k-ε 난류모형을 이용한 중층 밀도류의 수치모의

최성욱,최성욱,Choi, Seongwook,Choi, Sung-Uk 한국수자원학회 2017 한국수자원학회논문집 Vol.50 No.9

본 연구에서는 중층 밀도류를 모의할 수 있는 $k-{\varepsilon}$ 난류모형의 지배방정식을 제시하고 수치모의를 수행하였다. 깊은 수체에 모형을 적용하여 중층 밀도류를 모의하고 게산된 유속과 초과밀도 분포를 분석하였다. 밀도류의 주 흐름방향을 따라 물 연행으로 인해 유속이 감소되는 것과 Richardson 수의 증가로 인해 유속 변화율이 감소되는 것을 관찰하였다. 유속과 초과밀도의 유사성을 확인하였으나, 난류운동에너지와 소산율의 유사성에서는 보이지 않았다. $k-{\varepsilon}$ 모형의 모의 결과를 이용하여 중층 밀도류의 층적분 모형에서 사용될 수 있는 형상계수를 계산하였다. 또한, 층적분 모형을 이용하여 $k-{\varepsilon}$ 모형에서 사용되는 부력관련 모형상수 ($c_{3{\varepsilon}}$)와 부피팽창계수 (${\beta}_0$)를 계산하였다. This study presents a numerical model for simulating dense interflows. The governing equations are provided and the finite difference method is used with the $k-{\varepsilon}$ turbulence model. The model is used to simulate a dense interflow established in a deep ambient water, resulting velocity and excess density profiles. It is observed that velocity decreases in the longitudinal direction due to water entrainment in the vicinity of the outlet and rarely changes for increased Richardson number. Similarity collapses of velocity and excess density are obtained, but those of turbulent kinetic energy and dissipation rate are not. A shape factor for the dense interflow is obtained from the simulated profiles. The value of this shape factor can be used in the layer-averaged modeling of dense interflows. In addition, a buoyancy-related parameter ($c_{3{\varepsilon}}$) for the $k-{\varepsilon}$ model and the volume expansion coefficient (${\beta}_0$) are obtained from the simulated results.

비선형 k-ε 모형을 이용한 부분 식생 개수로 흐름의 평균흐름 및 난류구조 수치모의

최성욱,최성욱,김태준,Choi, Seongwook,Choi, Sung-Uk,Kim, Taejoon 대한토목학회 2014 대한토목학회논문집 Vol.34 No.3

본 연구에서는 부분 식생된 개수로에서 평균흐름 및 난류구조에 관한 수치모의 결과를 제시하였다. 이를 위하여 식생항력항이 포함된 레이놀즈 평균 Navier-Stokes 방정식을 수치해석 하였고 난류 모형으로 비선형 k-${\varepsilon}$ 모형을 이용하였다. 제시된 모형을 Nezu and Onitsuka (2001)의 실험수로에 적용하여 모의된 결과를 실험 계측자료 및 Kang and Choi (2006)의 Reynolds stress model 모의결과와 비교하였다. 실험결과와 비교한 결과에 따르면, 비선형 k-${\varepsilon}$ 모형이 평균흐름의 대체적인 경향을 잘 모의하는 것으로 확인되었다. 또한, 식생 영역과 비식생 영역의 경계면에서 쌍와 (twin vortices)가 생성되고 난류강도와 레이놀즈 응력의 최대점이 위치하는 것을 확인하였다. 레이놀즈 응력에 대해서는 경향은 잘 모의하지만 정량적으로 과소 산정하는 것으로 나타났다. This study presents a numerical modeling of mean flow and turbulence structures of partly-vegetated open-channel flows. For this, Reynolds-averaged Navier-Stokes equations with vegetation drag terms are solved numerically using the non-linear k-${\varepsilon}$ model. The numerical model is applied to laboratory experiments of Nezu and Onitsuka (2001), and simulated results are compared with data from measurement and computations by Kang and Choi's (2006) Reynolds stress model. The simulation results indicate that the proposed numerical model simulates the mean flow well. Twin vortices are found to be generated at the interface between vegetated and non-vegetated zones, where turbulence intensity and Reynolds stress show their maximums. The model simulates the pattern of the Reynolds stress well but under-predicts the intensity of Reynolds stress slightly.

저수지 퇴배사 모의를 위한 준정류모형

최성욱,최성욱,Choi, Sung-Uk,Choi, Seong-Wook 한국수자원학회 2012 한국수자원학회논문집 Vol.45 No.2

본 논문에서는 저수지 퇴사 및 배사현상을 모의하기 위한 준정류 모형을 제시하였다. 준정류 모형은 하상은 시간에 따라 변하지만 유동은 정상류라는 가정에 기초한다. 이것은 유동에 비해 매우 장기간에 걸쳐 하도형태가 변하기 때문에 타당하다. 개발된 모형을 저수지 퇴사에 관한 실내실험에 적용하였다. 수치계산을 통하여 상류측에서 공급되는 유사량에 따라 하도의 수심 및 하상경사가 조정되는 것을 보였다. 수치모의에 의한 수위와 하상고가 실험결과와 잘 일치하는 것을 확인하였다. 또한, 모형을 저수지 배사 현상에 관한 선행 실험 조건에 적용하였다. 이 경우에는 배사를 촉진시키기 위해 실험에서 부정류를 발생시켰기 때문에 준정류 모형에 의한 모의결과가 관측자료와 잘 일치하지 않는 것을 확인하였다. 마지막으로, 유사공급에 따른 평형 수심과 하상경사에 관한 공식을 제시하였으며 수치실험을 통하여 이를 검증하였다. This paper presents a quasi-steady model for numerical simulations of reservoir sedimentation and reservoir flushing. The quasi-steady model is based on the assumption that the flow is steady with time-dependent stream morphology change. This is reasonable because stream morphology changes over a long period, while the flow changes rapidly. The proposed model is first applied to two laboratory experiments for reservoir sedimentation. The channel is shown to be adjusted to new sediment supply at the upstream by changing both the flow depth and slope. Simulated water surface and bed profiles compare favorably to measured data. The model is also applied to reservoir flushing. Good agreement between simulated and measured data is not obtained due to time variation of outflow generated to facilitate the flushing in the experiment. Finally, relationships for equilibrium flow depth and bed slope are proposed and tested through numerical experiments.

유한요소법을 이용한 천수방정식의 수치실험

최성욱,이길성,Choi, Sung Uk,Lee, Kil Seong 대한토목학회 1990 대한토목학회논문집 Vol.10 No.4

Numerical experiments of sballow water equations are performed under various boundary conditions by finite element method to simulate the circulation in estuaries and coastal areas. Galerkin method is employed to discretize spatial domain, and for time integration, finite difference method (Crank-Nicolson scheme) is used. This method is tested in five problems, in which first four cases have analytic solutions. The computed values are well in agreement with the analytic solutions in four experiments and the result of the last 2-dimensional ease is resonable. Implicit and two step Lax-Wendroff schemes in time domain are compared, and the results when using four node bilinear and triangular elements are presented. Consequently it takes very long time for complex problems requiring many elements to integrate all the time steps using the implicit schemes. And the explicit scheme requires careful consideration in selecting the time step and the grid size to obtain the desired accuracy. 하구나 연안에서 해수의 순환형상을 모사(模寫)하게 위해 천수방정식(淺水方程式)을 여러 가지 경계조건 하에서 수치해석하였다. 공간영역은 Galerkin방법으로 이산화(離散化)하였으며 시간영역에 대해서는 유한차분법(Crank-Nicolson방법)을 사용하였다. 네 가지 검정실험이 해석적인 해가 있는 일차원 수로에서 행하여졌으며, 해석해를 구할 수 없는 이차원 모형에도 적용되었다. 해석해가 있는 경우 수치모사 결과가 이와 잘 일치하였으며, 이차원 모형에서의 결과도 매우 합당함을 알 수 있었다. 또 일차원 문제에서 4점 bilinear요소와 삼각형 요소를 사용한 결과를 각각 비교하였으며 시간적분도 2단계 Lax-Wendroff방법을 사용하여 결과를 비교하였다. 음해법을 사용할 경우 비교적 정확한 결과를 얻을 수 있으나 요소의 갯수가 많아지면 구성되는 대수방정식(代數方程式)이 커지기 때문에 각 시간마다의 계산량이 엄청나게 늘어나게 되며 양해법을 사용할 때는 원하는 만큼의 정확한 결과를 얻기 위하여 시간간격이나 공간격자 간격을 선정하는데 각별히 유의하여야 할 것이다.

양해법과 음해법을 이용한 영산강에서의 부정류해석

최성욱,여운광,주철,김창완,오유창,Choi, Sung-Uk,Yeo, Woon-Kwang,Choo, Cheol,Kim, Chang-Wan,O, Yu-Chang 한국수자원학회 1991 물과 미래(한국수자원학회지) Vol.24 No.4

영산강 유역의 89년 7월 호우에 대하여 두가지 유한차분법을 이요한 부정류해석을 실시하였다. 유한 차분법으로는 양해법의 경우 Leap Frog 기법을, 음해법은 Preissmann 기법을 사용하였고 지배방정식은 쌍곡선형 편미분방정식의 일종인 Saint Venant 식을 이용하였다. 외부경계조건으로는 상류단의 유량과 하류단의 조위를 이요하였으며 하구언을 내부경계조건으로 포함시켰다. 지천에서의 유입량과 상류단에서의 유량은 저류함수법에 의한 결과로써 시간별 입력자료로 사용되었다. 비교적 상류에 해당되는 나주지점에서 실측자료, 저류함수법 그리고 두 수치모형에 의한 계산값을 비교해본 결과 해의 정확도는 만족스러웠고 실측자료가 없는 중하류지점에서도 두 모형에 의한 계산값을 비교함으로써 상대적으로 신뢰할 수 있음을 알았다. 본 연구를 통하여 기존의 수문학적 홍수추적방법과 더불어 수치해석에 의한 부정류모형이 홍수예경보업무에 충분히 이용될 수 있음을 알 수 있었으며, 앞으로 본모형을 이용한 홍수시 배수갑문의 최적운영방안등의 연구도 기대된다 하겠다. Flood routing in the Youngsan River was performed for the flood event of July, 1989 by two finite difference methods. The Saint Venant eq., a kind of hyperbolic partial differential equation is employed as governing equation and the explicit scheme (Leap Frog) and implicit scheme (Preissmann) are used to discretize the GE. As for the external boundary conditions, discharge and tidal elevation are upstream and downstream BC, respectively and estuary dam is included in internal BC. Lateral inflows and upstream discharges are the hourly results from storage function method, At Naju station, a Relatively upstream points in this river, the outputs are interpreted as good ones by comparing two numerical results of FDMs with the observed data and the calibrated results by storage function method. and two computational results are compared at the other sites, from middle stream and downstream points, and thus are considered reliable. Therefore, we can conclude from this research that these numerical models are adaptable in simulating and forecasting the flood in natural channels in Korea as well as existing hydrologic models. And the study about optimal gate control at the flood time is expected as further study using these models.

BSR(Buzz, Squeak, Rattle)이음 발생 메커니즘 기본 원리와 시험평가 방법

최성욱,안성철,이강덕,Choi, Sung uk,Ahn, Sungcheul,Ih, Kang Duck 한국음향학회 2018 韓國音響學會誌 Vol.37 No.5

차량 주행 성능이 정숙화되고, 고객의 감성 품질에 대한 기대치가 높아지면서, 주행 중에 불규칙으로 발생하는 이음에 대한 개선 연구가 다양하게 수행되고 있다. 자동차에서 이음은 인접한 부품간의 접촉면에서 발생한다. 접촉면에 진동 또는 힘 등의 외력 작용하면, 접촉 표면 사이에 물리적인 상호작용이 발생되어 이음이 발생하는 것이다. 본 논문에서는 지난 10여년 간 자동차에서 발생되는 이음 현상을 관찰하고, 개선하기 위한 연구를 수행하면서 정리한 것으로 이음의 종류와 발생 기본 원리를 개념적으로 설명하고자 한다. 이를 통해, 향후 자동차뿐 아니라 다른 산업계에서도, BSR(Buzz, Squeak, Rattle) 관련 개선 연구를 진행 하고자 하는 연구자에게 이음 현상을 파악하고, 개선안을 도출 하는 생각을 틀을 제공하여, 보다 향상된 연구가 진행될 수 있게 되길 기대한다. Various studies have been conducted to improve the BSR (Buzz, Squeak, Rattle) noise generated irregularly while the vehicle is running. In vehicle, When an external force such as vibration or force flows into the contact surface, BSR noise is generated at the contact surfaces of nearby components. In this paper, BSR conceptually explain the kind of noise generation mechanisms and the basic principles of generation, which have been proven by observing and improving noise phenomena in automobiles over the last 10 years. Through this, it is expected that researchers who want to study BSR related improvement research not only in automobiles but also in other industries, It will be able to understand the BSR phenomenon and provide a framework for thinking out improvement ideas and to carry out further research.

한국기업의 국제화 과정과 경영성과 영향요인에 관한 실증연구

최성욱(Sung-Uk Choi),강태구(Tae-Koo Kang) 한국무역연구원 2013 무역연구 Vol.9 No.3

This study aims to analyze empirically the relationship with internationalization process, FDI Performance between first investment and sequential investment with the 103 Korean manufacturers in China. This study also differentiates itself from previous studies because this one empirically analyzed and compared the factors which affect the performance between first foreign investment and sequential foreign investment. Also, for the industry to represent the whole of China, a survey was represented to have more meaning for the whole of the country. The results of this study about the FDI Performance between first investment and sequential investment are as follows : First, a higher globalization rate produces a negative effect on business performance. Second, during the sequential foreign investment, part of business strategy in the higher level of global integration, management and growth potential produces a negative (-) influence on business performance. A higher globalization rate produces greater negative(-) influences on business performance, so a field-oriented areas of management strategies should reflect local characteristics and a localization strategy is needed for subsidiaries to strengthen autonomy.

준정류모형을 이용한 하천의 준설 웅덩이 발달 모의

최성욱(Choi Sung-Uk),최성욱(Choi Seongwook) 대한토목학회 2012 대한토목학회논문집 B Vol.32 No.1B

This study presents a numerical model that is capable of simulating the evolution of mining pit in a stream. The numerical model is based on the quasi-steady assumption that the flow is steady with time-dependent morphological change. This hypothesis is valid due to the fact that the stream morphology changes over a long period compared with the time of flow change. Before applications, numerical experiments are carried out with two total load formulas such as Engelund and Hansen's (1967) and Ackers and White's (1973). It is found that the use of Engelund and Hansen's formula reproduces evolution of mining pit best compared with simulated profiles in Parker (2004). Then, the model is applied to two laboratory experiments in the literature. In general, the numerical model simulates properly the evolution of mining pit in laboratory open-channels. However, it is found that the model does not reproduce head-cutting, propagating upstream, and under-estimates the wave of the bed, propagating downstream, after finishing the re-fill of the mining pit. 본 연구에서는 하천에서 준설 웅덩이의 발달과정을 모의할 수 있는 수치모형을 제시하였다. 제시된 수치모형은 준정류 가정에 기초하는데, 이는 흐름은 정상류이고 하상은 시간에 따라 변한다고 가정하는 것이다. 준정류 모형은 흐름에 비해 하도변형이 장기간에 걸쳐 진행된다는 사실에 근거한다. 총유사량 공식으로 Engelund and Hansen 공식과 Ackers and White 공식을 이용하여 수치실험을 실시하였다. Engelund and Hansen 공식을 사용하였을 때, Parker(2004)에 제시된 준설웅덩이의 되메움 과정을 정량적으로 유사하게 모의하는 것으로 나타났다. 제시된 모형의 적용성을 검토하기 위하여 선행 실내실험에 적용하였다. 전반적으로 준정류 모형이 실험수로에서 웅덩이의 발달과정을 잘 모의하는 것으로 확인되었다. 그러나 수치모형이 웅덩이 상류측으로 전파되는 두부침식 현상을 재현하지 못하며, 되메움 이후 하류로 전파되는 하상파를 과소 산정하는 것으로 나타났다.

국내 하천의 소-여울 연쇄구조에서 하상토의 물리적 특성

최성욱(Choi Sung-Uk),배혜득(Bae Hyedeuk) 대한토목학회 2010 대한토목학회 학술대회 Vol.2010 No.10

도심지 토사재해 통합취약성 평가 적용연구

최성욱(Choi, Sung Uk),김보성(Kim, Bo Sung),주진걸(Joo, Jin Gul) 한국방재학회 2017 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.2017 No.-