• 제목/요약/키워드: 수조실험

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원형관의 흐름특성에 관한 실험적 및 수치모의 연구 (Experimental and numerical study on the flow characteristics of circular pipe)

  • 김병주;신홍준;백중철
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.294-294
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    • 2023
  • 보나 댐에 설치된 배수관이나 지하에 매설된 상하수도관과 같이 물을 운반하기 위한 관로 뿐만 아니라 유류를 운송하는 관, LPG와 같은 기체를 운송하는 관처럼 유체를 운송할 때 다양한 관로를 사용한다. 그 중 사용범위나 제작에 대한 용이성 등에 의해서 원형관이 주로 사용된다. 따라서 위와 같은 원형관 내의 관수로 흐름분포에 대한 연구는 아주 중요하며 필요하다. 원형관 내 흐름분포는 관에 연결된 펌프 혹은 수조나 저수지의 수위에 의한 관내 압력에 의해 지배되어지며, 관 내부 표면의 거칠기나 관의 꺾인 정도 등 다양한 요인에 영향을 받는다. 본 연구에서는 일반적인 실험결과를 도출하기 위하여 직선의 원형관을 대상으로 실험과 수치모의를 동시에 수행한다. 실험은 높이 3m, 길이 4.5m, 폭 1.5m 수조의 바닥에서부터 0.45m 위에 위치한 1.8m 길이의 아크릴 재질의 원형관이 설치된 수조에서 진행되었으며, 수치모의 또한 동일한 규모에서 수행되었다. 수조의 수위를 변화시켜 여러가지 레이놀즈 수에 따른 관 내 흐름의 변화에 대하여 분석하는 것이 목적이며, 실험결과와 수치모의 계산결과 간의 비교검증을 통해 분석한다. 이 연구에서는 난류의 영향을 RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes)와 LES(large eddy simulation)을 혼합한 형태인 Hybrid RANS/LES 모형 중 하나인 DES(detacged-eddy simulation)기법을 이용하여 해석함으로써, 빠른 유속으로 인한 관 내의 강한 와(eddy)에 대한 효과를 예측하는데 한계가 있는 RANS 모형과 벽면근처에서의 흐름 해석을 위해 굉장히 높은 격자해상도가 요구되어 계산적 비용 측면에서 효율이 떨어지는 LES 모형의 한계를 극복하고자 한다. DES 모형은 벽에서 떨어진 와에 대하여 LES로 직접해석하고, 벽 근처에서의 흐름에 대해선 난류모형을 통해 모델링함으로써 벽 근처 계산격자와 계산량을 줄이면서 LES와 비슷한 결과를 얻을 수 있다. 실험결과와 수치모의 계산결과 사이의 비교검증을 통하여 관 내 흐름에 대한 수치모의의 적용성을 평가하고 실험에서 측정하기 어려운 난류강도와 압력변동의 상세한 특성을 수치모의를 통해 분석함으로서 관 내 흐름특성에 대하여 자세히 분석하였다.

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중형 공동수조에서의 프로펠러 단독특성에 대한 위벽효과 보정 연구 (Study on the Wall Effect Correction for Propeller Open Water Characteristics in the Medium Size Cavitation Tunnel)

  • 서성부;김기섭
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제34권5호
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    • pp.718-724
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    • 2010
  • 공동수조와 예인수조에서의 프로펠러 단독특성 차이를 보정할 수 있는 위벽효과 연구를 수행하였다. 우선 공동수조의 실험에서 프로펠러의 상류가 아닌 작동 평면 위치에서 계측된 유속을 프로펠러 전진속도로 정의할 경우, 위벽효과의 수정 량 및 단독특성차이가 현저히 줄어드는 것을 확인하였다. 다음으로 양력판 이론에 의한 단독특성 계산을 통해, 프로펠러 평면에서의 위벽효과를 구하고 앞의 결과에 추가적인 보정을 수행하였다. 그 결과, 예인수조에서의 단독특성과 더욱 더 좋은 일치를 보여 주는 것을 확인하였다.

수위 조절 회류시스템을 갖춘 2차원 조파수조 (Two-Dimensional Wave Flume with Water Circulating System for Controlling Water Level)

  • 오상호;이달수
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제30권6호
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    • pp.337-342
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    • 2018
  • 인공 파도 발생장치를 갖춘 2차원 조파수조는 해안공학 분야 수리실험을 위한 핵심 연구시설이다. 최근 국내에 길이 50 m의 2차원 조파수조가 새로 구축되었다. 이 조파수조에는 수조 바닥 자체에 경사 구간을 두었고, 최신 조파이론이 반영된 조파시스템을 도입하였으며, 수위 조절 회류 시스템을 갖추었다. 본 논문에서는 새로 구축된 2차원 조파수조의 이러한 기술적 특징 및 세부 내용을 소개하였다.

미세-점착성 퇴적물의 침식률 산정을 위한 실험적 연구 (An Experimental Study for Estimation of Erosion Rate of Fine Cohesive Sediments)

  • 황규남;소상돈;김태민
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.119-128
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    • 2005
  • 미세-점착성 퇴적물의 침식률 산정을 목적으로 국내 최초로 환형수조가 제작되었으며, 수조의 성능, 실험 방법 및 결과 등에 대한 타당성 검증을 목적으로 고령토를 이용한 침식실험이 수행되었다. 각기 다른 밀도를 갖는 균일저면 조건하에서 총 4회의 실험이 수행되었으며, 이 결과로부터 점착성 퇴적물의 침식한계 전단응력과 침식률 계수가 산정되었다. 기존의 타 연구결과와의 비교$\cdot$검토를 통하여, 본 연구에서 특수 제작된 환형수조는 성능상에 문제가 없음이 간접적으로 확인되었으며, 균일저면의 제작과정을 포함하는 침식실험 방법 및 실험 결과의 타당성이 입증되었다.

통발어구의 어획기구 및 개양에 관한 연구 4. 민꽃게통발의 개량실험 (Fishing Mechanism of Pots and their Modification 4. An Experiment for Modifying the Pot for Crab, Charybdis japonica)

  • 김대안;고관서
    • 한국수산과학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.310-314
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    • 1990
  • 본 실험에서는 민꽃게 통발의 가장 바람직한 형 및 구조를 확정하기 위해 사구원통형과 사구각주형 통발을 고안하고, 수조실험 및 해상실험을 통해 그들의 민꽃게 유입성능 및 어획성능을 재래의 이구각주형 및 이구원통형 통발과 비교하였다. 그 결과, 수조실험을 통한 유입성능은 사구식에서 좋고 이구식에서 나쁜 경향이었는데, 구체적으로는 이구식의 경우 각주형보다 원통형에서 약간 더 좋았고, 사구식의 경우는 원추형보다 각주형에서 약간 더 좋았다. 해상실험을 통한 어획성능도 전체적으로는 비슷하였는데, 사구원추형이 이구원통형과 어획의 유의차가 없다는 것만이 달랐다. 따라서, 민꽃게 통발의 가장 바람직한 형은 사구각주형이라는 것을 알 수 있었다.

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배치 형태에 따른 사각형 복합 인공어초의 침하 및 세굴 특성 (Characteristics of Settlement and Scour of Square-Shaped Hybrid Reef according to Placement Types)

  • 윤대호;김윤태
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.1-10
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    • 2017
  • 본 연구에서는 지오그리드로 보강된 사각형 복합 인공어초의 침하 및 세굴 특성을 알아보기 위해 대형 수조 침하 실험, 2차원 흐름 수조 실험 등 다양한 실내 실험을 수행하였다. 또한 인공어초의 각 배치 형태(배치도 A; 나란히 배치된 형태, 배치도 B; 지그재그로 배치된 형태)에 따른 세굴 특성을 알아보기 위해 수치해석을 수행하였다. 실내 실험 결과 무보강된 인공어초에 비해 지오그리드가 보강된 인공어초의 침하 및 세굴 깊이가 크게 저감되었다. 인공어초 배치 형태에 따른 세굴 특성을 알아보기 위한 흐름 수조 실험과 수치해석을 수행한 결과 배치도 A의 세굴 깊이와 유속 벡터는 배치도 B보다 더 감소하는 경향을 보였다.

쓰나미-식생 비선형 상호작용의 동적해석을 위한 3차원 수치파동수조의 적용 (Application of 3-D Numerical Wave Tank for Dynamic Analysis of Nonlinear Interaction between Tsunami and Vegetation)

  • 이우동;허동수
    • 대한토목학회논문집
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    • 제36권5호
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    • pp.831-838
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    • 2016
  • 최근 해안공학분야에서 식생을 활용하는 연안방재시스템에 관한 관심이 증가하고 있다. 이에 본 연구에서는 쓰나미-식생 비선형 상호작용에 의한 파동장과 유동장을 해석하기 위하여 식생항력에 따른 에너지소산을 직접 해석할 수 있는 3차원 수치파동수조를 기존의 3-D N-S solver (LES-WASS-3D ver. 2.0, HYMO-WASS-3D)를 토대로 개발하였다. 그리고 기존의 실험결과와 비교 및 검토를 통한 수치파동수조의 적용성을 평가하였다. 그 결과 레이놀즈수에 따라 능동적으로 추정되는 항력계수를 고려한 경우가 평균 항력계수를 적용한 경우보다 실험에서 얻어진 각 지점의 시간파형을 잘 재현하였다. 또한 식생밀도 및 입사파고에 따라 계산된 고립파의 전달률이 실험의 측정값과 높은 일치도를 나타내었다. 이로써 본 연구에서 식생에 의한 항력으로서 동적항력계수를 적용한 3차원 수치파동수조의 타당성 및 유효성을 확인하였다.

성균관대학교 무반향수조의 음향특성 (A study on the acoustical performance of the anechoic water tank at the Sung Kyun Kwan University.)

  • 이병수
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1987년도 학술발표회 논문집
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    • pp.31-33
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    • 1987
  • 무반향수조를 제작하기 위하여 내벽흡음물질과 그 형태에 대해 연구고찰을 하였으며, 제작된 수조의 음향특성을 반사손실과 음압역비례법칙 확인실험을 통하여 분석, 고찰하였다. 제작된 무반향수조의 임계진동수는 15 kHz 임을 알 수 있었다.

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수중음향 채널추정을 위한 Blind Identification 알고리듬의 실험적 연구 (An Experimental Study of a Blind Identification Algorithm for Underwater Acoustic Channel Estimation)

  • 최영철;김시문;임용곤
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2004년도 추계학술발표대회논문집 제23권 2호
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    • pp.401-404
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    • 2004
  • 수중음향통신 관점에서 바다와 같은 수중채널은 수십심벌에 이르는 다중경로와 빠르게 변화하는 도플러 효과가 존재한다. 따라서 신뢰성 있는 수중음향통신을 위해서는 채널 등화가 반드시 필요하다. 본 논문에서는 이차 통계량 기반의 Blind Identification 알고리듬을 이용한 수중음향 채널추정 기법을 이용하여 무향수조의 채널응답을 분석하였다. 실험을 통하여 알고리듬의 추정 정확도 및 트랜스듀서 특성을 포함한 무향수조의 채널 응답 특성에 대하여 논한다.

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전어 선망어구의 개량 및 조업시스템 개발 II. 모형실험

  • 신형호;장덕종;김대안;김용주
    • 한국어업기술학회:학술대회논문집
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    • 한국어업기술학회 2000년도 추계수산관련학회 공동학술대회발표요지집
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    • pp.62-63
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    • 2000
  • 현행 어구로는 제반 수행되는 문제점과 생력형 조업시스템으로의 개선이 어렵기 때문에 이를 달성하기 위해서는 기계화 조업을 실행할 수 이는 새로운 어구를 개발하여야 가능하다는 결론이 현장 조사에서 나타났다. 본 연구는 먼저, 현행 어구에 죔줄 채택 가능성을 조사하기 위해 1/100로 축소한 모형어구에 단지 죔줄 부착에 의한 조업과정별 수중형상 변화, 침강력 등 어구의 특징을 수조실험을 통해 분석하였다.(중략)

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