• 제목/요약/키워드: 수조 실험

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PIV를 이용한 KRISO 3600TEU 컨테이너선모형선의 반류 측정 및 해석 (PIV Measurements of Wake behind a KRISO 3600TEU Container Ship Model)

  • 이상준;고민석;이정묵
    • 대한조선학회논문집
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    • 제39권3호
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    • pp.48-56
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    • 2002
  • KRISO 3600 TEU 컨테이너 모형선의 반류 유동을 PIV 기법을 이용하여 측정하였다. 본 실험은 시험부의 크기가 $1.0^W{\times}1.0^H{\times}4.5^L(m)$인 회류수조에서 수행되었는데, 선박 반류의 종단면과 횡단면에서 속도장을 측정함으로써 반류의 유동특성을 해석하였다. 실험시 횡단면 측정은 반류영역인 Station -0.5767, -1, -3의 3단면에서 수행하였고, 종단면의 경우 배의 중심 평면에서 우현방향으로 Z/(B/2)=0, 0.1, 0.2, 0.4, 0.6의 5단면에서 속도장을 측정하였다. 자유흐름속도는 $U_O=0.6m/s$로 고정하였는데, 수선간 길이 $L_{PP}=1.5m$에 기초한 레이놀즈수는 약 $Re=9{\times}10^5$이다. 각각의 측정 단면에서 순간속도장 400장을 구하고, 이들을 앙상블(ensemble) 평균하여 평균속도장, 난류운동 에너지 및 와도의 공간분포를 구하였다. 반류영역에는 서로 반대방향으로 회전하는 한 쌍의 longitudinal 보오텍스가 존재하며 수선 근처에 반대방향으로 회전하는 2차 와류가 발생하였다. 하류로 나아감에 따라 longitudinal 보오텍스와 2차 와류는 난류확산과 점성소산에 의하여 강도가 약화되지만 반류영역은 점차 확장된다.

과부하 맨홀의 손실계수를 고려한 흐름의 수치모형 (A Numerical Modeling of Surcharged Manhole Flow with the Consideration of the Energy Loss Coefficient)

  • 김경범;김정수;윤세의
    • 대한토목학회논문집
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    • 제33권2호
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    • pp.521-528
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    • 2013
  • 일반적으로 도시배수 시스템은 개수로 흐름으로 설계 된다. 그러나 설계빈도를 초과하는 강우발생 시 배수 시스템의 합류부 또는 맨홀 등에서 부분적인 과부하 흐름이 발생되고 있다. 그러므로 이와 같은 과부하 흐름에 의해 발생하는 배수 시스템에서의 압력흐름에 대한 연구의 필요성이 제기 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 설계빈도를 초과 하는 강우사상 그리고 예측할 수 없는 집중호우 시 맨홀에서의 과부하 흐름에 관한 연구를 수행 하였다. 배수 시스템에서의 압력흐름의 문제점은 과부하 맨홀로부터의 월류량에 의한 도시홍수 발생이다. 그러므로 배수 시스템은 개수로 흐름으로 설계 되어야 할 뿐만 아니라 과부하 흐름 발생 시 맨홀내의 에너지 손실을 고려한 압력흐름의 해석이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 과부하 맨홀의 에너지 손실을 고려하여 압력흐름을 해석 할 수 있는 수치모형을 개발하였다. 수치모형을 검증하기 위하여 수리모형실험 결과와 비교 검증하였고, 도시유출해석에 가장 널리 이용되는 SWMM의 결과와도 비교하였다. SWMM은 맨홀 내의 에너지 손실을 적절히 반영하지 못함으로써 맨홀 수심을 과소 산정하는 결과를 보인 반면, 본 연구 모형은 수리모형실험결과와 잘 일치하였다.

부상사료의 사료조성, 공급율 및 공급횟수가 넙치의 성장 및 체조성에 미치는 영향 (Effects of Dietary Composition, Feeding Satiation Rate and Feeding Frequency of Extruded Pellets on Growth and Body Composition of Flounder Paralichthys olivaceus)

  • 서주영;장현석;김경덕;김근업;이상민
    • 한국양식학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.98-106
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    • 2005
  • 본 연구는 지질과 단백질 함량이 다른 두 종류 부상사료의 적정 공급횟수와 공급율을 조사하기 위해 평균 체중 55.1 g의 넙치를 각 수조마다 20마리씩 3반복으로 수용하여 58일 동안 사육하였다. 사료공급휫수는 1일 3회, 1일 2회 및 1일 1회로 설정하였으며 사료 공급량은 만복 및 만복의 80%로 각각 설정하였다. 생존율은 모든 실험 구에서 82% 이상이였으며, 평균 증중량은 EP1의 1일 2회 만복 공급구가 가장 높은 증중량을 보였으며, EP1의 1일 2회 및 3회 제한 공급구와 EP2의 1일 2회 제한 공급구가 가장 낮았다. 일일사료섭취율은 EP1의 1일 2회와 1일 3회 만복 공급구가 가장 높았고, EP2의 1일 3회 만복 공급구와 유의한 차이가 없었다(P>0.05). 사료효율과 단백질효율은 사료 조성, 공급횟수 및 공급을 모두 영향을 받지 않았다(P>0.05). 사육실험 종료시, 근육의 수분 함량은 동일한 사료와 공급휫수에서 제한 공급구가 만복 공급구에 비해 높았다. 이상의 결과들로 보아 평균체중 $55{\sim}90g$인 넙치의 성장을 위해 EP1과 EP2를 1일 2회 만복으로 공급하는 것이 적합할 것으로 판단된다.

수치해석을 이용한 마스트집합체 내 핵연료 집합체의 열수력적 안전성 연구 (Numerical study on the thermal-hydraulic safety of the fuel assembly in the Mast assembly)

  • 김영수;윤병조;김휘융;전재영
    • 에너지공학
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    • 제24권1호
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    • pp.149-163
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    • 2015
  • 본 연구에서는 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD) 해석코드를 사용하여 마스트집합체의 열수력적 안전성에 대한 연구를 수행하였다. 이를 위해 자연대류 벤치마크 문제를 선정하여 CFD 코드의 물리모델을 선정 및 해석 능력을 검증하고 이를 이용하여 마스트집합체에 대한 자연대류 열전달 해석을 수행하였다. 본 연구에서는 Betts et al.의 사각 수직공동에서 난류 자연대류 실험결과를 대상으로 CFD 해석을 수행하여 자연대류 조건에 적용하기 위한 난류 모델로 표준 $k-{\omega}$ 모델을 선정하였다. 이렇게 도출된 난류모델을 CFD코드에 적용하여 Bates et al.에 의해 수행된 PNL(Pacific Northwest Laboratory)의 $2{\times}6$ 번들 실험과 이에 대한 Kwon et al.의 MATRA, Fluent 코드의 해석과 비교 계산을 수행하여 CFD코드의 부수로조건 자연대류 열전달 해석 능력을 검증하였다. 최종적으로 도출된 $k-{\omega}$ 난류 모델을 사용하여 마스트집합체 및 핵연료 집합체에 대한 자연대류 해석을 수행하였다. 해석 결과 수조 내부 및 부수로 내에서 안정적인 자연대류 유동이 발생함을 확인하였으며, 본 유동 조건에서 핵비등이탈비를 계산함으로써 열수력적 안전성을 정량적으로 평가하였다.

납 투여된 마우스의 신장에서 활성탄 처리 효과에 대한 전자현미경적 연구 (Ultrastructural Study of the Effect of Activated Carbon Treatment on the Mouse Kidney Treated with Lead)

  • 정민주;윤중식;정경아;김영호;노영복
    • Applied Microscopy
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    • 제29권2호
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    • pp.149-162
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    • 1999
  • 본 연구는 마우스에 납이 투여되었을 때 납독성에 대한 활성탄 효과를 연구하는데 그 목적이 있다. 실험동물은 8주령된 ICR계 mouse를 사용하였다. 남(30mg/kg)과 활성탄(40mg/kg)을 1일/1회씩 경구 투여하여 3주, 6주째에 신장을 적출해서 투과전자현미경으로 관찰한 바 다음과 같은 결과를 얻었다. 납 단독투여군의 경우 사구체에서는 기저막이 두꺼워지고 돌출현상이 나타났으며 족돌기의 융합 현상이 나타났다. 세뇨관 세포에서는 미세융모의 소실이 나타났으며 세포질의 상부에 크고 작은 액포, 미세소체, 용해소체가 중가되었다. 사립체, 무과립형질내세망 및 과립형질내세망 수조 내강의 팽대와 과립형질내세망으로부터 리보솜의 탈락이 관찰되었다. 납-활성탄 투여군의 경우 사구체에서 기저막은 층의 구분이 뚜렷하였고 족돌기는 규칙적인 형태로 배열되어 있어 대조군과 비슷하였다. 세뇨관 세포에서 미세융모의 변화는 없었으며 액포, 미세소체, 용해소체의 수가 감소되었다. 기다란 모양의 사립체와 리보솜이 부착된 과립형질내세망이 정상적인 상태로 관찰되었다. 이상의 실험 결과 EM상에서 납 단독투여군에 비해 납-활성탄 투여군에서 조직학적 손상이 감소되었음이 관찰되어 활성탄이 마우스의 신장에 미치는 남의 독성을 감소시키는데 효과적인 것으로 사료된다.

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병렬구조를 가진 장방형 실린더의 길이가 후류 유동에 미치는 영향 (Effect on the Wake Flow according to Various length of Rectangular Cylinder in a Parallel Arrangement)

  • 최상범;조대환
    • 해양환경안전학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.760-767
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    • 2014
  • 본 연구에서는 길이가 다른 장방형 실린더 사이에서 발생하는 제트류가 후류에 미치는 영향을 알아보기 위해 회류수조에서 PIV기법을 사용하여 실험을 실시하였다. 장방형 실린더의 높이(h)와 실린더 사이의 간격(gap)은 10mm이며 폭(B)은 300mm로 하였다. 유동방향의 모델의 길이(L)는 30mm, 60mm, 90mm 및 120mm를 각각 적용하였으며, 모델의 높이(H=30mm)를 기준으로 길이의 비가 1, 2, 3,및 4이다. 유입유동은 조류의 수심에 따른 차이를 감안하여 모델의 높이(H)를 기준으로 $Re=1.4{\times}10^4$, $Re=2.0{\times}10^4$, $Re=2.9{\times}10^4$를 각각 적용하였으며. 유동계측을 위한 영역은 실린더 후방으로 모델 높이의 5배까지 설정하였다. 실험결과 유속이 증가함에 따라 와의 크기가 후류영역으로 증가하며, 근접 후류에서는 장방형 구조물일수록 관통류의 속도성분이 증가하는 특성을 나타냈다. 또한 후류로 갈수록 속도결손은 유입유동이 증가할수록 종횡비가 작은 경우에 크게 나타났다.

빛의 파장이 넙치 Paralichthys olivaceus의 성장에 미치는 영향 (Effects of Different Light Wavelengths on the Growth of Olive Flounder (Paralichthys olivaceus))

  • 엔다다 레지나 베네딕트;김여름;김종명
    • 생명과학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.311-317
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    • 2019
  • 빛의 파장이 넙치의 성장에 미치는 영향을 분석하기 위하여 보라색(400 nm), 청색(465 nm), 녹색(508 nm), 그리고 적색(635 nm)의 LED와 백색 형광등하에서 성장 실험을 수행하였다. 수조당 15마리 넙치를 12:12 시간 각 파장 LED의 광주기하에서 60일 동안 사육한 결과, 각기 $269.92{\pm}13.02%$$2.18{\pm}0.06$(보라색), $363.21{\pm}3.74%$$2.56{\pm}0.07$(청색), $433.22{\pm}4.83%$$2.79{\pm}0.01$(녹색), $290.17{\pm}11.83$$2.27{\pm}0.05$(적색), 그리고 $340.74{\pm}26.58%$$2.47{\pm}0.10$(형광등)의 체중 증가와 일간성장률(SGR: %/day)이 관찰되었다. 본 실험 결과 녹색 LED 하에서 넙치의 성장이 가장 빨랐으며, 적색 조명 하에서는 성장이 느린 것으로 나타났다. 대부분의 혈액 지표는 그룹별 차이가 없으나, 적색 LED조명 하에서 자란 넙치에서 높은 수준의 glutamic oxaloacetic transaminase (GOT)가 관찰되었다. 빛의 1차 감지 기관인 망막의 조직학적 분석 결과 광수용체 층의 상대적 두께에 별다른 영향이 없는 것으로 보아 녹색광이 무해함을 유추할 수 있다.

수신 채널 신호의 무게중심과 평탄도를 이용한 초음파 수동 공동 영상의 화질 개선 (Image enhancement in ultrasound passive cavitation imaging using centroid and flatness of received channel data)

  • 정목근;권성재;최민주
    • 한국음향학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.450-458
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    • 2019
  • 기포군이 파열하면서 발생하는 초음파를 관찰하기 위하여 수동 공동 영상법을 이용한다. 수동 공동 영상은 낮은 해상도와 큰 부엽이 문제이다. 수동 공동에서 발생하는 초음파 신호는 펄스 형태를 가지므로, 수신 어레이에 수신된 신호는 입사 방향에 따라서 트랜스듀서 배열 소자에 나타나는 신호의 크기 분포가 달라진다. 영상점에서 수신된 채널 데이터 신호의 크기 분포로부터 주엽과 부엽 신호의 유무를 판단하고 부엽을 줄이기 위하여 무게중심과 평탄도를 계산하여 영상점에서 가중값을 정의하였다. 무게중심은 수신 채널에서 신호의 분포가 집중된 위치를 수치화하며 평탄도는 채널 신호의 분산을 측정한다. 지연 후 더해주는 집속 방식과 최소 분산 빔포밍을 사용하여 구현된 수동 공동 영상에서 무게중심과 평탄도를 이용한 가중값을 적용하여 영상의 화질 개선에 적용하였다. 컴퓨터 시뮬레이션과 실험에서 지연 후 더해주는 방법과 최소 분산 빔포밍 방법에 가중값을 적용하여 영상에서 부엽이 줄어듦을 확인하였다. 고출력 초음파를 이용한 수조 실험에서도 부엽이 나타나는 영역이 줄어들어 수동 공동의 변별력이 증가함을 확인하였다.

저온 충격에 노출된 참돔 Pagrus major 치어의 임계 저 수온 및 행동 내성 반응 (Critical Low Temperature and Response of Behavioral Tolerance in Red Seabream Pagrus major fingerlings Exposed to Cold Shock)

  • 윤성진
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제22권1호
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    • pp.575-584
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    • 2021
  • 본 연구는 연속행동모니터링시스템(CBMS)을 사용하여 저온 충격에 노출된 참돔 Pagrus major 치어의 행동반응에 대한 임계 수온 및 행동 내성 반응을 규명하였다. 실험생물의 행동은 8.0~20.0℃ 수온구간에서 12시간과 24시간 마다 각각 2.0℃와 4.0℃씩 하강시키며 관찰하였다. 참돔 치어는 12.0℃ 이하로 수온이 하강한 경우 수온 노출시간과 변동 폭에 관계없이 유영활동이 감소하고 정지가 반복되는 불안정한 행동패턴이 관찰되었다. 또한 8.0~10.0℃ 수온에 노출된 생물의 유영능력은 급격히 저하되어 수조 바닥에서 머무르는 아치사 반응 행동을 보였다. 실험어류는 저 수온 스트레스 영향을 받아 생물의 50 %만 생존하였으며, 저온 충격(cold shock) 후 6시간 이내에 모든 개체가 사망하였다. 또한 행동지수(BI)는 급격히 감소하였으며 변이계수(CV)의 진폭변화는 타 수온보다 변동 폭이 큰 것으로 분석되었다(p<0.05). 참돔 치어의 저온 스트레스는 12.0℃를 경계로 촉진되며, 8.0~10.0℃의 저온 충격에 노출된 생물의 아치사 반응을 유발시키는 내성한계인 것으로 해석된다.

사각형 구조물에 저장된 유체의 동적거동에 유체높이와 구조물 폭의 비가 미치는 영향 (Influence of Fluid Height and Structure width ratio on the Dynamic Behavior of Fluid in a Rectangular Structure)

  • 박건;윤형철;홍기남
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제24권5호
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    • pp.126-134
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    • 2020
  • 유체 저장 구조물은 지진 시 유체의 출렁임에 의해 동수압이 발생한다. 이 때, 유체의 동수압은 지진의 강도뿐만 아니라 유체 자유수면의 출렁임 높이(sloshing height)에 의해서도 변화한다. 이러한 하중 변화에 영향을 미치는 인자로는 지진파의 형상, 최대지진강도, 유체 저장구조물의 크기, 구조물의 폭, 유체의 높이 등이 있으며, 본 연구에서는 유체높이와 구조물 폭의 비가 유체의 출렁임 특성에 미치는 영향을 규명하고자 한다. 이를 위하여 구조물의 폭이 500mm인 수조에 구조물의 전체 높이 대비 50%인 200mm와 35%인 140mm의 유체를 담아 실지진파를 적용시켜 유체 자유수면의 출렁임 높이를 측정하였다. 또한 수치해석기법 중 하나인 SPH기법을 통하여 실험과 해석의 유사성을 검증하였다. 실험과 해석의 비교를 통하여 유체의 자유 수면이 유사한 형상을 나타냄을 확인하였으며, 이를 바탕으로 SPH기법을 적용하여 유체높이와 구조물 폭의 비를 다양하게 변화시키면서 유체 자유수면의 출렁임 형상을 분석하였다. 이상의 결과를 바탕으로 지진시 유체 자유수면의 최대 높이 및 최소높이를 예측할 수 있는 식을 제안하였으며, 제안식에 의해 예측된 유체 자유수면의 최대 높이 및 최소 높이의 오차는 최대 3% 이내임을 확인하였다.