• Title/Summary/Keyword: 균일 흐름

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Effects of Particle Sizes on Non-Darcy Flow in Homogeneous Macro-porous Media (대규모 균일공극 매질에서 비Darcy 흐름에 대한 입자 크기의 영향)

  • Park, Sang Deog;Raksmey, Na;Sokan, Khe
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2019.05a
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    • pp.238-238
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    • 2019
  • 산지계곡에는 큰 자갈이나 호박돌이 무더기로 퇴적되어 있어서 대규모 공극을 구성한다. 호우시 이 돌무더기 내부에 빠른 흐름이 형성되고 이에 따른 퇴적사면의 급격한 변동이 발생하기도 한다. 본 연구에서는 대공극 매질의 흐름은 산지계곡에 퇴적된 균일 직경을 가진 구형 입자로 구성된 대규모 공극 매질을 구성하고, 비 Darcy 흐름의 유속에 미치는 입경의 영향을 수리실험으로 조사하였다. 실험에 사용된 구형 입자는 크기가 15.5mm, 25mm, 36.5mm인 유리구슬이고, 조성된 매질의 공극율은 Table 1과 같으며, 실험에서 침투거리는 40cm로 하였다. 실험유량은 0.98~15.41 t/s이고 입자 Reynolds 수는 120~4,580의 범위였다. 동수경사가 증가하면 매질의 단면평균 유속이 비선형적으로 증가하였다. 입경이 작을수록 유속과 동수경사 사이의 비선형적 경향이 더 크다(Fig.1). 동일한 동수경사에서 매질의 입경이 클수록 유속이 빠르게 나타났다.

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Aerodynamic Load Analysis for Wind Turbine Blade in Uniform Flow and Ground Shear Flow (균일 흐름과 지상 전단 흐름에 놓인 수평축 풍력터빈 블레이드의 공력 하중 비교)

  • Kim, Jin;Ryu, Ki-Wahn
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2007.11a
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    • pp.387-390
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    • 2007
  • Recently the diameter of the 5MW wind turbine reaches 126m, and the tower height is nearly the same with the wind turbine diameter. The blade will experience periodic inflow oscillation due to blade rotation inside the ground shear flow region, that is, the inflow velocity is maximum at uppermost position and minimum at lowermost position. In this study we compare the aerodynamic data between two inflow conditions, i.e, uniform flow and normal wind profile. From the computed results all of the relative errors for oscillating amplitudes increased due to the ground shear flow effect. Especially My at hub and $F_x$, $M_y$, $M_z$ at LSS increased enormously. It turns out that the aerodynamic analysis including the ground shear flow effect must be considered for fatigue load analysis.

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Simulation Model of Dual-Species Biofilm Growth in Hydrodynamic Flow (유체 흐름 안에서 두 종의 생물막 성장 시뮬레이션 모델)

  • Jeon, Won-Ju;Lee, Sang-Hee
    • Journal of the Korea Society for Simulation
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    • v.20 no.1
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    • pp.97-105
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    • 2011
  • In rivers and streams, biofilms are thin layers of greenish-brown slime attached to rocks, plants, and other surfaces. Biofilms play key roles in primary production and cycling of nutrients, water quality remediation, suspended sediment removal, and energy flow to higher trophic levels. In the present study, we developed a two-dimensional cellular automata model to simulate mixed biofilms of toxin-sensitive and toxin-producing species in hydrodynamic flow. The flow was generated by a stochastic process for uniform flow and by using the Navier-Stokes equation for non-uniform flow. Minimized local rules governing reproduction and mortality of the species were executed in the self-organizing processes to elucidate interactions between toxin-producing and toxin-sensitive species in competition over nutrients. We briefly discuss the morphology of the simulated biofilm under different flow conditions.

Comparison of Aerodynamic Loads for Horizontal Axis Wind Turbine (II): with and without Vertical Wind Shear Effect (수평축 풍력터빈의 공력 하중 비교 (II): 수직 전단흐름 효과의 유·무)

  • Kim, Jin;Kang, Seung-Hee;Ryu, Ki-Wahn
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.44 no.5
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    • pp.399-406
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    • 2016
  • The large scale wind turbine blades usually experience periodic change of inflow speed due to blade rotation inside the ground shear flow region. Because of the vertical wind shear, the inflow velocity in the boundary layer region is maximum at uppermost position and minimum at lowermost position. These spatial distribution of wind speeds can lead to the periodic oscillation of the 6-component loads at hub and low speed shaft of the wind turbine rotor. In this study we compare the aerodynamic loads between two inflow conditions, i.e, uniform flow (no vertical wind shear effect) and normal wind profile. From the computed results all of the relative errors for oscillating amplitudes increased due to the ground shear flow effect. Especially bending moment and thrust at hub, and bending moments at LSS increased enormously. It turns out that the aerodynamic analysis including the ground shear flow effect must be considered for fatigue analysis.

Gas hold-up variation with pore size of tray in trayed bubble column (Trayed bubble column 반응기에서 tray의 기공크기에 따른 gas hold-up 변화 연구)

  • Yang, Jung Hoon;Yang, Jung-Il;Kim, Hak-Joo;Chun, Dong Hyun;Lee, Ho-Tae;Jung, Heon
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.11a
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    • pp.133.1-133.1
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    • 2010
  • 슬러리 기포탑 반응기는 열 및 물질 전달의 용이성, 낮은 운전비용 및 장치의 간단성의 장점을 가지고 있어서 Fischer-Tropsch 반응, bio-reaction 등에 많이 응용되고 있다. 그러나 기포탑 반응기 내의 물질 거동은 매우 복잡하기 때문에 많은 연구가 이루어지고 있음에도 불구하고 그 현상에 대한 명확한 이해는 어려운 상황이다. 특히 기포탑반응기 내에 기체의 포집율(gas hold-up)을 증가시키는 것을 목적으로 하는 연구들이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 trayed bubble column 반응기에서 tray의 기공크기에 따른 기체 포집율의 변화를 관찰하였다. 실험에 사용된 반응기는 내경이 0.15 m이고 높이 2.0 m의 아크릴 반응기를 이용하였다. 사용된 연속상은 수돗물을 사용하였고 분산상 기체로는 압축공기를 이용하였다. Tray의 기공크기는 1.1 mm부터 14.0 mm까지 변화시키면서 높이별 기체 포집율의 변화를 관찰하였다. 기체 포집율의 변화를 균일흐름 영역과 불균일 흐름 영역에서 그 양상이 다르게 나타났다. 즉 균일계 영역에서는 기공의 크기가 1.1 mm부터 2.9 mm까지 증가시면 기체포집율이 감소하는 반면 2.9 mm 이상에서는 증가하는 것으로 관찰되었다. 반면 불균일 흐름 영역에서는 전반적으로 기공의 크기가 작아질수록 기체포집율이 증가하였다. 또한 각각의 흐흠 영역에서의 기체포집율 증가정도는 확연한 차이를 보이는 것을 알 수 있었다. 이것은 흐름영역의 유체거동에 따라서 기포와 tray 기공사이의 상호작용 메커니즘이 달라지기 때문인 것으로 보인다.

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Effect of Gas now Modulation on Etch Depth Uniformity for Plasma Etching of 150 mm GaAs Wafers (150 mm GaAs 웨이퍼의 플라즈마 식각에서 식각 깊이의 균일도에 대한 가스 흐름의 최적화 연구)

  • 정필구;임완태;조관식;전민현;임재영;이제원;조국산
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.11 no.2
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    • pp.113-118
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    • 2002
  • We developed engineering methods to control gas flow in a plasma reactor in order to achieve good etch depth uniformity for large area GaAs etching. Finite difference numerical method was found quite useful for simulation of gas flow distribution in the reactor for dry etching of GaAs. The experimental results in $BCl_3/N_2/SF_6/He$ ICP plasmas confirmed that the simulated data fitted very well with real data. It is noticed that a focus ring could help improve both gas flow and etch uniformity for 150 mm diameter GaAs plasma etch processing. The simulation results showed that optimization of clamp configuration could decrease gas flow uniformity as low as $\pm$ 1.5% on an 100 mm(4 inch) GaAs wafer and $\pm$ 3% for a 150 m(6 inch) wafer with the fixed reactor and electrode, respectively. Comparison between simulated gas flow uniformity and real etch depth distribution data concluded that control of gas flow distribution in the chamber would be significantly important in order or achieve excellent dry etch uniformity of large area GaAs wafers.

An Analysis of the Flow Characteristics in Meandering Channels Due to Constructed Grid (격자 구성에 따른 만곡수로의 흐름특성 분석)

  • Park, Seong-Soo;Yoo, Je-Seon;Cho, Yong-Sik
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.1757-1760
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    • 2008
  • 본 연구에서는 유한요소 모델인 RMA-2를 이용하여 격자의 구성방법에 따른 만곡수로에서의 흐름특성분석을 비교하였다. 수치모의는 격자구성에 따라 균일격자망의 모형과 타원형 편미분 방정식을 이용한 모형에 대하여 실시하였다. 균일 격자망의 모형은 직선부에서는 가로세로비율에 따라 직사각형 격자를 구성하였고 곡선부에서는 곡률구간을 일정한 각도로 나누어 구성하였으며, 타원형 편미분 방정식을 이용한 모형은 격자간의 직교성을 만족하도록 구성하였다. 본 연구의 수치 모의는 Shukry(1950)의 $180^{\circ}$ 만곡수로실험과 동일한 조건으로 실시하였으며 각 지점에서의 합성 유속분포를 실험값과 비교하였다. 실험결과, 만곡부에서 타원형 편미분 방정식을 이용한 모형의 수치모의 결과는 균일격자를 이용한 모형에 비해 실험값과 잘 일치함을 알 수 있었다.

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3-D Concrete Model Using Non-associated Flow Rule in Dilatant-Softening Region of Multi-axial Stress State (3차원 솔리드요소 및 비상관 소성흐름 법칙을 이용한 콘크리트의 응력해석)

  • Seong, Dae Jeong;Choi, Jung Ho
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.12 no.2
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    • pp.193-200
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    • 2008
  • Cohesive and frictional materials such as concrete and soil are pressure dependent. In general, failure criterion for such materials inclined with respect to positive hydrostatic axis in Haigh-Westergaard stress space. Consequently, inelastic volumetric strain always positive with associated flow rule. In this study, to overcome this shortcoming, non-associated flow rule which controls volumetric component of plastic flow is adopted. Numerical analysis based on a constitutive model using nonuniform hardening plasticity with five parameter failure criterion and non-associated flow rule has conducted to predict concrete behavior under multi-axial stress state and verified with experimental result.

Three-Dimensional Flow Modeling near Sejong Weir Using EFDC (EFDC를 이용한 세종보 주변 3차원 흐름 모의)

  • Lee, Haegyun;Lee, Namjoo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.488-488
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    • 2022
  • 과거 하천의 흐름과 수질 모의를 위해서는 정상상태 모델인 QUAL2E 가 널리 사용되어 왔지만, 여름철에 강우가 집중되고, 댐과 보에 의하여 지체현상이 발생하는 등 우리나라 특유의 사정을 고려한다면 최적의 대안으로 보기 힘들다. 이에 따라 비정상상태의 흐름 및 수질모델의 적용이 요구되고 있으며 이에 대한 많은 연구가 수행 되어 왔다. 본 연구에서는 금강수계의 중류에 위치한 세종보 주변에 3차원 동역학적 수리해석 모델인 EFDC를 구축하고 모델을 보정한 후, 대청댐의 유량 변화에 대하여 흐름 및 수질을 모의하였다.

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