• 한국수자원학회논문집
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• 제48권3호
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• pp.233-243
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• 2015

이군집 응집현상은 수자원환경에서 점착성 유사가 결합-해체의 과정을 통해 응집핵-응집체의 이군집 입자크기분포 (Biomodal Floc Size Distribution)를 형성하는 일련의 과정을 의미한다. 본 연구는 저난류 및 고난류 두 가지 조건에서 수행한 응집-침전관 실험결과를 바탕으로 이군집 응집모형(TCPBE: Two Class Population Balance Equation)의 적용성을 단일군집 응집모형(SCPBE: Single Class Population Balance Equation) 및 다군집 응집모형(MCPBE: Multi Class Population Balance Equation)과 비교 평가하였다. 기존 SCPBE에 비하여, TCPBE는 응집핵-응집체의 상호작용 및 침강속도차에 따른 응집 기작을 모의할 수 있었다. 또한, 3개의 연립미분방정식을 가진 TCPBE는 30개 미분방정식을 가진 다군집 응집모형(MCPBE: Multi Class Population Balance Equation)과 대등한 모의 결과를 나타내었다. 따라서 TCPBE는 이군집 응집현상을 모의 할 수 있는 가장 단순한 모델로 검증되었고, 향후 수자원환경이나 수처리 공정에 다양하게 적용할 수 있으리라 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.23-29
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• 2017

이 연구에서는 유체저장탱크의 내진 설계 고도화에 활용하기 위하여 정사각형 수조의 슬러싱 진동대실험에 대한 상관해석을 수행하였다. 이를 위하여 CFD 프로그램인 ANSYS CFX를 이용하였다. CFD 해석 프로그램 검증을 위해 슬러싱 공진이 발생하는 운동에 대한 해석모델의 요소크기 및 난류모델에 대한 슬러싱응답의 민감도해석을 수행하였다. 그 결과, 수직방향 요소크기 뿐만 아니라 수평방향 요소크기에 따라 수위 예측에 민감한 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 또한, SST 난류모델을 사용한 CFD해석 결과가 실험 결과와 매우 잘 일치하는 것을 알 수 있었다. 이로부터 결정된 CFX 해석모델을 사용하여, 가진 주파수와 가진 진폭이 다른 3가지 실험 결과에 대하여 상관해석을 수행하였다. 그 결과, CFD해석모델을 사용하여 지진해석을 수행할 경우, 슬러싱응답이 실험 결과와 매우 잘 일치하는 것을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.1189-1196
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• 1988

본 연구에서는 내경이 각각 8.5mm와 10.3mm이며 무차원길이가 각각 710과 1158인 두 개의 시험관을 사용하는 유동장치를 제작하여 시험관 입구에서부터 유체역 학적 경계층(hydrodynamic boundary layer)과 열적 경계층(thermal boundary layer)이 동시에 발달하기 시작하는 경계조건을 형성하고 관벽에서 일정한 열 플럭스(constant heat flux)를 발생하는 조건을 부여하였다. 퇴화현상(degradation)에 대하여 비교적 안정성을 가진 폴리아크라마이드(polyacrylamide) Separan Ap273을 수도물에 용해하여 제조한 폴리머용액으로 유동특성과 열전달특성을 실험하여 열적입구길이와 열전달특성 을 규명하고자 한다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제1권1호
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• pp.64-74
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• 2003

An experimental study was carried out to investigate the effect of periodic blowing and suction on a turbulent boundary layer. Particle image velocimetry (PIV) was used to probe the characteristics of the flow. The local forcing was introduced to the boundary layer via a sinusoidally-oscillating jet issuing from a thin spanwise slot. Three forcing frequencies (f$^{+}$=0.044, 0.066 and 0.088) with a fixed forcing amplitude (A$^{+}$=0.6) were employed at $Re_{=690. The effect of the forcing angles ($\alpha$=60$^{\circ}$ , 90$^{\circ}$ and 120$^{\circ}$ ) was investigated under the fixed forcing frequency (f$^{+}$=0.088). The PIV results showed that the wall region velocity decreases on imposition of the local forcing. Inspection of phase-averaged velocity profiles revealed that spanwise large-scale vortices were generated in the downstream of the slot and persist further downstream. The highest reduction in skin friction was achieved at highest forcing frequency (f$^{+}$=0.088) and a forcing angle of $\alpha$=120$^{\circ}$. The spatial fraction of the vortices was examined to analyze the skin friction reduction.

• 동력기계공학회지
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• 제16권1호
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• pp.44-50
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• 2012

팁 간격의 크기가 냉각탑용 축류팬의 성능과 누설 유동에 미치는 영향을 조사하기 위해서 서로 다른 2가지 팁 간격을 가진 경우에 대해서 점성유동을 해석하였다. 케이싱 내에서 작동하는 축류팬 주위의 유동을 연속방정식, Navier-Stokes 방정식 등을 지배방정식으로 사용하여 수치해석 하였다. 난류유동에 나타나는 레이놀즈 응력은 ${\kappa}-{\epsilon}$ 난류모델을 사용하여 계산하였다. 전체적으로 H형 격자계를 사용하였으며, 팁 주위의 유동을 해석하기 위해서 팁 영역 주위에 부분적으로 조밀한 격자를 두었다. 팁 간격이 증가하면 누설 유동의 증가로 인한 유동 손실의 증가로 전압상승과 수력효율이 감소하였다. 팬 직경에 대한 팁 간격이 0.4%에서 1.0%로 증가하면 전압상승 값이 약 10% 정도 감소하였으며, 수력효율은 약 3% 정도 감소하였다. 팁 간격이 팁 근처 날개 주위의 압력에 미치는 영향을 보면, 팁 간격이 증가하여 누설 유동이 증가하면 흡입면과 압력면의 압력차가 전연 부근에서 감소함을 알 수 있었다. 누설 와류의 중심은 코드를 따라서 흡입면으로 부터 떨어져 나가면서 형성됨을 알 수 있었다. 누설 와류의 위치를 보면 팁 간격이 증가하면 와류 중심의 위치가 흡입면 쪽으로 이동하고, 흡입면에서 떨어진 거리도 날개 후반부에서 증가 폭이 커지는 포물선 형태로 증가함을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권10호
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• pp.1378-1386
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• 2002

In the present study, velocity profile and wall shear stress distributions of developing turbulent oscillatory flows in an oscillator connected to straight duct located in exit region of a curved duct was investigated experimentally. The experimental study for air flows was conducted to measure axial velocity profiles, shear stress distributions by using the Laser Doppler Velocimetry(LDV) system with the data acquisition and processing system of Rotating Machinery Resolver(R.M.R) and PHASE software. The results obtained from experimental studies are summarized as follows. The critical Reynolds number for a change from transitional oscillatory flow to turbulent flow was about 7500, in the 60region of dimensionless axial position which was considered as a fully developed flow region. The turbulent oscillatory flow, velocity profiles of the inflow period in the entrance region were gradually developed, but those of the outflow period were not changed nearly. Velocity profiles of inflow and outflow were shown as a symmetric form in a fully developed flow region. The wall shear stress distributions of turbulent oscillatory flow increase rapidly as the flow proceeds to downstream and flow was in good agreement with the theoretically.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제1권2호
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• pp.18-26
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• 1998

본 논문은 쇄파와 속도 전단에 의해 발생하는 난류에 의해 해상에 유출된 기름이 유적으로 분해되어 해수면 하로 분산되어 가는 과정을 논하였다. 유막 분산의 역학적 메커니즘을 파악하기 위하여 두 가지 수리실험, 즉 전단발생장치와 조파수조를 이용하여 난류를 발생시켰다. 이러한 실험으로부터 혼합시간이 증가함에 따라 수면에 형성된 유막은 수십 마이크로미터에서 수백 마이크로미터의 입경을 가진 유적으로 분산되었다 뿐만 아니라 유출된 기름의 풍화정도에 따라서 상이한 분산 메커니즘을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제4권4호
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• pp.37-42
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• 2001

In the present study, flow characteristics of turbulent oscillatory flow in an oscillator connected to square-sectional $180^{\circ}$ curved duct are investigated experimentally. In order to investigate wall shear stress and pressure distributions, the experimental studies for air flows we conducted in a square-sectional $180^{\circ}$ curved duct by using the LDV system with the data acquisitions and the processing system. The wall shear stress at bend angle of the $150^{\circ}$ and pressure distribution of the inlet (${\phi}=0^{\circ}$) to the outlet (${\phi}=180^{\circ}$) by $10^{\circ}$ intervals of the duct are measured. The results obtained from the experiment are summarized as follows : wall shear stress values in the inner wall we larger than those in an outer wall, except for the phase angle (${\omega}t/{\pi}/6$) of 3, because of the intensity of secondary flow. The pressure distributions are the largest in accelerating and decelerating regions at the bend angle(${\phi}$) of $90^{\circ}$ and pressure difference of inner and outer walls is the largest before and after the ${\phi}=90^{\circ}$.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권1호
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• pp.41-51
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• 2004

A direct numerical simulation is performed to analyze the effects of a localized time-periodic blowing on a turbulent boundary layer flow at R $e_{+}$=300. Main emphasis is placed on the blowing frequency effect on near-wall turbulent flow structures at downstream. Wall-normal velocity on a spanwise slot is varied periodically at different frequencies (0.004$\leq$ $f^{＋}$$\leq$0.080). The amplitude of periodic blowing is $A^{＋}$=0.5 in wall nit, which corresponds to the value of $v_{rms}$ at $y^{＋}$=15 without blowing. The frequency responses are scrutinized by examining the phase or time-averaged turbulent statistics. The optimal frequency ( $f^{＋}$=0.03) is observed, where maximum increase in Reynolds shear stress, streamwise vorticity fluctuations and energy redistribution occurs. The phase-averaged stretching and tilting term are investigated to analyze the increase of streamwise vorticity fluctuations which are closely related to turbulent coherent structures. It is found that the difference between PB and SB at a high blowing frequencies is negligible.e.e.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.1254-1257
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• 2007

본 연구에서는 유류-유사 분리기내에서 유체의 흐름거동을 상용 3차원 수치모형인 FLOW-3D를 이용하여 해석하였다. 유류-유사 분리기는 도심지의 우수로 인한 유출발생시 동반되는 이물질을 여과시키는 기능을 가진 지하구조물이다. 우수로 인한 유출이 발생하여 유류-유사 분리기내로 흘러들어오는 유입수는 3차원적 거동을 하고 다양한 흐름특성을 갖는다. 따라서, 분리기내에서의 흐름거동을 정확히 해석하는데 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 정류판(baffle)과 유류흡착기(oil skimmer)로 구성된 유류-유사 분리기에서의 유류와 유사를 포함하고 있는 유출수의 복잡한 거동을 해석하기 위해 수치모의를 실시하였다. 유류와 유사에 대한 포착률(oil and grit trap)은 유류-유사 분리기내에서 유체의 흐름거동과 관계된다. 따라서, 본 연구에서는 유류와 유사의 포착률을 향상시키기 위한 수치모의의 기초적인 단계로서 유류-유사 분리기내에서 유류흡착기(oil skimmer)를 설치한 경우와 설치하지 않은 경우에 대한 유체의 흐름거동을 FLOW-3D를 이용하여 3차원 수치모의를 실시하였다. 수치모의를 통해 유류흡착기의 유무에 따른 유류-유사 분리기내에서의 흐름거동을 알 수 있었으며, 유류흡착기를 설치한 경우엔 유류 흡착기에 의해 여과될 수 있는 유류와 유사에 대한 각각의 포획률이 높아짐을 알 수 있었다.