• 전산구조공학
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• 제6권2호
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• pp.17-22
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• 1993

본 고에서는 다공매체에서 고체/유체의 상호작용을 조합해석할 수 있는 유한요소모델 개발현황을 살펴보고 이를 이용하여 다공매체의 단계적 굴착 시뮬레이션을 수행할 때 현재 널리 사용하고 있는 전응력해석에 의한 결과와의 차이점을 살펴보고자 한다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2007년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.72-72
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• 2007

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.542-545
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• 2007

터널의 노면 양쪽에 관로를 설치하여 유입된 지하수를 배출시키는 방법은 일반적인 터널 배수공법이지만 배수관로의 설치를 위한 추가적인 굴착은 공사기간과 공사비의 상승으로 이어지는 실정이다. 이에 터널 내에 별도의 배수관로 굴착 없이 노면 하부에 다열기둥을 일정 간격으로 매설하여 지하수의 흐름방향을 노면 하부로 유도시키는 경제적인 배수시스템이 현재 연구 중이다. 이 터널배수시스템은 추가적 굴착이 없어 기존의 배수시스템보다 경제적이지만 다열기둥의 연속적인 배치를 필요로 하므로 기존의 관로배수방식보다 더 많은 유체의 흐름저항을 받게 된다. 따라서 유체의 흐름에 효율적인 다열기둥 간의 배치간격에 대한 연구가 필요하다. 그래서 본 연구에서는 노면 하부에 다열기둥이 매설된 터널 내로 유입하는 지하수 배출을 목적으로 다열기둥 간의 배치간격에 따른 Manning계수의 변화를 수리실험을 통해 측정 분석하였다. 특히 Manning계수는 개수로에서 유체흐름 저항의 정도를 파악하는 데 이용되는 인자로 이를 활용하여 지하수 배수에 적절한 다열기둥 배치간격을 산정하였다. 본 연구를 통해 얻어진 수리실험 자료는 노면하부에 다열기둥을 매설하는 터널공사의 실제 설계를 위한 기초적인 참고자료로 사용될 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.109-122
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• 1993

유체포화 다공매체에서의 단계적 굴착시 형상변화로 인한 구조거동을 시간종속적 배수이론으로 예측하기 위한 유한요소해석방법을 제시하였다 시간종속적 배수거동을 고려한 유한요소방정식을 유도하기 위하여 Biot의 방정식을 사용하였다. 이론해가 존재하는 재하 하중에 의한 시간종속적 배수거동 문제의 해석과 완전배수거동시 1단계 굴착과 다단계 굴착시의 변형이 동일한가를 확인하므로써 유도된 방법의 타당성을 검증하였다. 1차원 및 2치원 문제에 대하여 시간종속적 배수모형과 완전배수모형에 의한 결과를 비교하여 그 차이를 예시하였다. 또한 단계적 굴착시 굴착속도 및 투수계수의 변화에 따른 영향도 분석하였다. 수치해석 시뮬레이션을 통해, 다공매체지반의 굴착해석시에는 시간종속적 배수거동에 근거한 해석이 보다 신뢰할 수 있음을 고찰하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.369-372
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• 2008

An experimental study is carried out to study two-phase vertically upward hydraulic transport of solid particles by water in a vertical and inclined (0${\sim}$60 degree) concentric annulus with rotation of the inner cylinder. Rheology of particulate suspensions in shear-thinning fluids is of importance in many applications such as particle removal from surfaces, transport of proppants in fractured reservoir and cleaning of drilling holes, and so on. Annular fluid velocities varied from 0.2 m/s to 1.5 m/s for the actual drilling operational condition. Macroscopic behavior of solid particles, averaged flow rate, and particle rising velocity are observed. Main parameters considered in this study were radius ratio, inner-pipe rotary speed, fluid flow regime, and particle injection rate. For both water and CMC solutions, the higher the concentration of the solid particles is, the larger the pressure gradients become

• 한국해양공학회지
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• 제26권2호
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• pp.20-25
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• 2012

During drilling, the precipitation velocity of cuttings within an annulus depends on the density and configuration of the cuttings, and on the density, viscosity, and rheological characteristics of the drilling fluid. In directional drilling in particular, it is difficult to adjust and control the cuttings. In contrast to vertical drilling, it is very important to evaluate the flow characteristics of a drilling flow field. However, research on the transfer features of cuttings is inadequate. In this study, in order to identify transfer features of cuttings, an experiment was performed under wide-ranging conditions by constructing a slim hole annulus ($44mm{\times}30mm$) device. In this experiment, the particle volume fraction were influenced by particle size, particle concentration within the flow, pipe rotation, flow volume, and inclination of the annulus. In addition, a mathematical formula for volumetric concentration was deduced and compared to the test results and behavior of cuttings under the other drilling condition was made to be predicted. Therefore, this study can provide meaningful data for vertical and horizontal drilling, and for directional drilling.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권10호
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• pp.29-38
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• 2018

굴착공 저면에 형성된 슬라임은 현장타설말뚝의 과도한 침하 및 지지력 감소를 야기하므로 콘크리트 타설 전 해당 슬라임에 대한 조사가 요구된다. 본 연구에서는 굴착공 내 전기적 특성을 이용하여 굴착공 저면에 형성된 슬라임을 평가하기 위한 기법으로써 슬라임미터(slime meter)를 개발하였다. 슬라임미터는 전극 및 온도센서가 설치된 프로브 및 로터리엔코더가 설치된 프레임으로 구성되어 굴착공 심도에 따라 온도영향이 고려된 전기비저항을 평가할 수 있다. 슬라임미터의 적용을 위하여 직경 3m, 심도 46.9m의 굴착공에 대해 시험시간 및 위치가 서로 다른 총 3회의 현장실험이 수행되었다. 3회의 현장실험 모두 굴착공 내 유체에서 일정한 전기비저항이 측정되었으나 슬라임 표면이 존재하는 심도에서 전기비저항이 급격히 증가하는 결과를 보였으며, 해당 심도 및 지반 굴착심도의 차를 이용하여 슬라임의 두께를 산정할 수 있었다. 슬라임 두께 산정 결과, 동일 실험위치에서의 슬라임 두께는 시간 경과에 따라 증가하였으며 가장자리에서의 슬라임이 중앙부의 슬라임보다 두껍게 평가되었다. 본 연구에서 개발된 슬라임미터는 간소화된 장비구성으로 굴착공 내 전기비저항을 평가하여 슬라임 두께를 산정하므로 향후 굴착공 저면의 슬라임 평가를 위한 기법으로써 활용될 수 있을 것이라 기대된다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2006년 제4회 한국유체공학학술대회 논문집
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• pp.465-470
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• 2006

An experimental investigation is carried out to study 2-phase vertically upward hydraulic transport of solid particles by water and non-Newtonian fluids in a slim hole concentric annulus with rotation of the inner cylinder. Rheology of particulate suspensions in viscoelastic fluids is of importance in many applications such as particle removal from surfaces, transport of proppants in fractured reservoir and cleaning of drilling holes, etc. In this study a clear acrylic pipe was used in order to observe the movement of solid particles. Annular fluid velocities varied from 0.2 m/s to 3.0 m/s. Pressure drops and average flow rate and particle rising velocity are measured. For both water and 0.2% CMC solutions, the higher the concentration of the solid particles is, the larger the pressure gradients become.

• 한국차세대컴퓨팅학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.51-61
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• 2019

이 논문에서는 유체 시뮬레이션 기술을 사용해서 비유체인 토사를 시뮬레이션하는 방법을 구현했다. 굴착 작업 등에 의해 생성되는 토사를 표현하기 위해 널리 사용되는 NVIDIA 사의 FleX를 사용하였다. FleX는 SPH(Smoothed-particle hydrodynamics) 기법과 위치 기반 동역학 (Position Based Dynamics) 기법을 결합한 입자 기반 물리 시뮬레이션 라이브러리로서 이를 이용하면 유체를 실감 있게 표현할 수 있다. 그러나 토사는 유체의 성질뿐만 아니라 비유체의 성질도 가지고 있기 때문에 기존의 FleX가 제공하는 기능만으로 시뮬레이션하기 어렵다. 본 연구에서는 기존 Flex를 이용하여 비유체의 행태를 시뮬레이션하기 위한 기법을 추가하였다. 이를 통해 적은 비용으로 효과적인 결과 개선이 이루어질 수 있다.

• 설비공학논문집
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• 제18권4호
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• pp.370-376
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• 2006

The paper concerns an experimental study of fully developed laminar flow of a Newtonian and non-Newtonian liquid in concentric annuli with combined bulk axial flow and inner cylinder rotation. Pressure losses and skin friction coefficients have been measured for Newtonian fluid, water and non-Newtonian fluids, 0.2% aqueous of sodium carboxymethyl cellulose (CMC) and 5% bentonite solutions, when the inner cylinder rotates at the speed of $0{\sim}500$ rpm. The influences of rotation, radius ratio and working fluid on the annular flow field are investigated. And the new correlations among the skin friction coefficient, the Reynolds number and the Rossby number are presented with reasonable limits of accuracy in laminar flow regime.