• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2020.06a
• /
• pp.89-89
• /
• 2020

본 연구에서는 GPU 가속화 기반의 Boussinesq 모형인 Celeris Advecnt에 수심 적분된 2차원 이송-확산방정식을 추가하여 인터렉티브 시스템 기반의 추적자 이동 모형을 개발하였다. Celeris Advent는 최초로 개발된 인터렉티브 시스템을 갖춘 Boussinesq 모형으로, 시뮬레이션 중에 사용자가 모형의 파라미터뿐 아니라 모델 도메인 내 수위 및 수심을 바꿀 수 있다. 이를 통해 사용자는 모의가 진행되는 도중에 모델의 안정성 및 효율성을 위해 시간 간격을 조정할 수 있을 뿐 아니라 방파제 설치 등과 같은 지형 변화를 고려하기 위해 도메인 내 격자별 수심을 조정할 수 있다. 본 연구에서는 연안에서의 추적자 이동 모의를 위해 Boussinesq 방정식과 더불어 이송-확산방정식을 풀이하는 추적자 이동 모형을 개발하였다. 추적자의 확산항의 경우 분자 자체의 확산과 더불어 쇄파에 따른 난류 확산을 고려하였다. 난류 확산계수는 슈미트 수를 1로 두어 와동점성계수와 동일하게 두었으며, 와동점성은 단순화된 형태의 쇄파모형을 고려하여 계산하였다. 쇄파모형의 고려로 인해 이송-확산방정식과 더불어 운동량 방정식에서도 쇄파에 따른 운동량 소산이 고려되었다. 마지막으로, 추적자 농도에 대한 인터렉티브 시스템을 추가하여, 모델 구동 중에도 사용자가 수심적분된 추적자 농도를 조정할 수 있도록 하였다. 기수행된 2개의 수리실험 조건과 관측값을 이용하여 벤치마크 테스트를 수행하였으며, 관측값과 대체로 일치하는 것을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2012.05a
• /
• pp.74-78
• /
• 2012

본 연구는 하천에서 식생에 의한 흐름구조 변화가 오염물질 이동에 미치는 영향을 알아보기 위해 흐름방향 확산계수를 산정하였다. 정수식생 조건에서 횡방향 수심적분된 와점성계수는 비식생 조건에서의 와점성계수와 다르게 적용되어야 하며 이를 위해 유량 횡분배법을 Jordanova and James (2003) 실험에 적용하였다. 제시된 실험조건을 잘 재현하는 와점성계수의 값을 역산하였으며, 이에 관한 산술평균 값을 향후 수리모형의 적용을 위해 정수식생 조건에서의 무차원 와점성계수로 제안하였다. 결정된 무차원 와점성계수를 이용하여 부분식생 개수로 흐름에서 흐름방향 확산계수를 산정하여 오염물질의 이동에 대한 특성을 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
• /
• 1996.10a
• /
• pp.19-20
• /
• 1996

• Journal of the KSME
• /
• v.25 no.5
• /
• pp.413-418
• /
• 1985

직접 접촉식 교환장치(이하 직접 교환기라 함)에서 액체의 유통형태의 선택은 매우 다양하며 전달계수 역시 개별적인 상황이나 충전물의 종류에 따라서 달라지므로 일률적으로 제시되지 못 하고 있다. 많은 경우 실험을 통하여 열전달 또는 물질전달계수를 측정하게 되나 개수로, 자유 낙하액체막, 액체분류와 같이 이상화가 가능한 경우, 이러한 전달계수를 구하기 위하여 이론적 또는 반실험적인 해석을 수행하기도 한다. 수많은 관련 연구결과들은 층류유동에 관한 것과 난류유동의 경우로 구분되고(예상되듯이 대부분의 직접교환기의 유통영역은 난류쪽이다), 난류 유통의 해석은 다시 표면갱신이론(surface renewal model), 와류확산계수모델(eddy diffusivity model-macroscopic), 미분형와류모델(differential eddy diffusivity model)로 대별된다. 여기서는 수많은 교환기형태의 자료정리보다 상기와 같이 대별된 액체측 유동영역별로 전달현상해석의 방법을 간단히 정리하고자 한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
• /
• v.11 no.1
• /
• pp.1-18
• /
• 1987

Prediction performances by Einstein's equation of diffusivity, Peskin's model, Three-Equation model, Four-Equation model and Algebraic Stress Model, have been compared by analyzing twophase (air-solid) turbulent jet flow. Turbulent kinetic energy equation of dispersed phase was solved to investigate effects of turbulent kinetic energy on turbulent diffusivity. Turbulent kinetic energy dissipation rate of particles has been considered by solving turbulent kinetic energy dissipation rate equation of dispesed phase and applying it to turbulent diffusivity of dispersed phase. Results show that turbulent diffusivity of dispersed phase can be expressed by turbulent kinetic energy ratio between phases and prediction of turbulent kinetic energy was improved by considering turbulent kinetic energy dissipation rate of dispersed phase for modelling turbulent diffusivity. This investigation also show that Algebraic Stress Model is the most promising method in analyzing gas-solid two phaes turbulent flow.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
• /
• v.8 no.1
• /
• pp.28-36
• /
• 1996

The influence of vertical eddy viscosity to the nonlinear interaction of tidal current and wind-induced current is examined using a point model. A zero-equation turbulence model is derived by simplifying the q$^2$-q$^2$1 turbulence model under the assumption that the generation of turbulence kinetic energy is balanced with its dissipation and is further modified to include the depth of frictional influence properly The zero-equation turbulence model is derived and the possibility of resonance in the presence of Coriolis effect is suggested. The amplitudes of tidal currents remain the same regardless of the applied wind stress, but the over-tide component is generated due to the nonlinear interaction of tidal current and wind-induced current. Significant changes in the vertical profile of wind-induced currents can occur according to tide-induced background turbulence. The turbulence model can give rise to misleading results when applied to the wind-driven circulation in the tide-dominated sea such as Yellow Sea unless the tide-induced background turbulence is adequately included in the parameterization of vertical eddy viscosity.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2018.05a
• /
• pp.141-141
• /
• 2018

자연하천에 존재하는 식생은 동식물에게 주거지를 제공할 뿐만 아니라 영양염류 흡착 및 정화작용을 통해 수질을 개선시키는 역할을 한다. 이러한 식생하천에 오염물질이 유입될 경우 식생에 의한 흐름 교란 작용으로 인해 오염물의 확산거동에 큰 영향을 주게 된다. 본 연구에서는 식생하천에서의 오염물질 혼합특성을 분석하기 위해 식생모형 실험을 수행하였고, Fischer et al (1979)이 제시한 이론식을 실험결과에 적용하여 종분산계수를 산정하고자 한다. 본 연구에서는 자연하천을 재현하기 위해 실험수로에 수중식생 모형을 설치한 후 ADV-Vectrino유속계를 이용하여 유속을 측정하였으며 실험을 통해 식생흐름에서의 유속분포 자료를 취득하고 이를 바탕으로 종분산계수를 산정하였다. 먼저 수중 식생흐름에서 연직유속분포를 측정한 결과, 식생이 존재하는 바닥근처에서는 유속이 느리다가 비식생 구간으로 가면서 유속이 증가하는 분포를 나타낸다. 또한 이 설치된 테스트 구간에 밀도와 유량변화에 따른 케이스를 적용하여 비교 및 분석을 한 결과 식생 밀도를 고정시키고 유량을 증가 시켰을 때 식생구간과 식생이 없는 구간에서의 유속도 증가하는 경향을 보였으며, 유량을 고정시키고 식생의 밀도를 순차적으로 높였을 경우 식생구간에서의 유속이 점차적으로 줄어드는 경향을 보였다. 다음으로 분산계수를 결정하는 방법에는 농도자료를 이용하는 방법과 유속자료를 이용하는 방법이 있는데 본 연구에서는 유속자료를 Fischer et al. (1979)의 이론식에 적용하여 분산계수를 산정하는 방법을 적용하였다. Fischer et al. (1979)가 제시한 식에서 먼저 전단 유속 값을 산정하기 위해 벽법칙 (Karman, 1930), 레이놀즈 전단응력 그리고, 난류운동에너지 (Graf, 1998) 방법을 사용한 후 복잡한 난류 흐름에 적용하기 가장 적합하다는 난류운동에너지 방법을 적용하여 전단 응력이 가장 크게 나온 식생모델 끝단에서의 값을 사용하였다. 그 결과, 수중 식생이 존재하는 흐름에서 무차원화 시킨 종분산계수는 6.89-9.78로 나타났다, 이는 Elder (1959)의 수심 적분을 통해 제시한 종분산계수 값 5.93보다 크다. 즉, 수중 식생이 존재할 경우 종분산계수는 식생이 존재 하지 않을 때 보다 증가하는 것으로 보여 진다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.26 no.6
• /
• pp.772-778
• /
• 2002

A numerical analysis of turbulent gas-particle two-phase flow is performed in conjunction with the experiments of Fackrell ＆ Robins and Raupach & Legg that considered ground-level source and/or elevated source flat plate flow. K-$\omega$ turbulence model is used in order to analyze fully turbulent flow field and the concentration equation with settling velocity is adopted for the concentration field. The model of Einstein and Chien is applied that couples the velocity field and the concentration field. Turbulent eddy viscosity is re-evaluated in this model. The present numerical results have good agreement between the simulation and the experimental data for the mean flow velocities and particle concentrations. While the previous study shows about 27% error in the vicinity of the source of particle concentration, the .present study allows about 14% error. A new turbulent gas-particle flow model developed by this study is able to cut down error by 13% at a near source.

• Journal of the Korean earth science society
• /
• v.22 no.5
• /
• pp.423-426
• /
• 2001

The accretion disk with viscosity including collisions is examined. The diffusion process are also considered for a given mass distribution in the disk. Under such a circumstance the diffusion coefficient is simply proportional to 1/${\sqrt{r}}$ The disk rapidly transfers the turbulent angular momentum and the wave front toward the outer cold regions. Then an instability situation occurs in the disk.

• Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
• /
• 2001.05a
• /
• pp.180-185
• /
• 2001

In order to regulate the physical characteristics of an ocean dumping material in the south-eastern East Sea, the diffusion characteristics with the observation, hydraulic experiment and numerical experiment data are investigated. The main results are as follows; (1) Spying CTD observation result of the area of Jung in the East Sea, the ocean dumping area had influenced the Tsushima warm current of high temperature and salinity. Horizontal turbulent diffusivity is 1.913${\times}$10$^{7}$ $\textrm{cm}^2$/sec by drogue tracking. (2) From the experiment of settling, the initial settling velocity of each material is 1.0∼2.7 cm/sec according to the specific gravity and initial concentration. In the pycnocline, particles didn't settle under the pycnocline any more and accumulated. It is signified that calculation of the sedimentation rate of the ocean dumping material including of vertical diffustion must be regard the pycnocline in the ocean area have well-developed pycnocline. (3) Vertical turbulent diffusivity were 2.219${\times}$10$^{-8}$∼8,874${\times}$10$^{-4}$ $\textrm{cm}^2$/sec from the experiment of settling. And, the pycnocline influenced the vertical turbulent diffusivity. (4) From the result of diffusion simulation in the East Sea, the co-concentration line of 0.05 ppm and 0.1 ppm are limited at dumping area after 200 days. The constant concentration line of 0.01 ppm is distributed to the vicinity of Ulleungdo and Tokdo, but isn't distributed to the coastal area of East Sea and southern area of Jung in the East Sea.