다. 호수 주변의 국지 순환은 호수와 주변 지면과의 열적 차이에 의해 발생하는 호수풍이 특징적이었다. 대청호수에서는 호수풍이 09 LST에 발생하며, 15 LST에 최대를 보이고 18 LST에 소멸하였다. 수치 모의된 연직 순환의 높이는 1,200m를 나타냈다. 비습의 분포는 낮 시간동안 호수풍 순환에 의해 호수위의 습윤한 공기의 내륙 이동으로 주위 지면에서 증가함을 보였다. 호수를 제거한 민감도 실험에서 호수가 존재할 때 주위 지면 온도가 감소함을 보였다. 호수 지표이용도를 초원으로 변경하였을 때 호수 주변의 기상관측소에서 풍속은 증가하였다. 수치실험은 호수로부터 발생된 호수풍 순환이 주위 대기경계층 기상에 영향을 주고 있음을 지시한다.

도시지역의 주거 건물들이 고층화 됨에 따라 강풍에 의한 풍소음에 대한 민원들이 많아지고 있다. 고층건물 거주자들은 풍소음에 대한 문제점에 대해 목소리를 높여왔으며, 또한 풍소음 및 기타 소음은 빌딩 거주자 및 이웃들에게 원성을 사왔다. 건물에 의하여 발생하는 각종의 문제점은 환경 및 인간에게 악영향을 미치지 못하게 하는 빌딩 건설에 대한 규제가 있으며, 또한 가정 환경에 있어서 고요하고 평화로움을 만끽할 개인적 권리가 있다. 바람에 의해 발생된 소음문제를 사전에 해결하기 위한 예측 방법으로는 모형실험이 가장 확실한 방법으로 들 수 있는데, 모형 실험을 풍소음에 적용하는데 있어서는 다음과 같은 요소들 때문에 매우 어려움을 격고있다. 즉 (1) 자연발생 바람, 기계소음과 건물에 의하여 발생하는 인위적 풍소음간의 구별의 어려움, (2) 모형실험에 있어서 서로 상반되는 Strouhal 수와 레이 놀드 수를 동시에 맞추기 위한 모델스케일의 어려움이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 Full Scale 시뮬레이션의 방법이 가장 타당하나 풍동 실험 등 물리 모델의 경우, 건물을 대상으로 할 경우는 그 크기 때문에 Full Scale 모 형은 실질적으로 거의 불가능 하다. 따라서 풍소음과 관련된 기존의 연구들은 대부분 기계 및 항공관련 연구에 집중되 어왔다. 그러나 최근 수치해석의 경우는 컴퓨터의 급진적인 발달로 그 계산시간이 급격하게 줄어 들어 Full Scale의 시뮬레이션이 가능하게 되었다. 그러나 빌딩주변에서 발생하는 바람에 의하여 발생하는 소음은 그 문제점이 상당히 큼에도 불구하고 이들을 수치해석에 의하여 시도된 예는 거의 없다. 따라서 본 논문은 이러한 점에 초점을 맞추어 단독건물, 건물의 모양, 크기 및 건물간격 등과 관련하여 각종 빌딩형태의 모델 주변에서의 압력장, 속도장과 풍소음장에 대한 예측을 수치 시뮬레이션을 통하여 수행하였다. 본 논문에서 사용한 수치해석 모델은 유동해석 즉 속도와 압력장은 LES Smagorinsky 모델을 사용하여 얻었고 풍소음 계산은 유동장해석은 SYSNOISE Rev 5.6 Beta를 사용하여 컴퓨터로 계산하였다.