• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.2120-2124
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• 2007

본 연구에서는 천해역에서 수평 방향으로 방류되는 비부력 원형 난류제트에 대한 수리모형실험을 수행하여, 파랑이 제트의 확산에 미치는 영향을 검토하였다. 수리모형실험시 대상 파랑은 진폭이 작은 규칙파를 적용하였으며, 난류제트의 순간적인 유속장은 입자화상유속계(particle image velocimetry, PIV)기법을 이용하여 측정하였다. 평균유속장은 PIV기법으로 측정된 순간유속장을 위상평균하여 계산하였으며, 파의 진폭을 변화시키며 실험을 수행하였고, 파의 진폭변화에 따른 제트의 유속분포로부터 제트의 중심선과 제트단면을 추정하였다. 제트의 중심선속도는 파의 진폭이 증가함에 따라 중심선속도의 감소 시점이 빨라졌으며, 제트의 횡단면분포의 고유특성인 자기상사성(self-similarity)이 단계적으로 사라졌다. 제트 중심선의 속도와 제트 유속 단면은 제트의 확산정도를 알 수 있는 중요한 인자로서 파랑 진폭의 크기에 따른 이들 인자의 변화로부터 파랑의 분산이 난류제트의 확산현상에 미치는 영향을 알 수 있었다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제19권6호
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• pp.596-605
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• 2007

본 연구에서는 파랑이 존재하는 수역에서 수평방향으로 분사되는 비부력 원형 난류제트의 거동을 검토하기 위해 수리실험을 수행하였다. 난류제트의 유속은 PIV(particle image velocimetry)기법을 이용하여 측정하였으며, 측정된 순간유속장을 위상평균하여 평균유속장으로 계산하였다. 수리실험에서는 상대적으로 작은 파고의 규칙파가 사용되었으며, 파랑의 분산이 난류제트의 확산현상에 미치는 영향을 제트의 중심선유속과 횡단면유속의 변화를 통하여 관찰하였다. 또한 파랑의 위상변화에 따른 제트 거동을 파악하기 위하여 다른 세 위상순간에서 제트의 거동을 비교하였다. 제트의 중심선유속은 파고가 커짐에 따라 감소하였으며, 횡단면의 폭은 증가함을 알 수 있었다. 제트의 횡단면유속분포 특성인 자기상사성은 파고가 증가할수록 약해졌으나 축방향으로의 단면폭의 변화는 크지 않았다. 또한 파고에 대한 제트의 변화에 비해 파랑 위상에 대해서는 변화가 작음을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.207-217
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• 2000

밀도성층화된 흐름 수역으로 방류되는 부력제트에 의한 초기확산을 해석하기 위하여 수치모형을 적용하였다. 수치모형은 제트적분모형으로서 흐름수역의 원역에서의 대표적 특성으로 밝혀진 쌍와흐름특성을 모형에 반영한 Gaussian-vortex모형이다. 수치모형의 현장 적용성을 검토하기 위하여 수표면에서의 초기희석에 대한 관측이 수행된 6개의 해양방류관에 수치모형을 적용하였다. 현장관측자료에 대한 수치모형의 적용결과, 개발된 수치모형이 하수확산관에 의해 해양으로 방류되는 오염물질의 초기 확산해석에 활용될 수 있음을 알 수 있었다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제18권2호
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• pp.144-157
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• 1993

환기중인 실험축사내에서 가축의 현열과 환기공기의 온도차에 의한 열부력(熱浮力)(thermal buoyancy)이 공기유동 및 온도분포에 미치는 영향을 구명(究明)하기 위하여 TEACH 컴퓨터프로그램($k-{\varepsilon}$ 난류모형 및 SIMPLE계열 Algorithm)을 Curvilinear Coordinates에 맞게 변형하였다. 계산한 축사내 공기유통 및 온도분포의 유의성(有意性) 검증은 Boon(1978)의 실험결과를 이용하였다. 열부력의 크기에 따른 유동의 변화를 관찰하기 위하여 유입공기의 온도를 $17^{\circ}C$와 $10^{\circ}C$ 두 수준으로 입력하였으며, 가축의 현열플릭스(flux)는 실내온도에 따라 변화하므로 유압공기의 온도가 $17^{\circ}C$일 때는 130W/$m^2$, $10^{\circ}C$일 때는 170W/$m^2$을 경계조건으로 입력하였다. 예측한 공기유동의 형태는 실험값(Boon, 1978)과 비교하여 대체로 만족할만한 결과를 얻었다. 그러나 유입공기의 온도가 $10^{\circ}C$인 경우, 예측 공기유동은 실험 유동형태와 차이가 있었다. 즉, 실험에서는 수평슬롯으로 유입된 공기가 바로 아래로 굴절되어 유동(流動)하였으나, 계산의 결과는 일정 거리로 수평방향으로 유동하다가 아래로 굴절하였다. 이런 유동의 차이는 경험적으로 열부력(熱浮力)에 민감하게 반응하지 않는 k-${\varepsilon}$ 난류(亂流)모형의 적용이 원인이 되거나 실험의 부적절한 수행이 원인이 될 수도 있다. 이 유동(流動)의 Reynolds 수(數) (Re)는 약 3,300, 수정Ar수(修正Ar數)(Corrected Archimedes Number : $Ar_c$)64로써, $Ar_c$ <30 이거나 $Ar_c$ >75이면 유입공기의 제트는 수평유동한다는 Randall & Battams(1979)의 연구결과와는 일치하였다. 그러나 공기제트의 굴절은 유동의 특성이 같다하더라도 유체의 성질, 축사의 기하학적 형태에 따라서 매우 민감하게 반응하므로 실제 실험을 통한 재검정과정을 거쳐야 할 것으로 판단된다. Fig. 9와 Fig. 10의 기하학적 형태의 지점별 예측온도와 측정온도(Boon, 1978)와의 편차는 대부분의 지점에서는 $1^{\circ}C$ 미만으로 상당히 정확하였으며, 최대의 온도차는 Fig. 10의 지점 13에서 $1.7^{\circ}C$이었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권3호
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• pp.363-369
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• 2012

CANDU형 원전의 칼란드리아 내부 감속재 열유동은 입구 노즐에서 나온 제트 유동에 의해 발생하는 관성력과 감속재로 전달되는 열부하에 의해 발생하는 부력의 상호작용으로 인해 복잡한 난류 특성을 나타낸다. 본 연구에서는 이러한 복잡한 감속재 열유동을 정확히 예측하기 위한 난류모델의 성능을 평가하기 위해 상용 유동해석 프로그램인 FLUENT에 탑재된 난류모델들을 사용해서 계산한 결과를 Sheridan Park Engineering Laboratory (SPEL)의 실험값과 비교하였다. 결론적으로 CANDU형 원전의 칼란드리아 내부 감속재 열유동을 신뢰할 수 있게 예측하기 위해서는 부력이 난류 유동에 미치는 영향을 고려해주는 생성항을 포함한 난류 모델이 사용되어야 한다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제7권2호
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• pp.148-155
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• 1995

가로흐름이 존재하는 무한수역으로 방출되는 표면 온배수에 의한 온도장 예측을 위하여 k-$\varepsilon$ 난류모델을 이용한 근해역 3차원 온배수 수치모델을 개발하였다. 개발된 모델에 의한 수치실험 결과는 다소 제한적이긴 하나, 실험결과 자료와 비교적 잘 일치하였다. 3차원 온배수 난류모델의 적용을 통해 가로흐름과 상호작용은 물론 수심적분 2차원 수치모델에서 해석이 곤란한 온배수 확장에 따른 성층화 현상, 부력에 기인된 횡방향의 중력확장 및 제트 저면에서의 포획연행 현상을 잘 나타내었다.

• 물과 미래
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• 제23권4호
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• pp.487-497
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• 1990

원자력·화력, 제철소 등의 임해공업시설로부터 온수 방출의 확산에 대한 정성, 정량적 예측은 환경관리 및 냉각수 취·배수로 설계에 매우 중요하다. 본 연구는 난류 및 부력효과가 강한 온배수의 주요 물리적 특성을 규명하고 실무에 많이 사용되고 있는 MIT 및 PDS 적분모델의 비교평가를 실시하였다. 일반적으로 MIT 및 PDS 모델은 성층화되지 않은 수역에서 주위수 및 제트 방출각도를 고려하여 온배수 거동을 산정하는 모델이다. 해석결과는 그 구성의 상이성에 의해 매우 다름이 규명되어, 온배수의 정확한 산정을 위해서는 난류모델을 이용한 수치모델의 개발 및 이의 적용이 요구된다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제6권1호
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• pp.40-50
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• 1994

가로흐름이 존재하는 천해역으로 방출되는 표면온배수에 의한 온도장의 정확한 예측을 위한 근해역 2차원 수치모형을 개발하였다. 개발된 모형은 4-방정식 난류모델로서 열적 시간상수에 대한 정보를 얻을 수 없는 2-방정식 난류모델의 단점을 극복하기 위하여 변동온도 자승 평균항 및 그것의 감쇠율에 대한 전달방정식을 2-방정식 모델의 전달방정식에 추가한 모델이다. 또한, 부력생성항 및 난류 열플럭스항을 도입하여 연직방향 확산현상을 고려하고자 하였다. 개발된 수치모형을 간단한 단면을 갖는 개수로 정상류의 경우에 대하여 적용하였으며, 그 결과를 기존의 실험결과 및 2-방정식 난류모델을 사용한 수치계산결과와 비교하였다. 4-방정식 모형에 의한 계산결과가 2-방정식 모형보다 실험결과와 잘 일치하였으며, 제트 포획 및 안정화 영역에서 온배수의 물리적 특성을 잘 재현하였다.