• Journal of the Korean Geotechnical Society
• /
• v.27 no.10
• /
• pp.105-116
• /
• 2011

No analytical solution exists for evaluating in-situ hydraulic conductivity of vertical cutoff walls by analyzing slug test results. Recently, an analytical solution to interpret slug tests has been proposed for a partially penetrated well in an aquifer. However, this analytical solution cannot be directly applied to the cutoff wall because the solution has been developed exclusively for an infinite aquifer instead of a narrow cutoff wall. To consider the cutoff wall boundary conditions, the analytical solution has been modified in this study to take into account the narrow boundaries by introducing the imaginary well theory. Two boundary conditions are considered according to the existence of filter cakes: constant head boundary and no flux boundary. Generalized steady-state shape factors are presented for each geometric condition, which can be used for evaluating the in-situ hydraulic conductivity of cutoff walls. The constant head boundary condition provides higher shape factors and no flux boundary condition provides lower shape factors than the infinite aquifer, which enables to adjust the in-situ hydraulic conductivity of the cutoff wall. The hydraulic conductivities calculated from the analytical solution in this paper give about 1.2~1.7 times higher than those from the Bouwer and Rice method, one of the semi-empirical formulas. Considering the compressibility of the backfill material, the analytical solution developed in this study was proved to correspond to the case of incompressible backfill materials.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.13 no.2
• /
• pp.267-277
• /
• 1993

A finite element method(FEM) is presented and applied to the two-dimensional bottom turbulent boundary layer. The time-dependent incompressible motion of a viscous fluid is formulated by using the well-known Navier-Stokes equations and vorticity equation in terms of the velocity and pressure fields. The general numerical formulation is based on Galerkin method and solved by introducing the mixing length theory of Prandtl for eddy kinematic viscosity of a turbulent flow field. Numerical computations of the transport of sediment on an arbitrary sea-bed due to wave motion in the turbulent boundary layer are carried out. The results obtained by the FEM made clear the difference in characteristic features between the boundary layer due to oscillatory flow and the boundary layer due to wave motion.

• Water for future
• /
• v.27 no.3
• /
• pp.95-105
• /
• 1994

The boundary layer flow under a sluice gate is numerically solved by the random vortex sheet method combined with the vortex-in-cell method in a boundary-fitted coordinate system. The numerical solution shows that the boundary layer developed along the vertical sluice gate wall is the primary cause for the discrepancy in the contraction ratio between the laboratory experiments and inviscid theory; the bottom boundary layer plays much a smaller role in the discrepancy. By dimensional analysis it is concluded that the discrepancy is inversely proportional to the 3/4th power of the gate opening, as analyzed by Benjamin(1956). The results of the numerical simulation and dimensional analysis show a good agreement with experimental results obtained by Benjamin(1956).

• Journal of the Korean Geotechnical Society
• /
• v.28 no.11
• /
• pp.17-31
• /
• 2012

No analytical solution exists for evaluating in-situ hydraulic conductivity of vertical cutoff walls by analyzing slug test results with consideration of transient flow. There is an analytical solution proposed to interpret a slug test performed in a partially penetrated well within an aquifer. However, this analytical solution cannot be directly applied to the cutoff wall because the solution has been developed exclusively for an infinite aquifer instead of a narrow cutoff wall. To consider the cutoff wall boundary conditions (i.e, constant head boundary and no flux boundary condition), the analytical solution has been modified in this study to take into account the narrow boundaries by introducing the imaginary well theory. Type curves are constructed from the currently derived analytical solution and compared with those of a partially penetrated well within an aquifer. The constant head boundary condition provides faster hydraulic head recovery curve than the aquifer case. On the other hand, no flux boundary condition leads to slower hydraulic head recovery. The bigger the shape factor and deviation of the well and the smaller the width of the vertical cutoff wall are, the more effect of boundary condition was observed. The type curves obtained from the analytical solution for a cutoff wall are similar to those made by the numerical method in the literature.

• The Journal of Engineering Geology
• /
• v.13 no.1
• /
• pp.17-27
• /
• 2003

In this study, a phenomenon of saltwater intrusion was monitored under various conditions regarding recharge and pumping rate using time domain reflectometry for a laboratory scale unconfined aquifer to verify the basic theory behind seawater intrusion and to investigate movement of salt-freshwater interface in accordance with the ratio of pumping and recharge rate. Results showed that a thick mixing zone was formed at the boundary instead of a sharp salt-freshwater interface that was assumed by Ghyben and Herzberg who derived an equation relating the water table depth $(H_f)$ to the depth to the interface $(H_s)$. Therefore our experimental results did not agree with the calculated values obtained from the Ghyben and Herzberg equation. Position of interface which was adopted as 0.5 g/L isochlor moved rapidly as the Pumping rate $(Q_p)$ increased for a given recharge rate $(Q_r)$. In addition, interface movement was found to be about 7 times the ratio of $Q_p/Q_r$ in our experimental condition. This indicates that Pumping rate becomes an important factor controlling the seawater intrusion in coastal aquifer.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2015.05a
• /
• pp.82-82
• /
• 2015

해안 대수층은 해수와 담수가 공존하는 지역으로 상대적으로 밀도가 큰 해수가 대수층의 담수 아래에 쐐기형태로 존재하게 된다. 이러한 쐐기형태의 해수와 담수의 경계면은 압력경도의 평형에 의해 경계면이 유지되며, 해수면 또는 지하수위가 변동할 경우 해수-담수 경계면의 균형이 무너짐과 더불어 압력경도의 평행이 이루어질 때 까지 해수-담수 경계면의 이동이 계속 진행된다. 수위 변화의 주요 원인으로는 지구온난화 및 기후변화로 인한 지속적인 해수면 상승과 도서지역의 인구증가 및 산업화로 인한 무분별한 지하수의 사용 등에 의한 지하수위 저하 등을 꼽을 수 있다. 이와 같은 원인으로 해안 및 도서지역에서는 해안 대수층의 해수침투거리가 증가하여 지하수 이용에 큰 어려움을 겪고 있다. 이에 해안 대수층의 해수침투 범위 및 거리를 추정하기 위한 많은 연구들이 다양한 분야에서 지속해서 이루어지고 있지만, 서로 밀도가 다른 해수와 담수가 공존하는 해안 대수층 내의 수리특성을 명확히 파악하기에는 아직까지 미흡한 점들이 많다. 과거에는 Darcy의 법칙 및 Ghyben-Herzberg 식에 근거한 이론적인 연구들이 주로 이루어졌고, 근래에 현장관측이나 수리모형실험이 국내 외적으로 수행되고 있으나, 모든 영역의 지하수의 특성을 조사하는 것이 사실상 불가능하다. 이에 최근에는 컴퓨터 성능의 비약적인 발전과 더불어 다양한 수치해석방법에 의한 수치모델들이 개발되어 시뮬레이션에 적용되고 있다. 하지만 거의 대부분의 수치모델은 해안 대수층 수리특성을 투수계수에 의존하고 있을 뿐, 대수층 내부의 해수-담수에 의한 밀도류의 유동특성을 전혀 고려하지 못한 채 정수압에 근거한 해수-담수 경계면에 대해 모의하고 있는 정도이다. 따라서 본 연구에서는 해안 대수층 내부의 유동현상을 투수계수에 의존하는 방법에서 탈피하여 대수층 매체의 입경, 공극, 형상 등을 고려할 수 있을 뿐만 아니라, 염분 및 온도차에 의한 밀도류를 해석할 수 있는 강비선형 수치모델을 개발하여 해수침투 현상을 직접 모의한다. 나아가 대부분의 이전 연구들에서 간과하고 있는 해안지역의 대표적 물리력인 파랑과 조석의 영향이 해안 대수층의 해수침투에 미치는 영향, 해안 대수층의 지하수위 및 해수면의 수위차에 의한 해수침투 특성 그리고 이를 제어 할 수 있는 새로운 대응기술을 제안하는 것을 목적으로 한다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.44 no.6
• /
• pp.477-483
• /
• 2016

Velocity profiles of laminar, transition and turbulent boundary layers were investigated by using Particle Image Velocimetry(PIV) measurements on the flat plate at Mach 2.96. The Schlieren visualization and PIV measurements are also used to confirm whether the oblique shock wave generated from the leading edge affects the flow field over the flat plate. The laminar velocity profile measured from the experiment was well matched with the compressible Blasius solution. The velocity profile of the transition boundary layer was well correlated with the theoretical turbulent velocity profile from near the wall and the transition began from Re = $1.41{\times}106$. For the turbulent boundary layer, considering compressibility effects, the Van Driest-transformed velocity satisfies the incompressible log-law. It is found that the log region is extended farther in the wall-normal direction compared to the log region in incompressible boundary layer.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2016.02a
• /
• pp.327.2-327.2
• /
• 2016

유기물/무기물 나노 복합체를 이용한 전자 소자는 간단한 공정과 고집적 및 플렉시블 응용 가능성으로 차세대 전자 소자로서 응용 연구가 많이 시도되고 있다. 무기물의 경우 전하 전송 메커니즘과 전기적 특성에 영향을 미치는 다양한 요인들에 대한 연구가 많이 진행되었지만 유기물의 경우 소자의 특성에 집적적으로 영향을 미치는 요인들에 대한 이론적 연구가 미흡하다. 본 연구에서는 금속/유기물 경계면의 전하전송, 트랩밀도 및 전하 이동도가 소자의 전기적 특성에 어떠한 영향을 미치는지 분석하였다. 유기 메모리 소자의 전하 전송 메커니즘을 분석하기 위해 PMMA에 나노 입자를 분산시킨 유기-나노 복합층을 사용하여 유기 메모리 소자를 제작하였고 SCLC 이론을 이용하여 전기적 특성을 분석하였다. 또한 전극과 유기-나노 복합층 사이에 C60 층을 삽입하여 트랩밀도와 전하이동도가 유기물 전자 소자에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 이론적인 연구를 하였다. SCLC 이론을 이용하여 계산한 current density -voltage (J-V) 특성 이론값과 실험값의 비교 분석으로 유기물전자 소자의 전기적 동작 특성에 대한 메커니즘을 규명하였으며, 유기물 메모리 소자에서 트랩밀도와 분포가 전기적 특성에 미치는 영향에 대하여 연구하였다.

• Proceeding of EDISON Challenge
• /
• 2012.04a
• /
• pp.113-116
• /
• 2012

본 연구에서는 마하수 변화에 따른 층류유동 변화를 살펴보았다. 해석 프로그램은 EDISON_CFD를 이용하고, EDISON_CFD에서 사용한 수치기법과 Scheme에 대해서 언급한다. CFD기법을 이용하여 해석한 결과를 경계층조건의 이론 해석방법인 Blasius Boundary Layer와 비교하였다. 각 요소마다 해석한 결과를 통하여 층류 경계층의 특성을 살펴보았다. 그 결과 마하수 증가에 따른 평판의 온도 증가와 밀도 감소가 경계층을 선형적으로 증가시키는 것을 보았다. 또한 마하수 증가에 따른 점성계수의 증가를 살펴봄으로서 층류유동에서 마하수의 증가는 점성에 의한 운동량 확산을 증가시킨다는 것을 보았다.

• Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
• /
• spring
• /
• pp.383-386
• /
• 1999

본 연구에서는 공중용 초음파 센서에 많이 사용되고 있는 원판형 압전소자, 정합층, 그리고 후면충, 세 부분으로 이루어진 다층 접합체의 진동 특성을 기계적 진동 방정식을 이용하여 이론적으로 해석하였으며, 해석결과의 타당성을 유한요소 해석방법을 사용하여 검증하였다. 본 연구의 해석 방법은 다층 판, 특히 압전세라믹과 정합층으로 이루어진 2층과 후면층이 추가된 3층에 대한 진동 방정식에 적절한 경계 조건 및 수렴조건을 적용하여 고유진동 주파수를 유도하였다. 그리고 이를 이용하여 초음파 탐측자 개발 시 널리 사용되고 있는 설계변수 즉, 각 층의 반경, 두께, 밀도, 그리고 영률의 변화에 대한 공진주파수의 변화 경향을 분석하였다. 공진주파수 변화 경향에 대한 이 해석 방법의 타당성을 널리 사용되고 있는 유한 요소해석법을 사용하여 검증한 결과, 두 해석결과는 좋은 일치를 보였다. 그러므로 본 연구의 결과는 종래의 등가회로나 유한요소 해석법에 비해 더 간편하고, 더 정확한 해석결과를 제공할 수 있는 해석도구로써 이용될 수 있을 것이다.