본 논문은 Shaped charge jet(SCJ)의 관통 과정을 유한요소해석을 통해 모사하여 제트 입사속도, 관통률 그리고 관통량 증분과 같은 물리량들을 획득하였다. 이 물리량들을 hydrodynamic 이론에 적용하여 입사 제트 속도의 효율을 분석한 결과, 입사 속도가 빠른 제트의 관통 효율은 이어지는 느린 제트에 비해 높은 것을 확인하였다. 이 효율은 hydrodynamic limit (HL) 미만인 제트인 경우 큰 폭으로 감소하였다. 한편, 시간에 따른 관통량 증분과 제트 소모량의 비교는 SCJ의 이론적인 관통현상 분석을 위해서는 길이 연장 효과를 고려해야함을 보였다.

In the present study, effective hydrodynamic pressure modeling methods for three-dimensional earthquake safety analysis of a dam intake tower structure are investigated. Time history analysis results using the Westergaard added mass and Chopra added mass methods are compared with the one by the CASI (Coupled Acoustic Structural Interaction) method, which is accepted as giving almost exact solutions, to evaluate the difference in displacement response, stress and dynamic eccentricity. The 3D time history analysis of a realistic intake tower, which has the standard geometry widely used in Korea, shows that the Chopra added mass method gives similar results in displacement and stress and less conservative results in dynamic eccentricity to CASI ones, while the Westergaard added mass yields much more conservative results in all measures. This study suggests to use the CASI method directly for three-dimensional earthquake safety analysis of a dam intake tower, if computationally possible.

This study presents the behavioral characteristics of submerged floating tunnels under harsh environmental conditions. To evaluate the dynamic characteristics of the submerged floating tube moored by tethers, hydrodynamic analysis was performed in time-domain. To consider the irregular wave loading condition, JONSWAP wave spectrum was used with specific significant wave height and peak period. For applying the irregular wave in the explicit dynamic analysis procedure, equivalent regular wave components which have same wave energy were applied to the external force term with random phases. According to this study, lateral and vertical motion can be effectively controlled by adjusting initial tether angle and draft. Evaluation of fatigue damage of mooring lines can be conducted by analyzing the dynamic structural stresses with appropriate S-N curves and stress concentration factors. This study also dealt with short-term fatigue analysis for checking the tethers. According to this study, cumulative fatigue damage of the tethers is definitely affected by the essential design factors such as design draft of the tunnel and tether arrangement.

본 연구에서는 조간대가 발달한 우리나라 전북 서해안의 구시포 해안에서 연안류에 미치는 외력성분을 평가하기 위하여 조석ㆍ조류 및 파에 의한 해빈류를 고려한 복합해수유동모형을 구축하였다. 구축된 모형에서 조석ㆍ조류는 EFDC 모형, 파랑은 SWAN 모형, 그리고 해빈류는 SHORECIRC 모형을 사용하였다. 이 수치모형의 적용성을 검토하기 위하여, 현지에서 조석ㆍ조류와 입사파를 현장관측하였고 인근 기상관측소의 바람자료를 조사하였다. 그리고 현지의 조간대에서 GPS를 장착한 경량 Drogue의 추적실험을 수행하고 연안류 성분을 추출하였다. 또한 현장관측조건에 맞추어 수치모형에 의한 수치 Drogue 추적실험을 수행하고 그 결과를 관측치와 비교ㆍ검토하였다. 그 결과, 수치 Drogue의 이동속도는 현장자료에 대해 68.0~105.2 %의 범위로서 재현되었으며, 주류성분의 오차는 – 16.7~ +10.0 %로서 양호하였다. 그리고 연안류 성분은 주로 바람과 조류가 큰 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 해저경사가 아주 완만하여 쇄파대폭이 넓은 조간대에서 입사파고가 작은 파가 내습하는 경우의 해빈류는 연안류의 흐름에 미치는 영향이 미약한 것으로 분석되었다.

부유구조물은 해양에서 다양한 외력을 경험하게 되며 특히, 파랑하중은 구조물의 설계에 결정적인 지배인자로 간주되고 있다. 이런 구조물은 파장과 크기의 상대적 관계로 소형구조물, 대형구조물 등으로 구분될 수 있으며 전통적으로 소형구조물은 회절발생이 없는 것으로 가정하며 대형구조물은 회절 작용에 따른 관성력만을 고려하여 파랑하중을 산출한다. 따라서 이 연구에서는 해양과 강, 호수 등에서 주로 사용되고 있는 정사각형 부유구조물을 이용하여 동유체력과 구조응답의 상관관계를 파악하여 장방형 부유구조물의 안전성에 대한 영향을 검토하였다.

본 연구는 유체역학적 해석을 이용하여 선망 어구 운동을 동적으로 시뮬레이션하였다. 선망 어구는 조업 과정 중에 어구의 형상이 크게 바뀌는 특성이 있고, 모든 조업단계에서 어구요소가 3차 시스템이며 대부분 망지라는 유연한 물체에 의해 구성되어 있어 외력에 대해 그 형상이 비선형적으로 변하므로 모델링이 어렵다. 본 연구에서는 질량-스프링 모델을 이용하여 수학적으로 기술하였다. 선망의 조업 과정중 그물의 투망, 침강, 죔줄을 죄는 과정의 어구운동을 시뮬레이션하였다.

In recent years, there have been concerted efforts toward predicting ship maneuvering in shallow water since the majority of ship’s accidents near harbors commonly occur in shallow and restricted waters. Enhancement of ship maneuverability at the design stage is crucial in ensuring that a ship navigates safely. However, though challenging, establishing the mathematical model of ship maneuvering motion is recognized as crucial toward accurately predicting the assessment of maneuverability. This paper focused on a study on sensitivity analysis of the hydrodynamic coefficients on the maneuverability prediction of KVLCC2 in shallow waters. Hydrodynamic coefficients at different water depths were estimated from the experimental results conducted in the square tank at Changwon National University (CWNU). The simulation of standard maneuvering of KVLLC2 in shallow waters was compared with the results of the Free Running Model Test (FRMT) in shallow waters from other institutes. Additionally the sensitivity analysis of all hydrodynamic coefficients was conducted by deviating each hydrodynamic derivative from the experimental results. The standard maneuvering parameters including turning tests and zig-zag maneuvers were conducted at different water depths and their effects on the standard maneuvering parameters were assessed to understand the importance of different derivatives in ship maneuvering in shallow waters.

This paper discusses the hydrodynamic characteristics of a catamaran at low speed. In this study, the Delft 372 catamaran model was selected as the target hull to analyze the hydrodynamic characteristics by using the RANS (Reynold-Averaged Navier-Stokes) numerical method. First, the turbulence study and mesh independent study were conducted to select the appropriate method for numerical calculation. The numerical method for the CFD (Computational Fluid Dynamic) calculation was verified by comparing the hydrodynamic force with that obtained experimentally at high speed condition and it rendered a good agreement. Second, the virtual captive model test for a catamaran at low speed was conducted using the verified method. The drift test with drift angle 0-180 degrees was performed and the resulting hydrodynamic forces were compared with the trends of other ship types. Also, the pure rotating test and yaw rotating test proposed by Takashina, (1986) were conducted. The Fourier coefficients obtained from the measured hydrodynamic force were compared with those of other ship types. Conversely, pure sway test and pure yaw test also were simulated to obtain added mass coefficients. By analyzing these results, the hydrodynamic coefficients of the catamaran at low speed were estimated. Finally, the maneuvering simulation in low speed conditions was performed by using the estimated hydrodynamic coefficients.

Fast pyrolysis is one of the most viable and commonly used thermochemical conversion technologies which can be applied to both fossil-based and bio-based wastes. The conical spouted bed reactor is an alternative to fluidized beds and has been proven to be a versatile reactor for waste biomass fast pyrolysis, which allows obtaining high bio-oil yields because of its high heat and mass transfer rates and very short residence times. Understanding of the stable hydrodynamic operation range of the conical spouted bed is important for operation of fast pyrolysis reactor. This study characterizes the hydrodynamics of conical spouted bed using the analysis of pressure fluctuation signals. Stable hydrodynamic operation rages were identified by evaluation of pressure drop curve and FFT analysis. The stable operation range of a conical spouted bed was maintained while dominant frequency is 10 Hz. This appears to be promising cost-effective tool for precess control especially in fast pyrolysis systems.

최근 지구온난화에 따른 해수면 상승과 태풍의 내습으로 인하여 발생되는 폭풍해일 및 집중호우에 대하여 낙동강 하류부의 수리거동을 수치모형(EFDC)을 이용하여 해석하였다. 낙동강 하구둑을 포함한 하류부 일대에 대해 수리거동을 해석하기 위하여 대상영역을 진동에서 가덕도를 포함한 외해부까지 확장하였다. 수치모형에 의한 수위의 재현성을 검토하기 위하여 2003년 및 2006년 발생한 태풍 호우사상을 대상으로 각 수위관측지점에서의 관측 수위와 계산수위를 비교 하

Manta형 무인잠수정(Manta-type Unmanned Undersea Test Vehicle, 이하 MUUTV라 함)은 Naval Undersea Warfare Center의 Manta Test Vehicle의 설계 및 운용 개념을 기초로 하여 제안되었다(손 등, 2006). 본 연구에서는 Feldman(1979)과 손 등(2006)의 6자유도 운동 수학모델을 이용하여 MUUTV의 조종운동 특성에 미치는 유체력미계수의 민감도 해석을 수행하였다. 민감도 해석 기법으로는 Sen(2000)이 제안한 방법을 채택하였다. 본 연구를 통하여 각각의 유체력미계수가 MUUTV의 조종운동 특성에 미치는 영향을 정량적으로 파악할 수 있었으며, 상대적으로 영향을 작게 미치는 유체력미계수가 포함된 항을 제거하여 조종운동 수치 시뮬레이션을 수행하여도 운동 추정이 가능함을 알 수 있었다.

현재 개발이 진행 중인 법성항은 하천과 바다의 경계구간인 하구항의 환경과 조석 및 하천수의 영향으로 인하여 발생하는 조간대가 잘 발달되어 있다. 또한 지형적으로 만 내가 깊이 굴입되어 있고 인근에 위치한 와탄천과 전남방조제로 인한 유량에 의한 조위변동이 심한 지역이다. 해양물리적 영향을 검토하기 위한 기초 단계에서 이러한 해역에서의 조석 수치모의 는 중요하며 또한 어려움이 따른다. 또한 구축된 모형은 해양조사 자료를 기반으로 하여 검증단계를 거친 후에 실험을 수행해나가야 한다. 본 연구에서는 이러한 개발과정 중인 법성항을 대상으로 하여 수치모형을 구축한 후, 과거 지형에 대한 예측작업을 수행하고 이를 바탕으로 다시 미래에 대한 예측작업을 수행하였다. 수행결과, 내만의 개발에 따라 개발 전과 비교하여 창조시 유속이 감소하고 낙조시 유속이 증가한 것으로 나타났으며, 조위의 변화는 거의 없는 것으로 나타났다.

이 연구는 선박 설계 초기단계에서 선형 변화에 따른 선박 조종성능 추정에 관한 내용을 다루었다. 선박제원을 대표하는 파라메터 그리고 선미형상의 변화를 민감하게 반영할 수 있는 새로운 파라메터를 선정하는 작업을 수행하였다. 이렇게 선정된 파라메터와 유체력 미계수와의 상관관계를 알아보기 위하여 구속모형 실험을 수행하였다. 그 결과 기본적인 선박제원 중 선체 유체력 미계수와 상관도가 높은 파라메터를 가려낼 수 있었다. 또한 선미형상의 새로운 파라메터와 조종성능과의 상관도를 추정할 수 있었다. 또한 이를 활용하여 유체력미계수에 대한 새로운 경험식을 제시하였다. 이를 활용하면, 초기 선형 설계 시 선형변화 및 수정에 따른 조종성능 추정에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

수중폭기장치로 저수지 성층을 파괴시켜 저수지 수질을 개선시키기 위한 방법이 최근 널리 이용되고 있다. 본 연구는 주요 성층 파괴기작인 Bubble Plume(공기 부력류)의 수리동역학적 거동특성과 플륨 간격에 따라 변하는 모멘텀 중첩효과가 성층파괴 효율에 어떠한 영향을 미치는지에 대하여 수행하였다. 이를 위해 전산유체(CFD) 소프트웨어를 이용한 2상(공기-물) 3차원의 탈성층모델을 개발했으며, 이로부터 계절에 따라 변하는 다양한 성층강도와 주입 공기량