• Journal of Biosystems Engineering
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• 제10권1호
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• pp.24-38
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• 1985

경사진 밀폐 공간에서 마주 보는 두 벽면의 온도 차로 인하여 발생되는 자연 대류 현상은 여러 공학 분야에서 볼 수 있는 중요한 열전달 현상으로서, 최근 들어 평판형 태양열 집열기를 설계하려는 사람들에게 많은 관심의 대상이 되고 있다. 평판형 태양열 집열기의 경우 덮개판으로 부터의 대류 열손실을 감소시킴으로서 집열 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 사용목적에 따라 소형 집열기를 제작할 수 있어 경제적으로 유리하게 될 것이다. 밀폐된 공간에서 최초에 정지 상태에 있는 얇은 유체층을 하부에서 가열시켜 주면 열팽창 현상이 일어나고, 이것에 의한 부력이 점도나 열전도도 등의 안정화 요인을 극복할 수 있을 정도로 커지면 System이 불안정하게 되어 자연 대류 현상이 수반되며 이 때문에 열전달율이 급격히 증가하게 된다. 이러한 현상의 지배 방정식은 연립 비선형 편미분 방정식으로 특수한 경계 조건외에는 일반적으로 해석적 해를 구하기가 어렵기 때문에 실험적 연구가 많이 실시되어 왔고 이들 결과의 대부분은 전반적인 열전달 특성치만을 구하는데 집중되어 왔다. 본 연구에서는 수치 해석법의 하나인 유한 차분법을 도입하여 이차원으로 가정한 경사진 평판형 밀폐 공간에서의 자연 대류 현상의 지배 방정식을 유한 차분화시켜, $$2.74{\times}10^3\leq_-Gr\leq_-2.0{\times}10^6$$, Pr=0.73, $$15^{\circ}\leq_-a\leq_-150^{\circ}$$, 종횡비는 1, 2, 3, 5, 9에 대하여 정상 상태에서의 해를 구하면서 수치적으로 실험하였다. 본 연구에서 얻어진 결론을 요약하면 다음과 같다. (1) 해석적으로 구하기 어려운 경사진 밀폐 공간에서 자연대류현상의 지배 방정식을 유한 차분법으로 해결할 수 있으며, 대류항과 확산항을 따로 고려한 유한차분법이 효과적임을 확인하였다. (2) 저온과 고온 벽면에서의 온도를 각각 균일하게 놓고 단변으로 이루어진 벽면은 완전히 절연되어 있는 경우에 대하여 수치해를 구한결과, 이전의 해석적 및 실험적 결과와 일치하였으며, 시간의 경과에 따른 온도 및 유선의 변화를 현상학적으로 관찰할 수 있었다. (3) 평균 열전달 계수에 미치는 경사각의 효과를 살펴본 결과 종횡비가 1 인 경우 경사각이 $45^{\circ}$에서, 종횡비가 2, 3, 5, 9인 경우 경사각이 $60^{\circ}$에서 각각 평균 열전달 계수 최대치가 나타났다. (4) Ra수(Rayleigh number) 가 증가될수록, 경사각에 상관없이 평균 열전달 계수도 증가되었다. 한편 Ra수 및 경사각의 변화에 따라 종횡비가 증가될수록 평균 열전달 계수는 경사각이 $90^{\circ}$인 경우를 제외하고는 감소됨을 볼 수 있었다. 경사각이 $90^{\circ}$인 경우, 평균 열전달 계수는 종횡비가 2 인 곳에서 최대치를 얻을 수 있었으며, 종횡비가 계속 증가될수록 평균 열전달 계수는 점차 감소되어짐을 볼 수 있었다.

• 태양에너지
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• 제13권1호
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• pp.1-10
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• 1993

하향(下向)의 축대칭자유분류(軸對稱自由噴流)가 등열유속(等熱流束) 조건(條件)의 경사전열면(傾斜傳熱面)에 충돌(衝突)하는 축대칭(軸對稱) 충돌수분류계(衝突水噴流系)를 구성(構成)하였다. 실험변수(實驗變數)로는 노즐-전열면간 거리(距離), 레이놀즈수, 무차원경사각(無次元傾斜角)으로 하였으며, 노즐-전열면간 거리의 범위는 $1.5{\sim}10.5$, 레이놀즈수의 범위(範圍)는 $1{\times}10^4{\sim}4{\times}10^4$, 무차원 경사각의 범위는 0.5, 0.67, 0.83, 1.00으로 하였다. 이와같은 실험적(實驗的) 연구(硏究)에서 국소누셀트수는 $Re^{0.7}$에 비례(比例)하여 증가(增加)되었으며 또한 정체점(停滯點)으로부터 국소거리(局所距離)가 8배(培)되는 하향구배전열면(下向句配傳熱面)의 국소위치(局所位置)에 제2(第)의 극대(極大) 열전달(熱傳達) 현상(現像)이 나타났다. 국소누셀트수는 분류속도가 저속(低速)의 경우 전열면(傳熱面)의 경사각의 영향이 작게 나타나고 있으나, 고속영역(高速領域)이 됨에 따라 경사각의 영향이 증가(增加)되었으며, 특히 국소위치의 $X/D{\leq}4$는 벽면분류영역(壁面噴流領域)에서 경사각에 대한 영향이 명확(明確)하게 나타나고 있다. 정체점열전달(停滯點熱傳達)은 분류속도(噴流速度)와 노즐-전열면간 거리에 비례(比例)해서 증가(增加)되며 층류이론해(層流理論解)에 비(比)하여 최소(最少) 2.4배(培) 이상 높은 열전달효과(熱傳達效果)를 나타내었으며, 정체점(停滯點)누셀트수는 레이놀즈수, 프란틀수, 노즐-전열면간 거리 그리고 무차원(無次元) 경사각(傾斜角)을 포함(包含)하는 무차원(無次元) 실험식(實驗式)으로 나타내었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1994년도 추계학술대회논문집; 한국종합전시장, 18 Nov. 1994
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• pp.265-270
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• 1994

본 연구에서는 케비테이션 터널에서의 경사진 원형실린더의 유동유기진동시험을 통하여 경사각에 따른 유동유기진동 특성규명과 아울러 유체력 계수들의 실험적 산정을 시도하였으며 도출된 주요한 결론은 다음과 같다. 경사각이 20.deg. 이상되면 마찰저항력에 비해 수직항력이 지배적이 되며, 이때 수직항력계수는 여러 관찰자에 의해 관측된 범위의 값(1.7-2.0)을 갖는다. 또한, 양력계수 $C_{L,rms}$은 유속범위 4$_{n}$D<8의 범위에서 lock-in 현상에 의해 큰 값을 갖게 되며, 경사각이 커질수록 큰 값을 갖는다. 경사각이 30.deg.인 경우 최대값은 약 0.9, 20.deg.인 경우 0.4로 계측되었다.

• 동력기계공학회지
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• 제12권4호
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• pp.39-45
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• 2008

본 연구는 두 개의 경사진 다공 배플이 설치된 사각채널에서 국부 열전달향상 특성을 조사하였다. 채널은 19.8cm(W)$\times$4cm(H)의 단면적을 가지며 형상계수는 4.95이며 수력직경은 6.66cm이다. 4종류의 배플을 취급하였다. 가열 시험부에 동일한 크기, 경사각, 구멍형태의 경사 배플을 설치하였다. 경사 배플은 모두 19.8 cm의 폭, $2.55cm\times2.55cm$의 정 다이아몬드 형 구멍, 그리고 So의 경사각을 갖는다. 레이놀즈 수 범위는 23,000에서 57,000까지이다. 배플의 구멍의 수가 열전달 향상에 중요한 역할을 하였으며 구멍이 3개 인(baffle type II)가 가장 우수한 열전달 향상을 보였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제10권4호
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• pp.197-203
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• 1998

천수방정식 형태의 쌍곡선형 완경사 방정식을 이용하여 파랑의 반사파 성분을 분해하는 방법을 제시한다. 모델의 반사파 산정능력을 평가하기 위하여 Booij 경사면 및 물결사주에 적용한다. Chamberlain and Porter(1995)에 의하여 주어진 수심경사제곱항과 수심곡률항의 효과를 포함하였을 때 Berkhoff의 완경사 방정식에 의한 결과보다 유한요소법 결과나 실험 자료와 비교하여 훨씬 만족할 만한 결과를 보여주었다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.72-77
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• 2003

In this study, Mild slope equation is extended to both of rapidly varying topography and nonlinear waves in a Hamiltonian formulation. It is shown that its linearzed form is the same as the modified mild-slope equation proposed by Kirby and Misra(1998) And assuming that the bottom slopes are very slowly, it is the equivalent with nonlinear mild-slope equation proposed by Isobe(]994) for the monochromatic wave. Using finite-difference method, it is solved numerically and verified, comparing with the results of some hydraulic experiments. A good agreement between them is shown.

• 한국수자원학회논문집
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• 제35권6호
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• pp.779-786
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• 2002

Lagrange 방법과 B-spline 기법을 이용한 경계요소법으로 경사면에 작용하는 고립파의 특성을 연구하였다. 최대 처오름높이는 실험자료와 비교한 결과, 기존의 경계요소법에 의한 결과에 비해 높은 정확도를 나타냈다. 또한, 벽면 경사각의 변화에 따른 최대 처오름높이와 속도벡터의 변화를 나타내었으며, 경사면에 작용하는 동수압의 특성을 조사하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제23회 추계학술대회 논문집
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• pp.113-118
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• 2004

평판에 충돌하는 과소팽창 충돌제트에 대한 기본적인 정보를 구하기 위해 근거리에서 경사 각도와 과소팽창 비의 변화에 따른 실험을 수행하였다. 과소 팽창비가 증가하면서 최대표면압력 값들은 작아지며, 회복계수의 감소효과는 커진다. 또한 경사각도 감소에 따라 표면 압력 정점의 위치는 상류로 이동하고, 저온영역의 범위는 상류에서 감소하는 반면 하류로 넓게 분포된다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제17권6호
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• pp.1243-1248
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• 2022

비정형 환경인 건설 현장에서 안정적으로 운영할 수 있는 이동 플랫폼은 스마트 건설기술 개발에 있어 중요한 문제이다. 본 논문에서는 건설 현장 지형정보 수집 지원을 위해 비정형 환경에서도 강인하게 주행할 수 있는 이동 로봇 플랫폼을 소개한다. 제안한 이동 플랫폼은 종경사 뿐만이 아닌 횡경사에도 대처할 수 있도록 설계하였으며 시뮬레이션 실험을 통해 제안한 플랫폼의 단차 극복성능을 분석하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제10권4호
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• pp.39-52
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• 1994

지반앵커의 설계시 가장 중요한 것은 극한인발력을 구하는 것이다. 앵커의 간격이 가까울 때는 앵커의 인발에 따른 지반 거동의 중첩 현상, 즉 군효과가 발생하여 앵커 1개당 극한인발력이 감소하게 된다. 현재까지 앵커의 군효과에 대한 연구가 극소수인데 그것도 대부분 연직 앵커에 관한 것으로 경사앵커에 대한 연구는 거의 없는 실정이다. 이 이유는 지반앵커의 인발에 따른 지반 거동의 관찰과 앵커표면 마찰응력을 정확하게 측정해서 분석할 수 있는 실험과 이론적 고찰이 대단히 어렵기 때문일 것이라고 생각한다. 본 연구는 공기 건조 모래지반 내에 설치된 경사 지반앵커의 군효과에 대한 모형실험에 관한 것으로, 앵커체 깊이 방향으로 부착된 10개의 변형률게이지에 의해서 앵커체 표면의 마찰응력을 구하여 군효과에 의한 마찰응력의 감소에 대해 분석하는 것이다. 실험 결과, 앵커표면간 거리가 10.7cm에 불과한 대단히 가까운 앵커의 경우에도 군효과에 의한 마찰응력의 감소와 극한인발력의 감소는 보이지 않는다. 그러나 본 연구는 건조모래 지반내의 소규모 실내모형실험에 한한 것이므로 이후 여러 가지 지반 조건하에서의 모형실험과 현장실험을 실시해서 보다 일반적으로 적용될 수 있는 연구가 지속되어야 할 것이다.