• Title/Summary/Keyword: 계단 흐름

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Flux correction coefficient in numerical simulation of shallow-water flow over square-edged broad-crested weir (직각 광정 위어를 지나는 천수 흐름 모의에서 흐름률 보정 계수)

  • Seung-Yong Hwang
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.503-503
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    • 2023
  • Hwang(2022; J.KWRA, 55, 10)은 수심 적분 모형으로 불연속 지형을 경사로 완화하지 않고 직접 해석하는 Hwang(2015; J.KSCE, 35, 6)의 기법이 적용된 수치 모형의 정확도를 높이기 위해 지형 전면에 실제로 작용하는 정수압 분포와 차이를 해명하는 흐름률 보정 계수(flux correction coefficient)를 도입하였다. 직각 광정 위어 실험 중에서 널리 알려진 다섯 가지 월류 실험으로부터 218회의 시행을 추려 실험과 모의에서 월류량 값이 서로 잘 일치하는 흐름률 보정 계수를 각각 산정하였는데, 이때 광정 위어를 지나는 흐름을 모의하기 위해 계산 영역을 평면 2차원으로 두고 삼각형 계산 격자로 분할하였다(Hwang, 2022). 실험에 사용된 실험 수로들이 수로의 길이 방향으로 그 폭이 일정하므로 옆벽의 영향이 크지 않다면 수로의 단위 폭에 모형을 적용함으로써 계산 영역의 차원을 한 수준 낮출 수 있다. 실질적으로 1차원 모의가 되어 모의 시간을 획기적으로 줄일 수 있으므로 다양한 분석이 가능하겠으나, 2차원 모의로부터 결정된 흐름률 보정 계수를 수정없이 그대로 적용하는 것이 적절한지 검토할 필요가 있다. 이 연구에서는 Hwang(2022)이 검토한 218회의 직각 광정 위어 실험 시행에 수로의 단위 폭에 불연속 지형을 직접 해석할 수 있는 Hwang(2015)의 1차원 모형을 적용하고 모의와 실험에서 월류량의 차이가 최소가 되는 흐름률 보정 계수를 각각 산정하였다. 결정된 흐름률 보정 계수의 평균값을 별도로 선정된 두 가지 직각 광정 위어 실험에 적용하였으며, 보정에 따른 모형의 성능을 평가하기 위해 Willmott의 일치 지표(index of agreement)를 이용하였다. 흐름률 보정 계수를 적용하였을 때, 한 실험 경우에 대해 모형의 성능이 대폭 개선됨을 확인하였고 성능 개선이 미미한 나머지 실험 경우는 보정 전에 일치 지표가 이미 상당히 높은 편이었다. 2차원 문제에 이어 1차원 모형의 적용에서도 흐름률 보정 계수를 결정함으로써 계단이나 직립 보와 같은 불연속 지형을 넘나드는 천수 흐름의 월류량을 더 쉽고 정확하게 파악할 수 있을 것으로 기대된다.

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Integration Model for Urban Flood Inundation Linked with Underground Space Flood Analysis Model (지하공간 침수해석모형과 연계한 도시침수해석 통합모형)

  • Lee, Chang-Hee;Han, Kun-Yeun
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.40 no.4
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    • pp.313-324
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    • 2007
  • An irregular cell-based numerical model was developed to analyze underground space flooding. In this model, the flow characteristics in underground space were computed by link-node system. Also, the model can simulate the underground flood flow related to the influence of stairs and wall-structures. Empirical discharge formula were introduced to analyze weir-type flow for shopping mall, and channel-type flow for subway railroad respectively. The simulated results matched in reasonable range compared with the observed depth. The dual-drainage inundation analysis model and the underground space flood analysis model were integrated using visual basic application of ArcGIS system. The developed model can help the decision support system of flood control authority for redesigning and constructing flood prevention structures and making the potential inundation zone, and establishing flood-mitigation measures.

A Computational Study of Flowfield for a Vent Mixer in Supersonic Flow (초음속 유동장 내 벤트 혼합기에 관한 수치해석 연구)

  • Kim, Chae-Hyoung;Jeung, In-Seuck
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.12 no.2
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    • pp.33-39
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    • 2008
  • To improve the mixing efficiency and to reduce the pressure loss, it is needed to develope a new mixing device for supersonic combustion. The vent mixer is introduced as the new supersonic fuel-air mixer. Computational analyses, that include pressure profile, density contour, and streamline tracing, have been carried out. The expansion wave generates at the end of the extended upper wall of the mixer. And it reduces the shock wave from the hole. Incoming air flow through the hole makes several recirculation regions which increase the mixing efficiency, and the separation region at the downward wall expends the boundary layer which reduces the pressure loss.

Effect of the separating streamline curvature on the axisymmetric backward-facing step flow (박리 유선의 곡률 변화가 축대칭 후향계단 흐름에 미치는 영향)

  • Kim, K.C.;Boo, J.S.;Yang, J.P.;Jung, J.Y.
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.20 no.4
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    • pp.1510-1520
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    • 1996
  • An experimental study on the flow over the axisymmetric backward-facing step was carried out. The purpose of the present study is to investigate the effect of the separating streamline curvature on the reattachment length and to understand the structure of recirculating flows. Local mean and fluctuating velocity components were measured in the separating and reattaching axisymmetric region of turbulent boundary layer on the wall of convex cylinder placed in a water tunnel by using 2-color 4-beam fiber optics laser Doppler velocimetry. The study demonstrates that the reattachment length increases with increasing separating streamline curvature. It is also observed that the reverse flow velocity and turbulent kinetic energy increase with an increase in the separating streamline curvature. In addition, the behavior of maximum turbulent stresses show that the effect of separating streamline curvature is larger in the region of recirculating zone(X/H<2) than in the region of reattachment point.

PIV measurement of step cavity with driven flow (구동류를 갖는 계단 캐비티의 PIV계측)

  • 조대환;김진구;이영호
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.12 no.1
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    • pp.113-119
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    • 1998
  • An experimental study was carried out in a three-dimensional cubic cavity driven by 2-dimensional plane Poiseuille flow for three kinds of Reynolds number, $10^4$, 3 $\times$ $10^4$ and 5 $\times$ $10^4$ based on the cavity width and cavity inlet mean flow velcoity. Instant simultaneous velocity vectors at whole field were measured by 2-D PIV system. Laser based illumination and two-frame grey-level cross correlation algorithm are adopted. Severe unsteady flow fluctuation within the cavity are remarkable at above Re = 3 $\times$ $10^4$ Reynolds numbers and sheared mixing layer phenomena are also found at the region where inlet driving Poiseuille flow is collided with the clock-wise rotating main primary vortex at upper center area. Instant velocity profiles reveal that deformed forced vortex formation is observed throughout the separate two areas.

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Prediction of Dynamic Characteristics of Continuous Systems Due to the Mass Modification (질량변경에 따른 연속계의 동특성변화 예측)

  • 이정윤;최상렬;박천권;오재응;정석주
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.17 no.2
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    • pp.248-256
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    • 1993
  • This paper deriver the generalized mass to find dynamic characteristics and its derivatives of a continous system. And a new sensitivity analysis method is presented by using the amount of change of generalized mass and vibrational mode caused by the variation of lumped and distributed mass. In this paper, to get or detect appropriate results, cantilever beam and stepped beam are used. Deviations of sensitivity coefficient, natual frequency, vibrational mode and transfer function are calculated as result, and compared with the theoretical exact values.

The Study of Crowd Movement in Stair and Turnstile of Subway Station (지하철 역사에서의 계단 및 개찰구 군중흐름에 관한 연구)

  • Kim, Myeoung-Hun;Kim, Eung-Sik;Cho, Ju-Ho
    • Journal of the Korean Society of Safety
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    • v.24 no.3
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    • pp.88-95
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    • 2009
  • Most of subway stations are located underground and the number of passengers is far more than that of designed value, therefore the risk of accident is growing bigger and serious damage is expected in case of disaster. In Korea the period of evacuation study is short and numerical and experimental data of evacuation phenomena in subway station is rare. Many egress evaluation depend on foreign commercial S/Ws which are not yet proven its availability in special case such as subway station. In this paper outflow coefficients which are essential in egress evaluation are calculated at train door, stairway and turnstile at 3 most crowed subway stations. This numerical data can be used in prediction of egress evaluation and the result of other prediction methods can be verified with these experimental data.

Implementation of Digital Laser Doppler Flowmetry using DSP (DSP를 이용한 디지털 레이저 도플러 혈류계의 구현)

  • 고한우;김종원
    • Journal of Biomedical Engineering Research
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    • v.20 no.6
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    • pp.531-537
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    • 1999
  • 본 연구에서는 FFT와 파라메트릭 방법에 의한 혈류 추정방법을 연구하고 디지털 신호처리 프로세서를 이용하여 레이저 도플러 혈률계를 구현하였다. 레이저 도플러 혈류계는 피부의 모세혈류의 흐름을 측정할수 있는 장비로서 다양한 분야에 활용이 가능하다. 구현된시스템은 TI사의 TMS320C32 DSP를 사용하였으며, 전력 스펙트럼의 모멘트값을 이용하여 혈류를 추정하였다. 혈류 추정 값은 매 0.5초마다 그래픽 사용자 인터페이스를 통해서 표시하도록 하였다. 시스템의 성능을 평가하기 위해서 혈류 시뮬레이터에 흐르는 혈류를 계단함수, 삼각함수, 사인함수로 제어하여 그 결과를 비교하였으며 인체 부위에 따른 혈류를 측정하였다. 실험결과 구현된시스템의 혈류 추정성 및 재현성이 보장되고있음을 확인할수 있었다.

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A Study on Ppray Ignition Phenomena Using Shock Tube Combustion System Design (충격파관 시스템설계에 의한 분무의 착화현상 연구)

  • ;水谷幸夫
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.3 no.1
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    • pp.54-61
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    • 1994
  • 계단형태의 고온발생장치로서, 고온의 흐름을 형성하고 난류유동이 없이 일정한 혼합기류를 만들 수 있는 2단격막구조 충격파관 장치를 이용하여, 혼합을 동반하지 않는 분무의 착화과정에 관한 실험을 수행하였다. 본 실험에서는 충격파관 속에 하향으로 설치된 초음파 분무기에 의해 자유낙하 상태에 있는 예혼합 분무주를 만들어서 반사충격파에 의해 순간적으로 단열압축시켜서 착화 현상을 관찰하였다. 고온영역과 저온영역에서 얻어진 활성화에너지는 큰 차이가 나며 본 연구에서 얻은 착화지연의 실험결과는 통상의 분무착화 실험인 전기로법, 급속압축기법, 고온기류속에 연료를 분사하는 방법과 다른 현상을 보였다. 그 대표적인 결과에 대한 예로는 착화지연에 대한 압력 의존성과 연료분사율의 영향이 일반적인 분무의 결과에 비해 적게 나타났다.

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Analysis of Wind and Wave Force acting on the Foundation of the Offshore Wind Tower (해상 타워의 기초에 작용하는 풍력과 파력 해석)

  • Kim, Nam-Hyeong;Go, Myeong-Jin
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2013.06a
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    • pp.273-274
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    • 2013
  • Recently, as offshore wind towers are developed, the size of wind towers have become larger and larger, and offshore wind towers are exposed to various external forces such as wave and current compared with onshore wind towers. Thus, the stability of offshore wind towers is more required than onshore wind towers. In this study, when the wind celerity of 60m/s blows to the cylinder, cone, and stair typed towers, the wind and wave forces on foundation are calculated by p-y relation.

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