• 제목/요약/키워드: 난류특성

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쇄파에 의한 월파의 기포분율에 대한 실험적 연구 (Experimental Study of Overtopping Void Ratio by Wave Breaking)

  • 유용욱;이종인
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제20권2호
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    • pp.157-167
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    • 2008
  • 본 연구에서는 직립 구조물 전면에서 발생하는 권파에 의한 월파의 기포분율을 수리모형실험으로 검토하였다. 구조물 직립벽 전면에서 쇄파되는 내습파랑은 쇄파와 월파 과정동안 기포를 연행하거나 액적화되며 강한 난류세기를 갖는 다위상흐름이 된다. 본 연구에서는 광섬유반사율계와 기포를 이용한 영상유속계기법으로 월파의 기포분율, 유속, 그리고 층두께를 측정하였다. 반복된 실험으로 얻어진 기포분율과 유속은 조화평균과 시간평균을 적용하여 분석하였다. 평균된 기포분율의 분포로부터 높은 기포분율은 주로 월파수괴의 전면부에서 발생하는 것을 알 수 있었으며, 구조물 상단표면에 접한 영역과 월파수괴의 후면부 영역은 상대적으로 낮은 기포분율을 보여주었다. 측정된 월파의 기포분율, 유속, 그리고 층두께로부터 월파의 흐름율과 운동량을 산정하였고, 실험결과로부터 기포분율이 중요한 인자임을 알 수 있었다. 수심평균된 기포분율, 유속, 두께의 상사적 분포특성을 이용하여 경험식을 제시하였고, 1차원적 경험식을 이용하여 흐름율과 운동량을 검토하였다.

앨퉁이 (Maurolicus muelleri) 난.자치어 분포와 수온전선 (Distribution of Eggs and Larvae of Maurolicus muelleri in the Thermal Front of the Korea Strait)

  • 김성;유재명
    • 한국어류학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.62-71
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    • 1999
  • 동해 남부해역과 대한해협에서 1992년 5월과 11월, 1993년 8월 그리고 1994년 1월에 앨퉁이 난 자치어를 채집하여 계절별 수온전선에 따른 난 자치어의 분포 특성을 분석하였다. 어란은 여름철에, 자치어는 봄철에 출현량이 가장 많았고, 난 자치어의 출현량은 겨울에 가장 적었다. 어란은 4계절 모두 중층이나 저층수의 수온이 $15^{\circ}C$ 이하인 저층냉수가 분포하는 대한해협의 서수도를 포함하여 대만난류와 동해 저층수 사이의 수온 전선역에 주로 출현하였다. 대한해협의 서수도에서 어란의 분포 범위는 계절별 대한해협저층냉수의 구조에 따라 달라진다. 자치어는 어란의 분포 경향과 달리 대륙붕단 주변의 전선역 부근해역에 주로 분포하였으며, 부화 직후의 자어부터 후기자어까지 다양한 크기의 개체가 출현하였다. 앨퉁이는 대륙붕단 주변의 전선역에서 주로 산란하고 부화하며, 대한해협저층냉수의 세력이 강한 여름철에는 많은 량의 어란이 저층냉수와 함께 대한해협으로 유입되는 것으로 판단된다. 대한해협은 앨퉁이 난과 자치어의 남방분포 한계 해역으로 추정된다.

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토석류 유동층에서 토사체적 농도 특성에 관한 연구 (The Study of Sediment Volume Concentration in Liquefied-Layer of Debris Flow)

  • 김성덕
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제15권12호
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    • pp.109-115
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    • 2014
  • 본 연구의 목적은 산지에서 세립사가 포함된 유동체 혼합물이 다양한 경사 각도를 갖는 수로에서 공급유량의 변화에 따른 토사체적농도를 분석한 것이다. 수치모델은 질량보존 및 운동량 보존에 관한 방정식 그리고 세립토와 조립토 방정식에 기초하여 유한차분법을 이용하여 수행되었다. 비탈 경사면 각도 변화에 따른 토사농도 비교에서 경사가 급할수록 토사체적 농도의 급격한 변곡점이 나타났다. 공급유량의 변화에서는 공급유량이 많을수록 Fluctuation이 발생하였고, 토석류의 상태가 난류형으로 변하여 토사가 부유사 형태로 변화되었다. 이는 토석류의 이동속도가 빠르게 됨을 알 수 있다. 포화된 조립토의 변화에 따른 비교에서는 그 길이가 길수록 고농도가 발생하였으므로 사면 안정을 위해서는 사면에서의 침식 가능 여부를 먼저 판단해야 된다. 본 연구의 결과는 강우 변화에 따른 비탈면 하류단에서의 유동체 혼합물의 토석류에 의한 재해를 예측 및 다양한 경사의 비탈면을 갖는 산지 밑에서의 토석류에 의한 재해에 대한 정보를 제공할 것이다. 또한 사면 안정 시 효율적인 사면 경사각도로 설치하는 것과 사면에서의 침식 방지등에 있어 토석류와의 관계성 분석 및 토석류 재해를 막기 위한 다양한 대책을 세우는 데 효과적인 정보를 제공할 것이다.

한국 남동해역 내대륙붕 이토대 퇴적물의 물리적 성질 (Physical Properties of Mudbelt Sediments in the Southeastern Inner Shelf of Korea)

  • 김길영;김대철;서영교;박수철;최진혁;김정창
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제4권4호
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    • pp.338-348
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    • 1999
  • 한국 남동해역 내대륙붕 이토대(mudbelt) 퇴적물의 물리적 성질을 연구하기 위하여 이토대지역 총 14개 정점에서 피스톤시추기를 이용하여 해저 퇴적물을 채취하였다. 시추퇴적물은 실험실에서 각 코어별 일정한 깊이로 퇴적물의 조직, 물리적 성질 및 음파전달속도를 측정하였다. 표층퇴적물의 조직 중 평균입도는 연구지역의 남쪽지역인 울산 앞바다에서 북쪽으로 갈수록 등수심선과 거의 평행하게 감소하는 경향을 보인다. 물리적 성질인 습윤전밀도와 공극율 그라고 속도 등의 분포 형태도 평균입도 분포와 유사하게 변화하는 경향을 뚜렷하게 보여주어 퇴적물의 입도가 물성에 큰 영향을 끼치고 있음을 알 수 있다. 이러한 퇴적물의 조직 및 물성의 분포특성은 낙동강 및 한반도 주변에서 공급된 세립질 퇴직물이 연안류나 대마난류 등에 의해 해안선을 따라 북동쪽으로 이동하면서 분급화되어 북쪽으로 갈수록 점진적으로 조립질에서 세립질로 변해가는 퇴적과정을 보여주는 것으로 해석된다. 퇴적물의 조직, 물성 및 속도등의 수직적인 변화도 최적후의 다짐작용보다는 퇴적물의 조직에 의해 영향을 받고 있는 것으로 나타났다. 조직 및 물성간의 상관관계를 보면 비교모델로 시용한 북태평양 대륙붕 및 사면퇴적물은 물론 남해대륙붕 퇴적물과 전반적인 경향은 유사하나 절대값의 차이가 있다. 즉 같은 조직 및 물성값에 대해 본 연구지역의 속도가 더 높다. 이러한 결과는 퇴적물의 기원에 기인한 광물조성 및 퇴적환경의 차이와 본 연구지역에 비교적 흔한 가스함유퇴적층의 존재로 인한 가스의 방출로 퇴적물의 공극비가 감소하여 높은 속도감을 보이는 것으로 사료된다.

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울돌목 수로 동물플랑크톤의 군집 특성 (Characteristics of Zooplankton Community in the Udolmok Waterway, Korea)

  • 유정규;정정호;남은정;명철수
    • 환경생물
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    • 제24권2호
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    • pp.201-211
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    • 2006
  • 울돌목 수로에서 요각류 35개 분류군을 포함하여 총 55개 동물플랑크톤이 출현하였다. 연안종은 계절적인 종천이를 보였으며, 난류 외양성 종은 전 조사 시기에서 출현하였다. 분류군 수는 창조 시 저조에서 고조로 갈수록 증가하며 낙조 시 고조에서 저조로 갈수록 감소하였다. 따라서 울돌목 해역은 연중 외해수 영향에 따른 외양종의 유입으로 동물플랑크톤 종조성에 영향을 받는다. 전체 동물플랑크톤 현존량은 $104\sim2,717indiv.m^{-3}$의 범위를 나타내며 2003년 8월에 가장 높고 2004년 2월에 가장 낮았다. 조석주기에 따른 현존량 변화에서 11월과 2월에 시간적 변이성이 크고 불규칙적인데 반해 8월과 4월에는 비교적 규칙적인 변화 추세를 나타냈다. 8월과 4월에는 창조 및 낙조에서 조류가 가장 강한 시간에는 낮은 출현 개체수가 나타났으며, 조류가 약해질수록 개체수가 증가하여 고조 및 저조에서 개체수가 높은 특징을 보였다. Paracalanus indicus, Cirripedia nauplii, Acartia hongi등을 포함한 대부분의 우점종은 창조보다 낙조에서 평균 개체수가 대략 2배 정도 높았다. 그러나 창조 및 낙조 내에서도 개체수의 변이가 크게 나타났으며 조석주기에 따른 수온, 염분, 그리고 엽록소 a등 환경변화가 작았다. 따라서 울돌목 해역에서는 강한 조류와 지형적인 조류 속도 차에 의해 형성된 와류 등이 개체군 확산, 이동 그리고 손실에 영향을 미쳐 시간적으로 복잡하고 불규칙한 동물플랑크톤 군집을 보인다.

이른 여름 동중국해 남서해역의 해양환경과 식물플랑크톤 군집의 분포특성 (A Characteristics of Thermohaline Structure and Phytoplankton Community from Southwestern Parts of the East China Sea during Early Summer, 2004)

  • 윤양호;박종식;박영균;서호영;황두진
    • 수산해양기술연구
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    • 제41권2호
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    • pp.129-139
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    • 2005
  • We investigated the characteristics of the thermohaline structure and phytoplankton community from the southwestern areas of Jeju to the nothern areas of Taiwan in the Ease China Sea, in June 2004. According to the analysis of a T-S diagram, three characteristic of water masses were identified. We classified them into the mixed water mass by the Chiness continental coastal waters and Yellow Sea cold water (Region A), Chinese continental coastal waters (Region B) and Taiwan warm current (Region C). Region A was characterized by low temperature, low salinity, high density and high Chl-a concentration. Region B was characterized by high temperature, low salinity, low density and high Chl-a and Region C was characterized high temperature, high salinity, low density and low Chl-a concentration. The phytoplankton community identified a total of 56 species belonging to 31 genera. The dominant species was mainly dinoflagellates, Gymnodinium breve, Scrippsiella trochoidea, Ceratium fusus, Prororcentrum triestinum, centric diatoms, Chaetoceros lorenzianus, Leptocylindrus danicus, Proboscia alata, Skeletonema costatum and pennate diatoms, Pseudonitzschia pungens, Cylidrotheca closterium. Standing crops of phytoplakton fluctuated between $0.1{\times}10^2$ cells/L and $5.7{\times}10^4$ cells/L by dominance of dinoflagellates. In the phytoplankton community, the Region A was characterized by the various species composition in 39 species, the dominint species with di-atomes, Pn. pungen, Ch. lorenzianus and standing crops from 6.9 cells/$m\ell$ to 56.6 cells/$m\ell$, Region B by the various species composition in 37 species, the dominant species with dinoflagellates, G.breve, S. trochoidea and standing crops from 4.6 cells/$m\ell$ to 26.7 cells/$m\ell$, and the Region C by low species number with 28 species, the dominant species with one dinoflagellate, S.trochoidea and one diatom, L.danicus and very low standing crops from 0.1 cells/$m\ell$ to 5.7 cells/$m\ell$. Phytoplankton productivity in the East China Sea was controlled by Chinese continental coastal waters which include a high concentrations of nutrients.

1997 년 춘계의 동중국해 및 황해에 대한 어군의 분포특성 (Distribution Characteristics of Fish Schools in the Yellow Sea and the East China Sea in the Spring of 1997)

  • 이대재
    • 수산해양기술연구
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    • 제38권3호
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    • pp.241-248
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    • 2002
  • 황해, 동중국 해역에서 서식하는 어업생물 자원의 평가 및 그 관리에 필요한 기초 자료를 수집하기 위한 시도로서, 1997 년도에 부경대학교와 일본 장기대학이 공동으로 실시한 어업자원조사중에서 주로 계량어군탐지기를 이용하여 수집한 자료를 분석, 고찰한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1 황해, 동중국해에 설정한 9개의 조사정점에서 저층트롤에 의한 어획량은 7.7~182.48 kg/hour이었고, 그때 어획된 어종수는 7~34 종이었다. 2. 1997년 5월에 동중국해에 있어서의 어군의 분포는 황해 중부의 저층 냉수역과 동중국해 중앙해역의 저층 고온수역, 또 쿠로시오계의 난류와 황해 냉수 및 대륙 연안수의 사이에 형성된 제주도 남부의 전선역에서 그 어군도가 매우 높았다. 3. 황해, 동중국해의 조사대상해역의 전수층부와 저층부에 대한 어군의 평균 체적산란강도는 각각 -74.57 ㏈, -68.24 ㏈로서 저층부가 전수층부에 비해 5.67 ㏈ 더 높았다. 4. 본 연구의 조사대상해역에 대한 어군의 분포밀도를 추정한 결과, 전수층에 대해서는 6.65$\times$$10^{-5}$ kg/㎥이었고, 저층부에 있어서는 2.86$\times$$10^{-4}$ kg/㎥이었다.

선회류 방식 연소시스템의 최적 조업을 위한 수치해석 (A Numerical Calculation for the Optimum Operation of Cyclone-based Combustion System)

  • 김민철;이재정;이강우;김지완;손병현
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권2호
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    • pp.1005-1012
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    • 2011
  • 본 연구에서는 혁신적인 연소시스템의 최적 연소조건을 도출하기 위해 반응기 내부 유동 특성, 온도분포, 속도분포 및 체류시간 등에 대해 전산유체역학(CFD)을 이용한 3차원 모사를 수행하였다. 연료 투입량 1.5 ton/hr, 체류시간 1.25초, 공기비 2.1의 조건에서 연소시킬 때 로의 출구의 면적가중(area-weighted) 평균온도는 $1,077^{\circ}C$로 나타나 에너지 회수 및 유해가스 처리에 적합한 온도임을 알 수 있었다. 배가스는 연소실 중앙부위에서 강한 선회류를 따라 최고속도 약 40~50 m/s로 덕트를 통해 배출되므로 연소실의 중심부에 강한 난류가 형성되어 연소 속도 및 연소 효율이 향상되는 것으로 나타났다. 본 시스템의 경우, 불완전 연소를 방지하고 또한 thermal NOx의 생성도 억제하기 위한 적정 조업조건은 공기비 1.9~2.1, 연료 투입량 1.25~1.5 ton/hr 정도인 것으로 나타났다.

작동유체에 따른 초음속 제트유동에 의해 생성되는 충격파 영향에 관한 수치해석 (Numerical Analysis on Shock Waves Influence Generated by Supersonic Jet Flow According to Working Fluids)

  • 정종길;윤준규;임종한
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권7호
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    • pp.510-517
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    • 2016
  • 고압을 사용하는 초음속 제트기술은 작동유체와 관련하여 다양한 형태의 산업 및 공학응용분야에 널리 이용되고 있다. 본 연구에서는 고압파이프에서 분출되는 초음속 제트유동에 의해 생성되는 충격파의 영향을 고찰하기 위해 ANSYS FLUENT v.16를 가지고 SST $k-{\omega}$ 난류모델을 적용하여 작동유체(공기, 산소, 수소)에 따른 압력비 및 Mach수의 유동특성을 해석하였다. CFD 해석시 경계조건으로 입구의 가스온도는 300 K이고, 압력비율은 5:1로 설정하였으며, 밀도함수는 이상기체의 법칙을 이용하였고, 점성함수는 Sutherland 점성의 법칙을 이용하였다. 그 해석결과로 작동유체의 밀도가 작은 기체일수록 분출거리에 따라 압력비가 더 크게 떨어짐을 알 수 있었고, Mach수는 작동유체의 밀도가 높을수록 낮음을 알 수 있었다. 따라서 작동유체의 밀도에 따라 충격파의 영향이 크다는 점을 알았다. 본 연구를 토대로 다양한 작동유체에 따른 제트의 형상 및 직경 변화, 압력비의 변화 등에 따른 초음속 제트유동이 충격파에 미치는 영향에 대한 실험 및 CFD 해석연구와 실증연구가 병행하여 진행된다면 해석결과의 신뢰성은 더 높아질 것으로 사료된다.

${\pi}$형 거더를 가진 4경간 사장교의 동적거동에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the dynamic behavior of 4-Span Cable-Stayed Bridge with ${\pi}$-Type Girder)

  • 조재영;김영민;이학은;윤기용
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제4권1호
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    • pp.15-24
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    • 2004
  • 일반적으로, 2개의 I형 거더로 이루어진 ${\pi}$형거더는 공기역학적으로 불안하여 내풍설계에 있어 매우 불리 한 것으로 알려져 있다. 공기역학적 진동은 구조물의 강성이나 감쇠의 향상, 단면 형상의 연구 등에 의해 억제될 수 있으므로 본 연구에서는 ${\pi}$ 형단면을 가진 4경간 사장교에 대해 영각과 공기역학적 제진장치의 추가로 인한 단면의 변화에 따른 2차원 진동실험을 통하여 공기역학적 특성을 파악하도록 하였다. 등류와 난류에서의 실험결과 본 교량단면은 기본단면만으로도 내풍안정성을 충분히 갖추고 있기 때문에 페어링(Fairing) 및 베플(Baffle Plate) 등의 추가적인 공기역학적 제진장치가 필요하지 않을 것으로 판단된다. 이는 본 교량의 경우 주경간이 230m인 4경간으로 이루어져 있어 비슷한 단면을 가진 교량에 비하여 수직 및 비틀림 진동수가 크고 강성이 크기 때문에 설계풍속 내에서 공기역학적으로 안정한 것으로 보여진다.