• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.16 no.5
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• pp.157-163
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• 2008

The HCCI combustion mode poses its own set of narrow engine operating by knocking. In order to solve this, inhomogeneity method of mixture and temperature is suggested. The purpose of this research is to get fundamental knowledge about the effect of thermal stratification on HCCI combustion of PRF -Air mixture. The temperature stratification is made by buoyancy effect in combustion chamber of RCM. The analysis items are pressure, temperature of in-cylinder gas and combustion duration. In addition, the structure of flames using the two dimensional chemiluminescence's images by a framing camera are analyzed. Under stratification, the LTR starting time and the HTR starting time are advanced than that of homogeneous. Further, the LTR period of homogeneous conditions became shorter than that of the stratified conditions. With the case of homogeneous condition, the luminosity duration becomes shorter than the case of stratified condition. Additionally, under stratified condition, the brightest luminosity intensity is delayed longer than at homogeneous condition.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.18 no.5
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• pp.1-8
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• 2010

The introduction of mixture heterogeneity has been considered to be one of the ways to avoid knocking, as it reduces the pressure rise rate in HCCI Combustion. The purpose of this research was to investigate the effects of heterogeneity, in particular thermal stratification and fuel strength stratification, on HCCI Combustion fueled with DME and n-Butane. Thermal stratification is formed in the Combustion Chamber of a Rapid Compression Machine with three kinds of pre-mixture, each with different properties. The stratified charge mixture was adiabatically compressed, throughout which cylinder gas pressure and two-dimensional chemiluminescence images were measured and analyzed.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.34 no.12
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• pp.1043-1050
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• 2010

Fuel stratification and thermal stratification occur in the HCCI combustion chamber on a microscopic scale. They affect the ignition and combustion processes. In this study, the effect of the inhomogeneity in the mixture gas on the HCCI combustion process was investigated. Two-dimensional chemiluminescence images were captured using a framing camera to evaluate the flame structure. DME was used as the test fuel. First, the effect of inhomogeneity in the fuel distribution in the premixture was investigated for the four-stroke optically accessible engine. Then, by comparing the combustion of the homogeneous mixture in the rapid compression machine, which does not contain any residual gas, with the combustion in the four-stroke engine, the effect of inhomogeneity in temperature due to the residual gas was analyzed. The results showed that a time lag appears spatially in combustion under inhomogeneous conditions in the four-stroke engine. The spatial variation in the combustion without the residual gas in the rapid compression machine is less than that in the combustion in the four-stroke engine.

• The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
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• v.16 no.4
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• pp.155-168
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• 2011

Coastal boundary current flows along the eastern boundary of the Yellow Sea and its speed was about 0.l m/s during the summer 2007. In order to find major factors that affect the coastal boundary current in the eastern Yellow Sea, three-dimensional numerical model experiments were performed. The model simulation results were validated against hydrographic and current meter data in the eastern Yellow Sea. The eastern boundary current flows along the bottom front over the upper part of slopping bottom. Strength and position of the current were affected by tides, winds, local river discharge, and solar radiation. Tidal stirring and surface wind mixing were major factors that control the summertime boundary currents along the bottom front. Tidal stirring was essential to generate the bottom temperature front and boundary current. Wind mixing made the boundary current wider and augmented its north-ward transport. Buoyancy forcing from the freshwater input and solar radiation also affected the boundary current but their contributions were minor. Strong (weak) tidal mixing during spring (neap) tides made the northward transport larger (smaller) in the numerical simulations. But offshore position of the eastern boundary current's major axis was not apparently changed by the spring-neap cycle in the mid-eastern Yellow Sea due to strong summer stratification. The mean position of coastal boundary current varied due to variations in the level of wind mixing.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.7 no.2
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• pp.170-175
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• 1995

To investigate the variation of tidal front in the southwestern sea of Korea, tidal currents were simulated. Tidal front proposed by a criterion parameter (log H/U$^3$)=1.5-2.0 was found further offshore by about 30-50 km in spring tide than in neap tide. This variation is comparable with the observed about 20-60km by satellite image of sea surface temperature (SST). Observed front by satellite is further offshore by about 10-30km than calculated region in southwestern region.

• 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.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.73-73
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• 2019

지구 표면의 약 2%에 해당하는 담수에서 육상계 전체가 흡수하는 탄소의 50%가 배출되며, 이는 토양표면에서 배출되는 탄소량에 비해 더 큰 수치로 전 지구적 탄소순환 해석에 중요한 역할을 한다. 특히, 내륙수역과 대기의 경계면에서 $CO_2$ 이동은 전 지구적 탄소순환의 중요한 구성요소로 평가되고 있다. 호수와 저수지 같은 담수 저류시설은 육상에서 기인한 탄소의 운송 및 처리 역할을 한다. 하지만, 저수지에서 온실가스배출량을 평가할 수 있는 명확한 방법론이 부족하며, 전지구 규모 GHGs배출량에 대한 추정에 대한 불확실성이 상당히 큰 상황이다. 본 연구에서는 몬순기후대에 위치한 인공저수지를 대상으로 보다 신뢰도있는 온실가스 배출량 추정을 위해 $CO_2$ NAF 산정하고, 산정에 영향을 미치는 인자들을 분석 하였다. 분석을 위해 $CO_2$ NAF 산정에 필요한 수리 및 수질 인자들을 2017년부터 2018년까지 수집하고, 기초통계량 및 상관분석을 실시하였다. 또한, 주성분분석(PCA) 및 다중선형회귀모델(MLR)과 랜덤포레스트(RF) 기법을 사용해 변수 중요도를 평가하였으며, $CO_2$ NAF 산정 주요인자인 기체교환 계수를 경험적 모델 3종(Cole and Caraco, Crusius, Vachon), 표면갱신형 모델 4종(Heiskanen, Maclntyre, Read, Soloviev)을 비교, 검토하였다. 조사기간 동안 기체교환계수 산정 결과 Crusius 모델 예측값이 평균 $0.342(0.047{\sim}4.323)cm\;hr^{-1}$으로 검토한 모델중 가장 낮은 평균값을 보였으며, Heiskane 모델이 $2.135(0.337{\sim}5.152)cm\;hr^{-1}$으로 가장 큰 평균값을 보였다. 대상 수체는 연주기로 완전혼합되며 수온성층이 약화되는 시기에 저수지 표층 아래에 축적된 탄소가 표층으로 전달되어 높은 수준의 p$CO_2$를 보이며, 수표면에 큰 난류 강도가 작용하는 기간에 대기중으로 배출(pulse emission) 기작이 나타난다. NAF 산정결과 경험적 모델의 NAF값($-1246.0{\sim}6510.3mg-CO_2m^{-2}day^{-1}$)은 표면갱신형 모델 NAF값($-1436.1{\sim}8485.7mg-CO_2m^{-2}day^{-1}$)보다 낮은 수준을 보였으며, 풍속의 함수만을 이용하는 경험적 모델보다 부력 플럭스와 난류 혼합의 영향을 고려하는 Macintyre, Heiskanen모델이 성층 저수지의 $CO_2$ NAF 산정에 적합한 것으로 나타났다. $CO_2$ NAF 산정의 주요인자로 MLR모델은 Tw, EC, pH, Chla, TOC, Alk, RF모델은 EC, DO, TOC가 중요 변수로 평가되었다. PCA 분석결과, 수온이 낮고 성층이 약화되며 pH가 낮은 상태에서 NAF가 큰 것으로 나타났다.

• 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.

• 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.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.22 no.6
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• pp.708-722
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• 2016

Land-Ocean Interactions in the Coastal Zone (LOICZ) models for nutrient budgets were used to estimate the seasonal capacity of the Youngsan Estuary and Youngam-Geumho Estuary to sink and/or supply nutrients such as dissolved inorganic phosphorus (DIP) and nitrogen (DIN) to provide an understanding of the behavior of the coupled biogeochemical cycles of phosphorus and nitrogen in the estuaries (Youngsan Estuary, Youngam-Geumho Estuary) near Mokpo Harbor. During non-stratified periods (May, September, and November, 2008), simple three-box models were applied in each sub-region of the system, while a two-layer box model was applied during on-site observation of stratification development (July, 2008). The resulting mass-balance calculation indicated that even after large discharges from artificial lakes (in May and July), DIP influxes due to a mixing exchange ($V_{X-3}$, or $V_{deep}$) were more than terrigenous loads, indicating the backward transportation of nutrients from a marine source. The model results also indicated that for nutrient loads (DIP and DIN fluxes) in September, an extreme congestion of nutrients occurred around the mouths (sub-region III of the model) of the estuaries, possibly due to an imbalance in physical circulations between the estuaries and offshore locations. In November, the Youngam-Geumho Estuary, into which freshwater was discharged from artificial lakes (Youngam and Geumho Lake), showed nutrient enrichment in the water column, but the Youngsan Estuary showed nutrient depletion. In conclusion, to efficiently control water quality in the estuaries near Mokpo Harbor, integrated environmental management programs should be implemented. I.e., the reduction of nutrient loads from land basins as well as the deposit of nutrient loads into adjacent coastal lines.