• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.173-173
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• 2012

중력류는 두 유체 사이에서 물질의 종류 또는 온도차로 인한 밀도 차이에 의해 발생되는 유체의 흐름을 말하며, 자연환경에서는 저수지에서의 중층탁류, 사막에서의 모래 폭풍, 하구에서의 염수쐐기 등이 그 예이다. 여름철에 강우가 집중되는 우리나라는 홍수에 의한 범람, 침수 등이 발생할 뿐만 아니라 댐이나 하천, 호수 등에 흙탕물이 유입되어 중간층에 정체하는 중층탁류에 의한 피해가 자주 발생하고 있다. 과거에 중층탁류는 일시적인 현상에 불과하였으나 오늘날에는 인공적으로 형성된 정체성 호수나 하천에서 장기간 체류하여 생태계의 교란과 수질 악화를 초래하고 있다. 중층탁류에 의한 피해를 저감시키기 위해서는 본래 자연 상태의 하천이나 호수와 같이 온도분포가 비선형적으로 성층화 된 상태에서 탁수가 유입되어 중층탁류가 형성되는 과정과 흐름 특성을 이해하는 것이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 중력류 흐름 해석을 위한 실험 장치를 개발하였다. 실험 장치 중 수조의 제원은 1200 $700{\times}300mm$이며, 수조 상부에는 가열장치를 설치하였고, 수조 하부에는 냉각장치를 설치하였다. 이들 장치들을 가동하여 깊이에 따른 자연현상에서의 비선형적인 온도 단면을 재현한다. 수리 실험방법은 깊이 방향으로 온도에 따라 비선형적으로 성층화 된 유체 내로 경사가 있는 판을 따라 수조내의 성층화된 유체의 중간 온도 혹은 밀도를 가진 유체를 침입시킨다. 침입유체는 성층화된 유체 내에서 초기에는 중력에 의해 운동량을 갖고 경사면을 따라 일정한 속도로 흘러내려 간다. 이후 바닥으로 하강 한 후 부력에 의해 상승하여 동일한 밀도층의 위치에서 횡방향으로 전파하게 된다. 이 연구에서는 이와 같이 비선형적으로 성층화된 유체 내에서의 침입 중력류의 흐름 특성을 실험적으로 관측하고 분석한다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.14 no.4
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• pp.295-307
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• 2002

Water temperature, salinity, and DO concentration were measured vertically in the Chinhae-Masan Bay over the course of 1 year. The characteristics of the stratification were analysed using the measured water temperature and salinity data. The vertical DO concentration changes were also analysed through consideration of the degree of stratification and the level of sediment pollution. The results of the analyses show that the thermal stratification appears just before April and disappears after October. The salinity differences between the surface and the bottom were 3.9(equation omitted), 9.3 (equation omitted), 4.3(equation omitted) in April, August, and October, respectively. The DO concentration change averaged over water depth was 2.6(mg/L) in April; 8.3(mg/L) in June: 5.9(mg/L) in August; 7.2(mg/L) in September; and 4.4(mg/L) in October. The DO concentration changes were closely related to the levels of contamination and also to the effect of the mass-transfer inhibition between the surface and bottom layers due to the thermal and density stratification.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.13 no.6
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• pp.21-28
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• 2009

The purpose of this study is to gain a better understanding of the effects of thermal stratification and partial fuel stratification on reducing the pressure-rise rate and emission in HCCI combustion. The engine is fueled with Di-Methyl Ether(DME) which has unique 2-stage heat release. Computational work is conducted with multi-zones model and detailed chemical reaction scheme. Calculation result shows that wider thermal stratification and partial fuel stratification prolong combustion duration and reduce pressure rise rate. But too wide partial fuel stratification increases CO and NOx concentration in exhaust gas, and decreases combustion efficiency.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.1879-1883
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• 2009

우리나라는 1960년대를 기점으로 수자원의 효율적 이용을 위하여 각종 수리시설물이 건설되었으며 이 중 하나의 방안으로 대형 인공 저수지와 같은 시설물이 건설되었다. 저수지에는 강우시 탁수가 유입되는데 특히, 여름철에 집중되는 우리나라의 강우 특성상 이 시기에는 고탁도의 탁수가 유입된다. 탁수는 쉽게 정화되지 않고 저수지 내에서 성층화 현상을 일으키는데 성층화된 탁수는 물의 연직방향운동을 방해하여 심층부의 산소를 고갈시키고 이는 수질오염과 같은 결과로 이어진다. 그리고 방류시 하류하천까지 흘러가서 피해를 발생시킨다. 이러한 현상은 수질관리에 많은 어려움을 주고 있어 적절한 해결책이 요구되는 바이다. 본 연구에서는 성층구조와 방류유량에 의한 방류특성의 변화를 알아보고자 하였다. 염수를 이용하여 실험 수로 내 밀도성층을 구현하였으며, 선택배제 시 성층구조의 변화 및 흐름특성 파악을 위해 전도율계를 통한 염도측정을 이용하였다. 다양한 밀도성층 조건과 방류유량에 의한 선택배제 특성을 파악하기 위하여 밀도프루드수를 기준으로 실험조건을 설정하여, 다양한 조건에서의 밀도성층수체의 거동양상을 관찰하였다. 이상의 과정들을 통해 효율적인 선택배제 조건을 찾을 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2004.10a
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• pp.178-183
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• 2004

Thermal stratification phenomena in the liquid oxygen tank of launch vehicle is caused by heat influx from ambient and non-equilibrium heat and mass transfer in the cryogenic tank. The thermal stratification study is needed for designing vent system, tank insulation, pump inlet. In this paper by investigating buoyancy driven boundary layer flow by side wall heating, one dimensional analysis of thermal stratification is peformed. thermal gradient is described with time.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.469-473
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• 2009

저수지에서 잠재적 대규모 조류발생을 감소시키기 위하여 인공적 성층파괴 장치가 2006년 용담댐에 설치되었다. 본 연구는 저수지에서 여름철 발생하는 성층파괴에 대한 대류순환식 폭기장치의 효과를 검토하기 위해 수행되었다. 성층파괴 장치의 성능을 분석하기 위하여 반경 25m, 높이 45m의 실린더 용기에 34.6만개의 격자로 구성된 CFD모형을 적용하였다. 적용결과, 사면체 격자는 온도와 유속에서 실측자료와 밀접하게 일치하였다. 이와 같은 결과는 난류확산항이 제거되었을때 보다 태양광 열전도를 고려한 경우가 보다 좋은 결과를 보였다. 결과적으로 성층파괴 장치의 지속적인 운영은 인공적 외부력을 통하여 성층화된 수체를 혼합시키는데 유용할 것으로 나타났으나 현재 설치되어 있는 장비로는 크기나 숫자에서 충분하지 못해 원래 목적을 달성하기에는 부족한 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.1691-1695
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• 2006

합천호의 총유역면적은 $925km^2$이다. 합천호 유역내 주요 하천은 황강본류, 논덕천, 사천천, 유전천 및 하금천이다. 유역면적을 살펴볼 때 합천호 강우유출의 86.3 %는 황강본류 유역으로부터 유입되고 약 13.7 %만이 그 외의 하천들로부터 유입되는 것으로 판단된다. 본 연구에서는 강우유출이 성층화된 합천호의 수온분포에 미치는 영향을 2차원 수치모의를 통하여 검토하였다. 유입지천의 수온은 성층화된 여름철 저수지의 거동에 큰 영향을 미친다. 따라서 합천호 유입지천 3개 지점에 수온계를 설치하여 수온변화를 조사하였다. 2차원 수치모의결과에 의하면, 비강우시의 경우에는 합천호의 수온성층현상을 보이는 구간은 합천댐으로부터 19 km지점까지로 나타났으며, 강우시 유입유량의 증가로 인하여 수온성층현상을 보이는 구간은 감소하는 것으로 나타났다. 이는 강우유출이 증가함에 따라서 유입수의 운동량이 증가하기 때문에 저수지의 수온성층현상의 영향을 상대적으로 작게 받기 때문으로 판단된다.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.9 no.2
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• pp.73-77
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• 2003

This study focuses on illustrating the effect of a hill on current filed at a channel, and the topographic effects of the hill were studied with various numerical experiments. The model experiments showed that stratification as well as bottom topography had influence on current fields around the hill. Due to stratification effect, Karman vortex formed behind the hill by bottom topography made effects on water movement only in the deep layer. The vortex reduced density field around the hill which resulted in the stratification in the water column, and which also resulted in the movement of isopycnic surface to deep layer both in front and back of the hill. The water in the back of the hill moved upward along ispycnic surface afterward. From these effects, velocity pattern in vertical direction around the hill showed opposite direction, downwrad in front of the hill and upward in the back. However, the upward flows did not seem to have any significant influence on the water conditions in the surface layer, even though strong upward flows were found on both side of the hill.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.37 no.3
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• pp.561-573
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• 2017

Nakdong River was recently dredged with multi-functional weirs construction. Therefore, the depth was deepened and the lag time also increased. As a result, stratification occurred in some sections with deep water depth, and it also caused the increase of algal bloom phenomenon. The purpose of this study is to evaluate reproducibility of stratification in the Nakdong River by applying the EFDC model, which is a three-dimensional hydraulic and water quality analysis model proving the reproducibility of stratification phenomena in reservoirs and estuaries. In order to reproduce the Nakdong river water temperature and DO stratification, EFDC model was constructed in the downstream part of the Nakdong river and sensitivity analysis was performed on key parameters sensitive to stratification. Sensitivity analysis was used to reproduce stratification by selecting optimal parameters. The results of this study can be used as basic data for the analysis of various destratification scenarios.

• Tunnel and Underground Space
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• v.23 no.1
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• pp.78-85
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• 2013

A primary objective in creating a stratified thermal storage is to maintain the thermodynamic quality of energy, so thermally stratified energy can be extracted at temperatures required for target activities. The separation of the thermal energy in heat stores to layers with different temperatures, i.e., the thermal stratification is a key factor in achieving this objective. This paper introduces different methods that have been proposed to characterize the thermal stratification in heat stores. Specifically, this paper focuses on the methods that can be used to determine the ability of heat stores to promote and maintain stratification during the process of charging, storing and discharging. In addition, based on methods using thermal stratification indices, the degrees of stratification of stored energy in Lyckebo rock cavern in Sweden were compared and the applicability of the methods was investigated.