• Title/Summary/Keyword: 경계에너지

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Numerical Study on Couette Flow in Nanostructured Channel using Molecular-continuum Hybrid Method (분자-연속체 하이브리드 기법을 이용한 구조물이 있는 나노 채널에서의 쿠에트 유동에 대한 수치적 연구)

  • Kim, Youngjin;Jeong, Myunggeun;Ha, Man Yeong
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.41 no.6
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    • pp.429-434
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    • 2017
  • A molecular-continuum hybrid method was developed to simulate microscale and nanoscale fluids where continuum fluidics cannot be used to predict Couette flow. Molecular dynamics simulation is used near the solid surface where the flow cannot be predicted by continuum fluidics, and Navier-Stokes equations are used in the other regions. Numerical simulation of Couette flow was performed using the hybrid method to investigate the effect of solid-liquid interaction and surface roughness in a nanochannel. It was found that the solid-liquid interaction and surface roughness influence the boundary condition. When the surface energy is low, slippage occurs near the solid surface, and the magnitude of slippage decreases with increase in surface energy. When the surface energy is high, a locking boundary condition is formed. The roughness disturbs slippage near the solid surface and promotes the locking boundary condition.

Energy Absorption Characteristics of Z-shape Fabric under High Velocity Impact (Z형 직물의 고속 충격 에너지 흡수 특성)

  • Choi, Chunghyeon;Park, Yurim;Kim, YunHo;Noh, Jae-young;Kim, Chun-Gon
    • Composites Research
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    • v.28 no.4
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    • pp.176-181
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    • 2015
  • In this study, the Z-shape fabric design is proposed as the way to enhance the ballistic performance of fabrics which are used as the intermediate layer of stuffed Whipple shield configurations. The Z-shape fabric employs a different boundary condition from those of conventional configurations of fabrics which include 4 edge fixed. Impact analysis on Z-shape aramid yarns and fabrics using LS-DYNA software was performed and the results were compared with 2 edge fixed and 4 edge fixed fabrics to identify the high velocity impact energy absorption characteristics of the Z-shape fabric. It was revealed that the Z-shape showed different impact behavior and higher energy absorption performance than 2 and 4 edge fixed fabrics.

Inundation Analysis in Urban Area Resulting from River Overflow during Typhoon Event (태풍권 발생 시 하천범람에 따른 도시지역 침수해석)

  • Keum, Ho Jun;Lee, Jae Yeong;Kim, Hyun Il;Cho, Hong Je;Han, Kun Yeun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2018.05a
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    • pp.413-413
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    • 2018
  • 최근 도시지역에 태풍과 집중호우로 인한 홍수발생 빈도와 그 규모가 커지고 있다. 이에 따른 재산 및 인명피해 양상도 매우 심각한 상황이다. 태풍 차바 처럼 강력한 10월 태풍의 출현은 지구 온난화의 전조로 받아들여지고 있다. 또한 10월 태풍임에도 초속 56.5m의 순간 최대풍속과 시간당 최대 116.7mm(제주 서귀포), 139mm(매곡) 등의 강수량은 지역 최대 강수량을 기록함으로써 이제 언제나 태풍 및 홍수에 대한 대비가 필요하게 되었다. 현재 재해에 대비하기 위해 다양한 대책들은 꾸준히 마련되어지고 있으며, 설계 기준 또한 강화되었다. 그러나 저류조 및 배수펌프장 등의 시설물 설치에는 막대한 예산이 필요한데다 장기간의 시간이 필요하며, 비구조적 대책도 마련되어 있으나 태풍 차바의 사례에서 경험한 것처럼 재해 발생 시 대책과 구체적인 방안의 마련이 더욱 시급해 보인다. 이에 본 연구에서는 태풍 차바 시의 호우에 대하여 UNET모형에 의한 부정류모의를 수행하였다. 부정류모의의 경계조건으로써 상류단 경계조건과 측방유입량 조건은 HEC-HMS를 이용하여 유출해석을 실시한 다음 입력 자료로 이용하였으며, 하류단 경계조건으로는 국토부 관할 수위지점의 수위를 이용하여 UNET 모형에 의한 수리학적 하도추적을 수행하였으며, 저지대 침수분석은 지형정보시스템 응용프로그램 중 하나인 ArcGIS를 활용하여 대상유역의 벡터자료를 구축하고 인접도엽의 접합 및 보정을 실시하여 수치고도자료를 생성하여 2차원 홍수범람해석을 위한 HEC-RAS 5.0을 적용하여 침수분석을 수행하였다. 본 연구의 결과를 수재해 피해저감 대책을 수립하는데 기초자료로 활용될 수 있을거라 판단된다.

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Analysis of Turbulent Flow Characteristics by Vegetation Morphology (식생형태에 따른 난류흐름특성 분석)

  • Sunmii Lee;Inhwan Jo;Minjeong Kim;Inhwan Park
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.313-313
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    • 2023
  • 이 연구에서는 침수식생 조건에서 식생 형태 별 frontal area, solid volume fraction이 유속 분포에 미치는 영향을 분석하고, 흐름측정결과로부터 식생 형태에 따른 난류흐름특성을 분석하기 위하여 수행 되었다. 식생흐름 구현을 위하여 5 cm의 간격으로 총 257개의 모형식생을 전체 영역에 배치했다. 유속측정위치는 수위측정결과에 따라 흐름이 안정화되는 구간에서 연직방향으로 17개 지점에서 측정한 후 앙상블 평균하여 분석했다. Branch의 유무에 따라 Type I과 II로 구분하여 각 식생에 대해 유속의 연직분포를 측정한 결과, Branch가 없는 Type I에서는 유속이 지속적으로 감소하는 반면, Type 2에서는 Frontal area가 급격히 증가하는 Branch 구간에서 유속이 급격히 감소한 후 Trunk 구간에서 유속이 다시 증가하는 변화를 보였다. Velocity Spectrum 분석 결과, 모든 지점에 대해 평균한 결과 고주파수 영역에서 -5/3 law를 따르는 것으로 나타나 전체 영역에서 isotropic & homogeneous 난류흐름이 발생함을 확인했다. 난류흐름특성 계산결과, Turbulent kinetic energy(k)를 mean kinetic energy(K)로 무차원화하여 연직분포를 비교했을 때 -k/K는 모두 식생에 근접하며 증가했다. Shear production(Ps)의 계산결과로부터 전단흐름에 의한 난류운동에너지 생성영향분석결과, Type I과 II가 식생경계의 mixing interface 부근에서 급격히 증가하는 분포를 보였으며, 이는 시간평균유속분포에서 분석한 결과와 일치한다. Wake production(Pw)의 연직분포계산결과, Ps와 유사하게 식생경계 부근에서 상승하는 결과가 나타났으며, 이는 식생경계에서 발생하는 Large scale eddy로 인해 발생함을 알 수 있다. 마지막으로 x-방향 난류확산계수로부터 scale factor(αx)의 연직분포를 계산한 결과, 식생경계부근의 mixing interface에서 증가한 후 식생영역 내에서 감소하는 분포를 나타냈다. z-방향 난류확산 계수의 scale factor(αz)는 αx에 비해 작게 계산되었다. 이러한 결과는 오염물질의 연직확산이 식생경계에서 증가한 후 식생 내부에서 감소하여 오염물질, 부유사 등의 축적이 이뤄질 것으로 예상된다. 이는 가지로 인해 식생저항이 증가할 경우 용존성 물질의 혼합이 감소하여 식생의 저장대 효과가 증가함을 의미한다.

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제한조건식을 갖는 연립 4수 경계치 문제의 유한요소내해석

  • 서영태
    • Journal of the KSME
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    • v.26 no.2
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    • pp.114-118
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    • 1986
  • 유한요소법은 경계치(boundary value)문제에 대한 근사해를 구하는 한 방법으로 공학문제 해결의 강력한 도구로서 그 적용분야가 확장되고 있으며, 아울러 유한요소법 자체의 제한점을 축소시 키기 위한 연구가 응용수학자나 공학자에 의해 활발히 진행되고 있다. 본 글에서는 일반적인 유한요소법의 개념을 자연스럽게 확장시켜 공학문제에서 자주 취급되는 제한조건식을 포함한 미분방정식의 처리와 연립미분방정식 및 4계 경계치 문제에 적용시키는 방법을 구체적으로 소 개하고자 한다. 이러한 문제는 최근 에너지 확보와 관련하여 연구가 활발히 진행되고 있는 해 저송유관 설계 및 부설, 시추선 상승관(riser)의 응력해석, 해저광물채집(ocean mining)등의 해 양공학분야에서 크게 대두되고 있다. 해저송유관의 수학적 모델을 통하여 제약조건식을 갖는 연립 4계 경계치 문제를 소개하고 유한요소법의 적용을 설명하고자 한다.

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An Energy-aware Dynamic Source Routing Algorithm for Mobile Ad-hoc Networks (이동 애드혹 네트워크에서 에너지를 고려한 동적 소스 라우팅 알고리즘)

  • Lee, Cheong-Yeop;Shin, Yong-Hyeon
    • Journal of the Korea Society of Computer and Information
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    • v.16 no.10
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    • pp.165-173
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    • 2011
  • In Mobile Ad-hoc Network(MANET), mobile nodes are operated by limited batteries. Therefore, it is very important to consume the battery power efficiently to prevent termination of the network. In this paper, we propose Energy-aware Dynamic Source Routing(EDSR) which is based on the Dynamic Source Routing(DSR) to increase the packet transmission and lifetime of the network. If the battery power of a node reaches threshold level, then the node gives up the function of relaying to save battery power except as a source and a destination node. While the conventional DSR doesn't consider the battery consumptions of the nodes, EDSR blocks the nodes from relaying whose battery powers are below the threshold level. Simulation results show the proposed EDSR is more efficient in packet transmission and network lifetime through the balanced battery consumption of the mobile nodes.

Gas hydrate-bearing venting strucutres in the Sea of Okhotsk (오호츠크해의 가스하이드레이트 함유 가스분출구조)

  • Jin, Young-Keun;Chung, Kyoung-Ho;Party, Chaos Scientific
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2007.06a
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    • pp.501-503
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    • 2007
  • 오호츠크해 사할린 북동 해저사면지역은 세계적인 가스수화물 산출지역으로 알려져있다. 이미 2005년 탐사에서 50 cm 두께의 순수 가스수화물 시료를 해저면에서 채취한 지역이다. 2006년 탐사에서는 다양한 주파수대역의 고해상도 지구불리장비를 사용하여 탐사를 실시하였다. Side-scan Sonal와 3.5 kHz SBP 탐사, 수중음향 탐사를 통해 대규모 하도구조가 가스수화물지역의 북쪽 경계를 형성하고 있음을 밝혔다. 가스수화물의 BSR은 수심에 얕아짐에 따라 계속해서 심도가 감소하여 수심 약 300 m에서 해저면에 다다름. 이는 연구지역에서의 가스수화물 안정대의 상부경계가 약 300 m임을 시사한다 가스수화물 분출구조들은 약 1000m 수심을 경계로 천부에 분포하고, 해저면에는 원형의 가스분출구조들이 특징적으로 나타난다. 반면에 1000 m 수심보다 깊은 지역에서는 mud-dirpir의 상승구조로 판단되는 상승구조들이 해저면에 굴곡지형을 형성하고 있다. 해수중으로 분출하는 가스기둥들은 수심 111.2 m에서 1226.4 m 지점까지 다양한 수심에서 분포하며, 상승높이는 최대 750 m에 이르며, 약 150 m 수심까지 도달한다. 이는 해저에서 분출되는 메탄가스가 해수에 흡수되지 않고 해수면까지 이동하여 대기중으로 발출될 수 있음을 시사한다.

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Effects of Entrance Loss on Harbor Resonances (항만 부진동에 미치는 입구손실의 영향)

  • 박우선;정원무;채장원
    • Proceedings of the Korean Society of Coastal and Ocean Engineers Conference
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    • 1996.10a
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    • pp.184-187
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    • 1996
  • 기존의 항만 부진동현상 해석은 대부분 완전유체라는 가정하에 선형이론에 기초하여 개발된 수치 모델에 의해 수행되고 있다. 실제의 경우에는 해저면의 마찰, 고체경계면을 따른 에너지 손실, 단면의 급 축소 및 확대에 따른 에너지 손실 등이 존재하므로, 이와 같은 에너지의 손실을 고려하지 않고 선형해석을 수행하게 되면 실제와는 다른 과장된 결과를 얻게 된다. 특히, 항 입구의 폭이 좁은 경우에는 실제와는 다르게 증폭비가 대단히 크게 예측된다. (중략)

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Image Segmentation with Energy Minimization Method (에너지 최소화 방법을 이용한 영상분할)

  • 강진숙;김진숙;차의영
    • Proceedings of the Korea Multimedia Society Conference
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    • 2002.05c
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    • pp.191-194
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    • 2002
  • 영상분할이란 영상 내에 존재하는 객체를 배경에서 분리해내는 것을 말한다. Active Contour 모델은 객체를 영상에서 분리하는 gradient 기반의 영상분할 방식이다. 전통적인 의미의 Active Contour 모델에서 사용한 gradient 함수 기반의 영상분할은 잡영이 많고 객체와 배경간 뚜렷한 경계가 없는 영상에서는 그 한계를 보이고 있다. 이에 본 논문에서는 이러한 Active Contour 모델의 단점을 극복하기 위한 방법으로 영상 내의 진화곡선에 의존하는 에너지 함수인 Mumford-Shah Functional을 이용한 방법을 제안한다. 이 방법은 영상 내의 Active Contour를 진화시켜 Mumford-Shah 함수의 에너지를 최소화시키는 Level Set 함수를 찾고 Level Set 함수에 의해 얻어진 부분영상에서 히스토그램을 이용한 임계치(thresholding) 방식을 사용하는 보다 효과적인 객체추출 모델이다.

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