• Nuclear Engineering and Technology
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• 제26권1호
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• pp.108-118
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• 1994

긴 수평관에서 공기와 물의 역성층류시 적용할 수 있는 단열계면 마찰계수에 대한 준 실험식을 개발하였다. 둥근관과 사각관으로 된 단열 역성층류 실험장치를 사용하여 물의 수위 및 공기의 속도를 변화시키면서 일련의 실험을 수행하였다. 수평으로 된 원형 및 사각형 실험관속으로 흐르는 유체의 주요 유동 변수들을 동시에 측정한 실험치들과 계면이 물결파에 의해 거칠어진다는 새로운 개념을 도입하여 성층류영역의 계면마찰 계수에 대한 준 실험식을 개발하였다. 이 해석에는 다른 연구자들의 병류실험치 15개를 포함하여 총 201개의 실험치들을 사용하였다. 이 실험치들과 여기서 제안한 준 실험식의 예측치와 비교하면 오차 범위는 $\pm$30% 정도이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.438-443
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• 2007

개수로 흐름에 대한 연구는 1700년대 중엽 Chezy에 의해 이론적인 기초를 다졌으며, 광범위하고 조직적인 관측연구는 Darcy(1803-1858)에 의해 약 150년 전에 폭 2m, 길이 600m에 이르는 수로에서 실험관측을 수행하고자 시도하였다. Darcy의 동료이자 후계자인 Bazin은 제한된 조건의 현장관측뿐 아니라 다양한 조건의 수로를 제작하여 실험관측을 수행하였으며 그의 실험자료는 Bazin 자신 뿐만 아니라 Manning이나 Ganguillet와 Kutter 등 여러 연구자들의 경험식 개발에도 이용되었다. Nikuradse(1933)의 균일조도 원형관수로 실험결과로부터 관로 흐름은 층류, 천이층류, 완난류, 천이난류, 전난류 등 다섯 종류의 흐름특성을 가지고 있음을 확인하였고 Bazin(1829-1917)과 varwick(1945)의 실험결과로부터 개수로 흐름에서도 관로 흐름과 마찬가지로 층류, 천이층류, 완난류, 천이난류, 전난류 등 다섯가지의 흐름특성이 존재함을 알 수 있다. 본 연구에서는 기존의 지수형 마찰계수 산정식에서 단순히 조고만의 함수였던 ${\alpha}$에 물의 기본적인 성질인 표면장력, 점성력, 밀도와 자연 하천의 경사, 수심, 수면, 폭, 조고의 영향을 고려한 수심에 관한 무차원수 $Y_h$, 수면 폭에 관한 무차원수 $Y_b$, 조고에 관한 무차원수 $Y_k$를 도입하였다. 따라서 개수로 흐름 해석에 있어서 기존의 마찰계수 산정치보다 여러 영향을 반영하여 정확한 값을 산정할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.21-32
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• 2014

본 연구에서는 매개변수 추정을 통하여 기존 배관 유동에 사용되는 유속 및 마찰계수 산정식을 대신할 수 있는 추정방법을 제안하고, 이를 실험을 통하여 증명하였다. 기존 유동에 관한 운동방정식이 반영하는 파라미터가 유체 유동에 초점이 맞춰져서 실제 현장 적용 시 매개변수의 불확실성과 재료 불확도 등의 지배를 받게 되어 정확한 유동특성을 반영하기 어려운 반면에 이를 극복하기 위하여, 본 연구에서는 유동방정식의 시스템 모델링 기법을 통해 입출력 관계를 통한 유동특성 매개 변수를 산정하여 마찰계수를 추정할 수 있도록 하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제23권4호
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• pp.401-409
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• 1991

본 연구에서는 길이 방향의 핀이 달린 봉 다발의 난류 마찰계수를 예측할 수 있는 해석적 모델이 개발되었다. 현재 KMRR의 연료봉으로 핀이 달린 봉다발이 고려되고 있다. 본 모델에서는“Law of the Wall”이 전체 수로에 적용 가능하다고 가정하였다. 전체 수로를 작은 요소 수로와 핀 간 수로로 나누고 각 요소 수로마다“Law of the Wall”속도 분포 곡선을 적분하여 난류 마찰계수를 예측할 수 있는 해석적 방정식을 얻는다. 이 방법을 KMRR 연료봉에 적용한 결과 6핀 실험결과는 잘 예측하고 8핀 실험 결과는 15％ 정도 높게 예측하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2008년도 추계학술대회 초록집
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• pp.61-62
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• 2008

Closed field unbalanced magnetron sputtering 방법을 이용하여 CrZr-Si-N 박막을 증착하였다. Si Target power의 변화에 따라 박막을 증착하여 XRD, SEM, XPS, GDOES, AFM, XPS, Nanoindentation을 이용하여 박막의 미세구조, 성분분석, 표면 조도, 경도를 측정하였다. $500^{\circ}C$에서 annealing한 후 상온에서의 박막의 경도와 비교하였고, 상온과 $500^{\circ}C$에서 마모 실험을 행한 후 마찰 계수를 측정하여 비교하였다. $Cr_{39.4}Zr_{12.3}N_{48.3}$ 박막은 $500^{\circ}C$ annealing 후 경도는 30 GPa에서 24 GPa로 감소하였고 마찰계수는 0.23에서 0.81로 약 4배 증가하였다. $500^{\circ}C$ annealing 후 $Cr_{34.6}Zr_{10.6}-Si_{6.4}-N_{48.4}$ 박막의 경도는 30 GPa로 상온에서의 경도 32 GPa과 비슷하였고 $500^{\circ}C$와 상온에서 수행된 마모시험 결과는 $500^{\circ}C$에서 마찰계수 0.43으로 상온 마모시험 결과와 거의 비슷한 결과를 보였다. 상온의 경우 Si 함량에 따른 기계적 특성 및 마모특성의 변화는 거의 없었다. 그러나 $500^{\circ}C$ annealing 후 CrZi-Si-N 박막의 기계적 특성 및 마모특성은 Si 함량에 따라 큰 차이를 나타내었다. 이러한 결과들을 통해 Si 첨가가 CrZrN 박막의 고온 안정성 향상에 기여함을 확인할 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.181-189
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• 2006

본 연구는 FSM 공법의 PSC 박스 거더교를 최소경비로 자동 설계하는 최적설계 프로그램을 이용하여 곡률마찰계수와 파상마에 대한 적정한 긴장재의 종류를 찾아내고 향후 긴장재의 연구 개발 방향을 제시하였으며, 사용되는 재료의 강도증진에 대한 연구방향을 제시하는데 본 연구의 목적이 있다. 사용된 최적설계 프로그램은 축차 무제약 최소화 기법을 이용하였고, 설계과정에서 설계점들이 설계가능 영역밖에 있는 것을 허용할 수 있도록 Kavlie가 제안한 확장 벌칙함수를 도입하였다. 또한 설계점들의 탐사 방법은 Powel's direct search method를 사용하며, 설계시간을 단축시키기 위해 설계점 변화에 따른 단면력 변화를 Gradient를 이용하여 근사화 시키는 방법을 사용하였다.

• 물과 미래
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• 제29권4호
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• pp.187-198
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• 1996

난류전단 흐름에서의 비정상 수평 선오염원의 확산에 관한 수치모형을 개발하였다. 계산기법으로는 비정상 이송확산 방정식을 종방향 이송 및 연직방향 확산으로 분리하고, 이들 방정식을 방시간 간격에 대하여 번갈아 계산하는 단계분리 유한차분기법을 사용하였다. 종방향 이송방정식에 대해서는 Holly-Preissmann 기법을, 연직방향 확산방정식에 대해서는 Crank-Nicholson 기법을 각각 적용하였다. 개발된 모형을 난류전단 흐름에서의 정상 수평 선오염원의 확산 문제에 적용하여 계산결과를 반해석해와 비교함으로써 모형을 검증하였다. 또한 난류전단 흐름내로 순간적으로 방류된 면오염원의 확산문제에 계산모형을 적용하였다. 마찰계수에 대한 민감도 분석 결과, 동일한 무차원 시각에서의 혼합 정도는 마찰계수에 관계없이 거의 일정한 것으로 나타났다. 또한 동일한 정도의 혼합상태에 도달하는 데 소요되는 유하거리는 마찰계수의 제곱근에 반비례함을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.137-137
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• 2019

돌출줄눈은 산지하천의 만곡부의 빠른 유속을 감소시키기 위하여 활용된다. 본 연구에서는 친환경 디자인의 나무줄기 돌출줄눈(Tree Trunk Rip, TTR)과 사다리꼴 돌출줄눈(Trapezoid Rip, TR)의 흐름저항을 비교 분석하기 위하여 개수로 수리실험을 수행하였다. 실험은 길이 9m, 폭이 0.6m이며 경사가 0.0035로 고정된 개수로의 한쪽 측벽에 돌출줄눈을 설치하여 진행하였다. 사다리 꼴 돌출줄눈의 형상은 밑변 각이 $63^{\circ}$이며 무차원 설치간격 ${\lambda}_{nv}$가 6, 9, 12인 경우이다. 나무줄기 돌출줄눈의 기본 형상은 사다리꼴이고 표면은 나무껍질 무늬이며 ${\lambda}_{nv}$가 약 10이다. 나무줄기 돌출줄눈의 간격은 사다리꼴 돌출줄눈의 최적 설치 간격 9~12배 범위에 해당되고 평균 마찰계수는 사다리꼴 돌출줄눈의 9~12배의 평균 마찰계수 범위에 포함되었다. 사다리꼴 돌출줄눈의 ${\lambda}_{nv}$가 9, 12일 때의 전체 저항에 대한 형상저항의 비는 평균 $69.4{\pm}5.8%$였으며 나무줄기 돌출줄눈은 $70.2{\pm}2.1%$로 사다리꼴 돌출줄눈과 유사하다. 산지하천 흐름저항을 위한 돌출줄눈 설치에 있어 친환경적 디자인을 고려한 나무줄기가 사다리꼴 돌출줄눈보다 활용도가 클 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권7호
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• pp.553-563
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• 2011

분포형 유출모형에 대하여는 컴퓨터의 발달과 지리정보시스템의 구축 및 관련정보의 제공이 활성화되면서 최근 많은 연구가 진행되고 있다. 이러한 분포형 유출모형은 대상유역을 보다 세분 요소화하여 계산하는 이론적이고 물리적인 기반의 모형이다. 본 연구에서는 토지피복 상태에 따라 결정되는 매개변수와 2차원 확산파 방정식에 기초하여 지표면에서의 유출량을 계산하는 모형을 개발하였다. 기존에 연구되었거나 개발 중인 유출모형은 대부분 Manning-Strickler의 평균 유속공식과 Manning 조도계수를 이용하여 유속과 유량을 산정하고 있다. Manning 조도계수는 사용상의 편의성 때문에 보편적으로 사용하고 있으나, 차원이 일치하지 않고 추정 시 모호한 문제점이 있다. 이러한 문제를 개선하기 위해 본 연구에서는 Manning-Strickler식뿐만 아니라 차원이 일치하는 Chezy의 평균유속공식을 적용하여 유출모형을 개발하였다. 또한, Chezy의 마찰계수를 적용하기 위하여 조고의 함수로 표현되는 지수형 마찰계수 산정식을 도입하였다. 따라서 모호한 조도계수의 개념을이용하지 않고 거친 정도를수치화하여 물리적인 의미를 가진마찰계수를 산정하고 적용 가능성을 검토하였다. 본 연구에서는 개발된 모형을 부채꼴 실험유역과 장방형 실험유역 및 실제유역인 안성천유역을 대상으로 6개의 사상을 적용하여 그 적용성을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권7호
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• pp.689-695
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• 2012

지지격자가 있는 봉다발과 축방향으로 평행한 유동에서, 봉다발 마찰계수와 지지격자 손실계수를 평가하였다. 시험부는 외경 9.5 mm, 길이 2000 mm 인 봉 25 개를 $5{\times}5$ 정사각 구조로 배열하여 제작하였으며, 봉 중심간 거리와 봉 외경의 비는 1.35 였다. 지지격자로는 plain 지지격자, split-vane 지지격자, hybrid-vane 지지격자를 이용하였다. 지지격자가 없는 봉다발의 마찰계수는 기존 상관식과 비교적 잘 일치하였다. 지지격자가 있는 봉다발 실험의 경우, hybrid-vane 지지격자에서 봉다발 마찰계수 및 지지격자 손실계수가 가장 크게 측정되었으며, 이는 지지격자의 유동단면 막음비 증가와 혼합날개 형상에 의한 유동 교란이 증가되기 때문인 것으로 판단된다. Re=$5{\times}10^5$ 조건에서 plain 지지격자, split-vane 지지격자, hybrid-vane 지지격자의 손실계수는 약 0.79, 0.80, 0.88 로 예측되었다.