• 대한토목학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.11-22
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• 1987

흐름수역(水域)에서 연직상향으로 방류되는 평면부력(平面浮力)?의 거동이 연속방정식(連續方程式), 운동량방정식(運動量方程式) 및 추적물수송식(追跡物輸送式)의 기본방정식을 수치적(數値的)으로 풀음으로서 해석(解析)된다. 난류확산(亂流擴散)에는 Prandtl의 혼합거리이론(混合距離理論)을 도입한 난류수송모형(亂流輸送模型)이 이용된다. 수치해과정(數値解過程)은 기본방정식을 유함수(流凾數)(stream function)식(式)과 골도수송(滑度輸送)(vorticity transport)식을(式) 이용하여 변환(變換)한 후, ?방류속도(放流速度), ?방류구폭(放流口幅) 등(等)으로 표현되는 변수(變數)와 흐름을 지배(支配)하는 무차원매개변수(無次元媒介變數)를 도입하여 무차원화(無次元化)하고 successive under-relaxation을 이용하여 Gauss-Seidal 반복법(反復法)으로 해를(解) 구(求)하는 것이다. 수치실험(數値實驗)은 방류(放流)Froude수(數)가 4~32, 방류속도(放流速度)와 가로흐름속도와의 비로(比) 정의되는 속도비가 8~15 의 범위의 흐름영역(領域)에서 수행되었다. 부력(浮力)?으로 인한 주변(周邊)흐름수역(水域)의 속도변화(速度變化), 온도상승(溫度上昇)범위, 흐름상태 및 골도(滑度)가 조사되었으며, ?의 경로에 대한 속도비와 방류밀도Froude 수의 영향이 또한 조사되었다. ?중심선의 속도, 온도변화, 국부밀도(局部密度)Froude 수(數)의 변화가 계산되며 퍼짐율(spreading rate)과 확산비(擴散比)(dispersion ratio)가 방류밀도(放流密度)Froude 수, 국부밀도(局部密度)Froude 수(數) 및 속도비(速度比)의 항(項)으로 해석되었다. 또한 속도와 온도분포를 상사(相似)(similarity)로 나타낼 수 있음이 밝혀졌으며, Gaussian 분포(分布)를 이용한 적분형해석(積分型解析)(integral type analysis)이 가능한 것으로 사료된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권7호
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• pp.607-618
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• 2014

초임계 $CO_2$의 수직상향유동에서의 난류열전달에 관한 실험적연구가 내경 4.5 mm의 원형관에서 수행되었다. 실험범위는 유체평균온도 $29-115^{\circ}C$, 압력 74.6 - 102.6 bar, 국부 벽면 열유속 $38-234kW/m^2$ 그리고 질량유속 $208-874kg/m^2s$였다. 중간정도의 벽면 열유속 및 낮은 질량유속에서 벽면온도는 확연한 최대점을 나타냈다. 열전달에 대한 부력 및 유동가속의 영향을 살펴보기 위하여 실험 및 참조상관식(Kranoshchekov and Protopopov)에서 획득된 Nusselt 수의 비를 부력 및 유동가속을 나타내는 변수인 $Bo^*$ 및 $q^+$를 이용하여 분석하였다. 이 분석을 통해 유동가속 변수인 $q^+$는 실험에서의 열전달 현상을 적절히 표현할 수 있는 변수라는 것을 확인할 수 있었다. 마지막으로 초임계 유체의 수직상향 유동에서의 새로운 열전달 상관식이 개발되었으며, 이 상관식은 ${\pm}30%$의 오차범위에서 실험데이터를 잘 예측하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제8권3호
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• pp.493-499
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• 2022

본 논문은 제주도의 화산이 폭발 시에 얼마만한 속도로 폭발했으며, 폭발 후에 생기는 튜물러스와 한라산 중턱에서 폭발된 현무암이 바다까지 밀려온 결과를 보고한다. 현무암 지하 마그마가 약 절대온도 1000K로 지상의 중성대를 뚫고 1950m 상공에서 절대온도 1200K로 폭발하면서 나올 때의 속도에 대해 분석했다. 부력(浮力)에 의한 화염 기둥의 열기류인 Plume 화산 폭발로 인한 주변의 공기보다 연소가스의 밀도가 작아져 부력이 발생하고 상승 기류가 형성된다. 화염 기둥은 연속, 간헐, 부력 화염 영역으로 분류된다. 한라산(1950m) 화염 기둥의 속도는 상승한 최고점에서 낙하함으로 위치에너지가 운동에너지로 변환되어 유체흐름에 의해 이 두 식을 같게 놓아 풀면 화산 폭발 속도87.5m/s를 얻었다. 이때 마그마의 밀도는 온도에 반비례한다. 거문오름(456m)은 폭발 속도는 42.6m/s로 계산했다.

• 한국어업기술학회:학술대회논문집
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• 한국어업기술학회 2003년도 추계 학술대회 논문집
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• pp.27-30
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• 2003

자망이나 삼중자망은 그물에 고기가 꽂히거나 얽히게 하여 어획하는 어법이다. 흐름이 있는 곳에서 어구는 저항을 받게 되고, 이에 따라 형성되는 어구 형상은 유속 세기와 부력 및 사용된 그물의 망지 길이(뻗친 높이)와 관련된다(장ㆍ서, 1982; 천상, 1981; 송전, 2001). 이때 자망의 높이는 어획 효율에 영향을 미치는 매우 중요한 요소이다. 저자망의 경우 뜸줄의 높이는 바다에서 다이버나 자기기록식 기록계에 의해 기록되거나 flume tank에서 여러 가지 망목크기와 길이 및 망사직경에 대해 조사된 바가 있다 (Matuda, 1988; Stewart, 1988). (중략)

• 유변학
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• 제8권2호
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• pp.139-146
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• 1996

2차원 비점성 Euler 방정식의 Stuart 해에 의하여 주어지는 주기적인 유동장, 소위 말하여 Stuart와동장내에 놓여있는 아주 작은 비대칭성 입자의 다양한 부력 변수에 따른 침 강운동을 고찰하엿다. 본 연구에서 사용한 수치방법은 매질의 준전적인 Stokes 방정식과 입 자의 평형방정식을 연계하였다. 다양한 초기 배향각 또는 형상비에 따른 궤적이나 각변화를 예측하기 위하여 힘과 토오크 관계식을 입자의 운동방정식에 적용하였으며 4차 Runge-Kutta 방정식을 이용하여 입자의 운동을 규명하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권6호
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• pp.111-115
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• 2009

아세톤 LIF와 Rayleigh 산란법 등 두 가지 레이저 측정 기법을 이용하여 Re수가 1,000 미만의 부력제트 노즐근처에서의 공기 유입을 실험적으로 조사하였다. 아세톤 LIF 실험결과 전체적인 혼합기구는 경계면에서의 불안정성에 의한 거대와구조로 판단되고, Re 수가 커질수록 유입되는 시점이 상류로 이동하며 그 양 또한 증가되었다. 또한 Rayleigh 산란법 결과는 상류에서도 혼합이 제트의 내부까지 이루어지고, 노즐에서 분사방향으로 진행할수록 주위공기의 유입이 제트 내부로 진행되고 있음을 알 수 있다. 이 실험결과로서 기존 등온기체모델에서 제트의 주위공기 유입을 고려하여야 한다는 사실을 입증할 수 있다. 또한, 이상적 플룸식에서 복사열손실을 0.35로 고려하였을 경우에 기존의 연기량 및 온도 예측과 근사한 결과를 얻을 수 있으며, 주위공기 유입효과를 고려하여 보다 간단하면서 정확한 등온기체 모델링 방법을 얻을 수 있다.

• 한국항해항만학회지
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• 제39권4호
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• pp.285-291
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• 2015

해상 사고에 의한 익수자는 저체온증에 의한 사망 위험에 노출되어 있다. 구명 동의 등을 착용함으로써 부력은 유지할 수 있으나 해수의 낮은 온도에 의한 신체의 열손실은 짧은 시간 내에 체온을 하강시키고 그에 따른 저체온증 사망이 우려된다. 전통적인 구명 동의는 고체형 부력체를 사용하여 부력을 향상 시키고 있으나, 구명 동의에 공기를 채움으로써 부력 및 체온 보존 효과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구는 고체형 충진재를 이용한 기존의 비 팽창형 구명 동의와 공기를 채운 팽창형 구명 동의의 단열 성능을 비교하고, 각각의 방법이 체온 변화에 미치는 영향을 정성적으로 평가하고자 한다. 먼저 열저항 모델을 이용한 대략적인 단열 성능의 비교를 실시하고, 유한요소법을 이용하여 Pennes의 신체 열전달 해석을 수행하여 시간에 따른 체온 변화를 수치적으로 검토하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.578-585
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• 2018

본 논문은 고속철도차량에 전기기계제동장치(EMB : Electric Mechanical Brake)를 적용하기 위한 주요 구성품인 3상 매입형영구자석동기전동기(IPMSM : Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)의 설계방법과 이를 이용한 인버터 제어시스템의 압부력제어 시뮬레이션 방법을 제안한다. 최근 자동차에서 주로 사용하는 유압식 제동장치는 유압을 발생시키기 위해 필요한 오일류와 유압 라인의 관리, 유지보수성 및 유압펌프의 동작으로 인한 효율성 등이 문제로 제기되면서 EMB에 대한 관심이 높아지고 있으나 비용증가 및 안전측면의 보완이 지속적으로 요구되고 있다. 공압식 제동장치를 주로 사용하는 철도차량은 EMB 시스템을 적용할 경우 차량 하부에 큰 공간을 차지하는 공기압축기, 제동공기통 및 연결 배관 등의 부품이 필요하지 않으므로 50% 이상의 소형화가 가능하며 인버터를 적용한 전동기 구동방식으로 인하여 상대적으로 빠른 응답속도와 정밀제어를 통해 공주거리를 단축시킬 수 있는 장점을 갖는다. 또한, 철도차량은 다수의 제동장치가 제동력을 분담하는 구조로 설계되어 자동차와 비교하여 EMB 적용이 안전측면에서 유리하다. 본 논문에서는 JMAG을 활용하여 고속철도의 제동 캘리퍼와 제동력 출력에 적합한 모터설계 및 전자계해석을 수행하였다. 제동 압부력 제어 시뮬레이션을 위해 기계구동부는 기존 EMB 시스템에 주로 적용된 볼스크류 형태의 동작방식과는 달리 고속철도차량에 적용된 편심축 회전을 이용한 구동방식으로 모델링하였다. IPMSM 제어를 통한 제동압부력 및 제동력 출력결과는 Matlab/Simulink를 활용하여 JMAG의 IPMSM 모델과 co-simulation을 통해 보였으며 결과의 타당성은 차세대고속철도(HEMU-430X)의 제동사양과의 비교를 통해 검증하였다.

• 설비공학논문집
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• 제15권4호
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• pp.274-286
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• 2003

Numerical simulations are performed to investigate the turbulent convective heat transfer of the supercritical carbon dioxide flows in vertical and horizontal square ducts. The gas cooling process at the supercritical state experiences a sudden change in thermodynamic and transport properties. This results in the extraordinary variations of the heat transfer coefficients in the supercritical state, which are much different from those of single or two phase flows. Algebraic second moment closure which can include the effects of large thermophysical property variations of carbon dioxide and of buoyancy is employed to model the Reynolds stresses and turbulent heat fluxes in the governing equations. The previous correlations for the turbulent heat transfer coefficient for the supercritical carbon dioxide flows couldn't reflect the buoyancy effect. The present results are used to establish a new heat transfer coefficient correlation including the effects of large thermophysical property variation and buoyancy on in-duct cooling process of supercritical carbon dioxide.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제22권2호
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• pp.95-100
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• 1990

유체 유동상의 인자로 구성된 핵연료집합체에 걸리는 수력적 양력의 정확한 표현식은 핵연료의 건전성 설계 및 해석에 중요한 인자이다. 그러나 현재까지 이 양력에 대한 이론적인 해석이 제대로 이루어지고 있지 않아 이 분야에 혼란이 빚어지고 있다. 본 논문에서는 핵연료 집합체에 걸리는 수력적 양력에 대한 정확한 표현식을 이론적인 고찰을 통하여 유도하였으며 또한 양력에 관련된 제반 힘 요소들 즉, 압력강하, 부력, 전단응력, 집합체하중, 상호간의 관계를 검토하였다. 유도된 정확한 이론식을 이용하여 양력에 관한 간이식 오차의 특성을 분석한 결과 오차는 4가지 항으로 구성됨과 총 오차의 크기는 노심 유량의 변화 방향에 따라 달라짐을 알 수 있었다. 정량적인 분석을 COBRAIV-I를 이용하여 수행한 결과 총 오차의 크기는 약 1% 정도임이 밝혀졌다.