• Title/Summary/Keyword: 성층혼합기

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Dynamic Change of the DO Concentration by Continuous Monitoring in Artificial Lake (인공 호소의 연속모니터링을 통한 DO 동적변화 규명)

  • Choi, Sunhwa;Lee, Seungheon;Park, Hyungseok
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.494-494
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    • 2017
  • 국내의 호소는 대부분이 농업용수 공급을 목적으로 설치된 인공 호소이다. 최근 이상기후 및 유역 오염원 증가로 호소의 수질오염도가 증가 추이에 있으며, 특히 하절기 외기온도 상승과 함께 녹조 대량발생, 어류 집단폐사 등 수질오염사고가 야기되고 있다. 이러한 수질오염사고는 호소의 지역적 특성으로 인한 여러 가지 원인이 있겠지만 직접적인 원인으로는 호소의 산소 고갈에 기인된다. 본 연구에서는 농업용 호소의 수온, DO, EC 등에 대한 일주기 및 계절적 동적변화를 규명하여 호소의 수질개선대책수립에 활용하고자 하였다. 연구대상 지구는 경기도 시흥시에 소재하고 있는 M 농업용 저수지이며, 2015년 6월 4일부터 9월 22일까지 수온, DO, EC을 측정할 수 있는 연속 자동측정장치를 설치하였고, 측정지점은 저수지 수심을 상(바닥층에서 1.5m 상부), 중(바닥층에서 1.0m 상부), 하(바닥층에서 0.5m 상부)로 구분하여 각각 측정하였다. 호소의 수온은 일주기로 수온성층 형성과 대류혼합이 반복되었으며, 상 하층간의 수온 차이가 평균 $1.4^{\circ}C$, 최대 $5.0^{\circ}C$의 차이를 보였다. 또한 강우가 발생한 이후에는 일시적으로 저수지 상 하 층간 수온 차이가 거의 없는 것으로 나타났는데, 이는 강우에 의한 수체의 수직혼합으로 저수지 전체의 물질순환에 영향을 미친 것으로 판단된다. 호내 DO 농도는 일(day) 주기 동안 농도변화가 크게 나타났으며, 여름철 무강우 기간에는 저수지 바닥층의 평균 DO 농도가 약 0.5mg/L로 거의 무산소 상태가 지속되는 것으로 관측되었다. DO는 기온이 낮아지거나 강수가 발생할 때 대류에 의한 수직혼합에 의해 간헐적으로 회복되다가 다시 고갈되는 현상이 반복되는 것으로 나타났다.

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An Experimental Study on the Effect of Mixture Distribution in the Constant Volume Combustion Chamber on the Combustion Characteristics (정적 연소실내 혼합기 분포가 연소특성에 미치는 영향에 관한 실험적 연구)

  • 이기형;이창희;안용흠
    • Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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    • v.12 no.3
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    • pp.10-18
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    • 2004
  • It is well known that the stratified charge combustion has many kind of advantages to combustion characteristics, such as higher thermal efficiency and less CO, NOx levels than conventional homogeneous mixture combustion. Although this combustion can be caused low fuel consumption, it is produced the high unburned hydrocarbon and soot levels because of different equivalence ratio in the combustion chamber. Moreover it has a lot of possibility of low output and misfire if the mixture gas would not be in existence around the spark plug. In this paper, fundamental studies for stratified combustion were carried out using a constant volume combustion chamber. The effect of locally mixture gas distribution according to control the direct injection and premixed injection in the chamber were examined experimentally. In addition, the effects of turbulence on stratified charge combustion process were observed by schlieren photography.

A Study on the Effects of Induced Mixture Flows and the Stratified Charge for a Lean Burn (희박연소를 위한 혼합기의 성층급기와 유동에 관한 연구)

  • 전대수;이태원;윤수한;하종률
    • Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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    • v.8 no.1
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    • pp.1-9
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    • 2000
  • In the present study, the IDI-type constant volume chamber, which utilizes the indirect injection stratified charge method, is used to solve several problems including misfires and cycle-variations caused by unstable initial ignitions. A subchamber has been used to make an ignitable mixture under the low mean equivalence ratio. After burned in the subchamber, the flame jet getting through the passage hode enters the main chamber and burns the lean charge. There are many factors which affect the combustion characteristics of the indirect injection stratified engine. The passage hole angle is the most important since it determines the direction of flame flows into the main chamber. In the present study, we measured the combustion pressure, and the wall temperature, and computed the heat flux through the cylinder wall in order to understand the combustion characteristics depending on passage hole angle and the equivalence ratio.

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A Study on Numerical Analysis of Selective Withdrawal from Reservoir (저수지 선택취수에 관한 수치해석 연구)

  • Kim, Young-Do;Kim, Tae-Won;Yi, Yong-Kon;Kim, Woo-Gu
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.1302-1306
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    • 2007
  • 여름철의 강우시 저수지에 주로 유입되는 고탁수층은 저수지내의 수체에 대하여 밀도차와 유속차를 가지며, 난류혼합을 일으키면서 주변수를 유입하며 하류방향으로 이송 확산되어 간다. 임하댐과 같은 대형 저수지는 수심이 30 m가 넘는 관계로 여름철에 2개의 수온약층이 존재한다. 따라서 댐체에 도달한 고탁수층은 저수지내의 밀도성층으로 인하여 주로 중층에 분포하게 되며, 가을철에 발생하는 수평확산과 전도현상으로 인해 저수지 전역에 분포하게 되어 탁질입자의 분포에 따라 탁수현상의 장기화를 유발하기도 한다. 이와 같은 탁수문제의 저수지내 대책으로는 홍수기에 고탁수층을 우선적으로 취수하는 방법이 있다. 고탁수층은 이와같이 수온약층과 밀접한 관계를 가지며, 취수탑 주변의 선택취수 결과에 영향을 받는다. 형성된 탁수층을 효율적으로 선택배제하기 위해서는 취수시설에 접근하는 성층흐름을 정확하게 이해해야 한다. 본 연구에서는 3차원 CFD를 사용하여 밀도성층에 따른 취수탑 주변의 접근흐름을 수치해석하여 방류수심, 방류유속 및 밀도성층구조의 선택배제에 대한 영향을 분석하였다. 임하댐 취수설비에 적용한 결과에 의하면 상층, 중층, 하층에서 취수탑 문비를 개도하였을 경우, 취수탑 주변에서만 유속이 증가하였을 뿐 저수지 내에서는 유속이 크게 증가되지 않은 것으로 나타났다. 하지만 문비 개도구간의 변화에 따라 수심별 유속분포는 크게 변화하는 것을 확인할 수 있다. 따라서 문비를 조절하는 것은 저수지 전체의 유동을 깨뜨리지 않으면서 취수탑 인근에서 선택취수가 가능하다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 본 연구에서는 정밀한 현장조사를 수행하여 저수지와 방류수의 탁도변화를 모니터링하였으며, 취수탑 개구부 주변의 연직 유속분포를 측정하였다. 3차원 수치모의 결과와 현장에서 관측한 유속장을 비교함으로써 본 연구에서 제시한 실제 탁수배제능력을 검증하였다.를 구축하였다는데 의의가 있다.로와 접하는 건물의 경우 모서리부 광고 효과가 지배적이며 대부분 곡선돌출형이 사용되고 있었다. 그러므로 모서리 저층부를 필로티로 계획하여 보행흐름을 원활하게 하고 대신 입면을 투명하게 하여 간접광고(내부전시) 효과를 유도하는 것이 좋다. 특히 원형모서리는 건물 특화 성격이 강하므로 불가피할 경우 소형 액센트 광고 위치를 미리 벽면으로 할애하는 것이 경관 및 입면계획에 유리한 것으로 분석되었다. 불확실도 해석모형 등의 새로운 기능을 추가하여 제시하였다. 모든 입출력자료는 프로젝트 단위별로 운영되어 data의 관리가 손쉽도록 하였으며 결과를 DB에 저장하여 다른 모형에서도 적용할 수 있도록 하였다. 그리고 HyGIS-HMS 및 HyGIS-RAS 모형에서 강우-유출-하도 수리해석-범람해석 등이 일괄되게 하나의 시스템 내에서 구현될 수 있도록 하였다. 따라서 HyGIS와 통합된 수리, 수문모형은 국내 하천 및 유역에 적합한 시스템으로서 향후 HydroInformatics 구현을 염두에 둔 특화된 국내 수자원 분야 소프트웨어의 개발에 기본 토대를 제공할 것으로 판단된다.았다. 또한 저자들의 임상병리학적 연구결과가 다른 문헌에서 보고된 소아 신증후군의 연구결과와 큰 차이를 보이지 않음을 알 수 있었다. 자극에 차이가 있지 않나 추측되며 이에 관한 추후 연구가 요망된다. 총대장통과시간의 단축은 결장 분절 모두에서 줄어들어 나타났으나 좌측결장 통과시간의 감소 및 이로 인한 이 부위의 통과시간 비율의 저하가 가장 주요하였다. 이러한 결과는 차가운 생수 섭취가 주로 결장 근위부를 자극하는 효과를 발휘하는 것이 아닌가 해석된다. 이와 같은 연구결과를 통해 생다시마를 주원료로 개발된 생다시마차와 생다시마 음료가 만성 기능성 변비 증세를 개선하는 효능이 잠재적으로 있음을 확인하였다. 그러나 생약제재의 변비약 수준으로

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Effects of Intake and Exhaust Valve Timing on Combustion and Emission Characteristics of Lean-Burn Direct-Injection LPG Engine (직접분사식 희박연소 LPG엔진에서 흡배기 밸브시기가 연소 및 배기특성에 미치는 영향)

  • Park, Cheolwoong;Kim, Taeyoung;Cho, Seehyoen;Oh, Seungmook
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.39 no.1
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    • pp.45-51
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    • 2015
  • In order to meet the enforced emission regulations and reduce fuel consumption, various new technologies are employed in engines. The problem of NOx emissions under a lean mixture condition should be solved, because a lean-burn direct-injection engine can realize stable lean combustion with a stratified mixture, which results in improvements in fuel economy and emissions. This study investigated the effects of intake and exhaust valve timing changes on the performance and emission characteristics of a lean-burn LPG direct-injection engine. Under a partial-load operating condition without throttling, an increase in the intake valve opening led to an increase in NOx emissions due to an increase in the amount of excess air. The fuel consumption deteriorated with an increase in the exhaust valve opening due to a decrease in the expansion work and an increase in the pumping loss.

Effect of Piston Cavity Geometry on Formation and Behavior of Fuel Mxture in a DI Gasoline Engine (직분식 가솔린엔진에서 피스톤 형상이 연료 혼합기의 형성과 거동에 미치는 영향 .)

  • Kim Dongwook;Kang Jeongjung;Choi Gyungmin;Kim Duckjool
    • Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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    • v.13 no.5
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    • pp.82-89
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    • 2005
  • This study was performed to investigate the behavior and spatial distribution of fuel mixtures with different wall angle and diameter of piston cavity in a DI gasoline engine. The spatial distribution of fuel mixtures after impingement of the spray against a piston cavity is one of the most important. factors for the stratification of fuel mixture. Thus, it is informative to understand in detail the behavior and spatial distribution of fuel mixtures after impingement in the cavity. Two dimensional spray fluorescence images of liquid and vapor phase were acquired to analyze the behavior and distribution of fuel mixtures inside cylinder by exciplex fluorescence method. The exciplex system of fluorobenzene/DEMA in non-fluorescing base fuel of hexane was employed. Cavity wall angle was defined as an exterior angle of piston cavity. Wall angles of the piston cavity were set to 30, 60 and 90 degrees, respectively. The spray impinges on the cavity and diffuses along the cavity wall by its momentum. In the case of 30 degrees, the rolling-up moved from the impinging location to the round and fuel-rich mixture distributed at periphery of cylinder. In the case of 60 and 90 degrees, the rolling-up recircurated in the cavity and fuel mixtures concentrated at center region. High concentrated fuel vapor phase was observed in the cavity with 90 degrees. From. present study, it was found that the desirable cavity wall angle with cavity diameter for stratification in a Dl gasoline engine was demonstrated.

Analysis of Water Circulation Characteristics for Hydraulic and Water Temperature Investigation in Paldang Reservoir (팔당호의 수리 및 수온 조사를 통한 물순환특성 분석)

  • Choi, Hwang Jeong;Cho, Yong-Chul;Yu, Soonju;Song, Yong Sik;Ryu, Ingu
    • Ecology and Resilient Infrastructure
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    • v.6 no.1
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    • pp.12-22
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    • 2019
  • This study investigated the spatial and temporal water circulation characteristics of Paldang Reservoir by continuous hydraulic and water temperature survey. Due to differences in water temperature and discharge pattern of Ipo Weir and Cheongpyeong Dam, the flow and temperature fluctuations were different in sections of Namhan River and Bukhan River in Paldang Reservoir. At the stratification period, the water temperature of the discharge of Ipo Weir was higher than that of the Cheongpyeong Dam. Therefore, in the surface layer of the downstream of Bukhan River, relatively high temperature water is located and back water phenomenon occurred, and convergence zone is formed. In the downstream section of Namhan River, low-temperature water was distributed in the middle and lower layers, and the upstream flow appeared to be difficult to mix with the surface layer.

Estimation of Monthly Dissolved Inorganic Carbon Inventory in the Southeastern Yellow Sea (황해 남동부 해역의 월별 용존무기탄소 재고 추정)

  • KIM, SO-YUN;LEE, TONGSUP
    • The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
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    • v.27 no.4
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    • pp.194-210
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    • 2022
  • The monthly inventory of dissolved inorganic carbon (CT) and its fluxes were simulated using a box-model for the southeastern Yellow Sea, bordering the northern East China Sea. The monthly CT data was constructed by combining the observed data representing four seasons with the data adopted from the recent publications. A 2-box-model of the surface and deep layers was used, assuming that the annual CT inventory was at the steady state and its fluctuations due to the advection in the surface box were negligible. Results of the simulation point out that the monthly CT inventory variation between the surface and deep box was driven primarily by the mixing flux due to the variation of the mixed layer depth, on the scale of -40~35 mol C m-2 month-1. The air to sea CO2 flux was about 2 mol C m-2 yr-1 and was lower than 1/100 of the mixing flux. The biological pump flux estimated magnitude, in the range of 4-5 mol C m-2 yr-1, is about half the in situ measurement value reported. The CT inventory of the water column was maximum in April, when mixing by cooling ceases, and decreases slightly throughout the stratified period. Therefore, the total CT inventory is larger in the stratified period than that of the mixing period. In order to maintain a steady state, 18 mol C m-2 yr-1 (= 216 g C m-2 yr-1), the difference between the maximum and minimum monthly CT inventory, should be transported out to the East China Sea. Extrapolating this flux over the entire southern Yellow Sea boundary yields 4 × 109 g C yr-1. Conceptually this flux is equivalent to the proposed continental shelf pump. Since this flux must go through the vast shelf area of the East China Sea before it joins the open Pacific waters the actual contribution as a continental shelf pump would be significantly lower than reported value. Although errors accompanied the simple box model simulation imposed by the paucity of data and assumptions are considerably large, nevertheless it was possible to constrain the relative contribution among the major fluxes and their range that caused the CT inventory variations, and was able to suggest recommendations for the future studies.

Effect of Injection Pressure and Injection Timing on Combustion Characteristics of Spray-Guided Direct-Injection Spark-Ignition Engine under Lean Stratified Combustion Operation (성층희박연소 운전조건에서 분사압과 분사시기에 따른 분무유도식 직접분사 가솔린엔진의 연소특성)

  • Oh, Hee-Chang;Lee, Min-Seok;Park, Jung-Seo;Bae, Choong-Sik
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.35 no.10
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    • pp.981-987
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    • 2011
  • In this study, single cylinder engine experiment was carried out to investigate combustion characteristics spray guided direct injection spark ignition engine. In the result of engine experiment, it was shown that flammable window of injection timing was existed. The combustion efficiency increased with retarding injection timing, reaching a peak value, subsequent to decrease again. These results were likely due to the effect of ambient pressure on stratified-premixed mixture preparation. 150 bar injection pressure condition and retarded injection timing from the best combustion efficiency injection timing showed the highest IMEP value due to the advanced combustion phase of the maximum combustion efficiency condition. HC emission showed same trend of combustion efficiency, and smoke emission was increased as injection timing was retarded due to the increased locally rich area in the high ambient pressure. NOx emission showed decreasing trend as injection timing was retarded. This is likely due to the maximum in-cylinder temperature was decreased with retarded combustion phase.

An Evaluation on Water Quality Variations according to Weir Operation using Multi-dimensional Public Domain Models (다차원 수리·수질모형을 통한 하천의 이상상황 대응 모의)

  • Kim, Sung Hoon;Lee, Sang-Wook;Kim, Yeon-su;Noh, Joonwoo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.102-102
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    • 2017
  • 갈수시 하천의 수질문제는 다양한 요인에 의해 발생하고 제어된다. 수질 그 자체는 상류나 지류의 점오염원과 비점오염원의 증가 또는 예상치 못한 추가적인 오염원의 유출에 직접 영향을 받으며, 조류 등의 발생도 영향인자인 수온 및 일사량 또는 바람에 의존적이다. 최근 수년간은 특히 빈번한 가뭄조건의 발생으로 인하여 갈수기의 강우 및 유출량이 저조하여 상대적으로 하천의 조류발생이 다수 발견되고 보고된 바 있다. 이와 같은 수질의 이상상태를 일시적으로라도 제어하기 위한 방편으로 유량의 증가, 인위적인 하천 수위의 변동 및 유속 변동 등이 고려될 수 있으며, 이를 위해서는 상류의 댐과 하천의 다기능보 등의 조절을 탄력적으로 수행하여야 한다. 이와 같은 시설물 운영효과는 수질문제의 원인을 근본적으로 해결하는 것은 아니지만, 이의 일시적인 효과를 극대화하기 위해서는 기존의 수리 수질 모델링이 이상 수질 발생시의 방제 및 사후분석 등을 중심으로 이루어진 부분을 넘어서, 사전 설정된 조건에 의한 예측모의와 가이드라인의 연계방식이 효과적일 것이다. 본 연구는 수질 이상이 빈번히 발생되었던 낙동강의 칠곡 하류 하천을 중심으로 2차원 CE-QUAL-W2 모형과 EFDC모형을 병행 모의하여 다기능보 인근의 표층과 저층의 수온(밀도) 성층화 및 이의 해소와 관련된 수리모의 및 수질인자에 대한 영향을 분석하였다. 수리모형 구축의 적정성은 현장의 실측 수온과 모의결과 비교를 통해 확인하였으며, 구축된 수리 수질 모델을 이용하여 추가방류량 3~23백만$m^3$ 규모에서 발생하는 수리적인 수층혼합 현상과 일시적으로 저감가능한 수질개선 효과가 의미있는 수준으로 나타날 수 있음을 예측하였다. 또한, 다기능보의 수문방류 모의시에 개방조건을 0.3~3.5m로 달리하여 방류기간 중 총방류량이 유사하더라도 최대방류량 또는 유속이 충분치 않은 경우에는 혼합효과가 급격히 감소함을 알 수 있었다. 연구에서 밝혀진 조건들을 향후 보다 효과적으로 수치모의하기 위한 방안으로서 EFDC모형의 내부경계조건을 다기능보의 문비조건(RSG, Lift 등)에 맞게 조정하는 방법을 제안하고 그 적용성을 검토한 뒤 모형을 부분 수정하여 제시하였다.

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