최근 기후변화로 인해 대류성 집중호우가 빈번하게 발생하고 있으며, 이러한 강우 특성은 산지지역에 위치한 소하천유역에 상당한 피해를 야기한다. 대류성 집중호우는 규모가 작고 속도가 빠르기 때문에 중규모 이상의 유역에서 부분적으로 상이한 강우특성을 보인다. 아울러 이러한 호우패턴의 변화는 일시적인 현상이 아닌 하나의 기상 특성으로 자리를 잡아가고 있기 때문에 이에 대한 대책마련이 더욱 필요한 실정이다. 돌발홍수 예경보시스템에 예측강우 자료는 예측 선행시간의 한계를 가진다. 즉, 예측강우 자료자체가 가지는 편의와 불확실성으로 인해 예측 선행시간이 3시간을 초과하면 신뢰도가 급격히 하락하게 된다. 이를 해결하기 위해 우리나라에서는 지상관측치와의 편의를 보정하거나 예측강우자료 자체의 품질을 개선하려는 노력을 지속하고 있다. 본 연구에서는 예측 선행시간을 확장하고자 순차적으로 생산되는 예측강우를 가중평균하여 앙상블 예측치를 모의하는 기법을 개발하였다. 각 선행시간별 예측강우자료를 앙상블 멤버로 인식하여 이들의 공분산 구조를 파악하고, 분산과 공분산 수치를 이용하여 가중치를 결정하였다. 1, 2, 3시간 예측 선행시간에 대한 확장 가능성을 확인하고자 하였고, 최적의 앙상블 멤버 개수를 결정하여 적용 및 평가하였다. 본 연구에서는 2016년과 2017년에 발생한 주요 호우사상을 선정하고, 우리나라 전역에 걸쳐 예측강우 앙상블 생성 방법론을 적용하였다. 그 결과, 가중평균 앙상블의 예측치가 예측강우장 1개, 단순평균 앙상블 예측치에 비해 좋은 품질의 예측 성능을 보였으며, 예측치의 분산 또한 감소하여 예측에 대한 불확실성이 줄어듦을 확인하였다.
Turbulence intensity caused by piston movement was almost as same tendency as the piston speed. The turbulence intensity was increased from 0.39m/s to 0.79m/s when mean piston speed increased from 2.33m/s to 4.67m/s. In this case the maximum turbulence intensity caused by piston speed was decreased about 82 percent near the top dead center at the end of compression stroke. The maximum turbulence intensity was created from 12m/s to 22m/s when inlet flow velocity was increased from 22m/s to 45m/s. Also turbulence intensity caused by inlet flow velocity was linearly increased from 0.97m/s at top dead center at the end of compression stroke. The ratio of turbulence intensity and mean inlet flow velocity was about 3 percent for inlet flow velocity.
본 연구는 크기가 다른 두 종류의 입자를 가진 비(非)콜로이드성 현탁액의 평균 침강 속도를 예측하는 수치적 방법을 제공한다. 이 방법은 무수히 많은 입자들이 유체에 불규칙적으로 분포된 현탁액 시스템의 유체 속도, 온도 등의 물리량을 앙상블 평균의 개념을 사용해서 표현하는 유효 매체 이론에 기초한다. 본 연구에서는 Acrivos와 Chang[1]이 단일(單一) 입도 현탁액에 대해 제안한 모델을 이중(二重) 입도 현탁액에 응용한다. 구체적으로 방사 분포 함수(radial distribution function)에 대한 계산과 stream function을 이용하여 침강 속도를 계산하고 그 결과를 Davis와 Birdsell[2]과 Cheung 등[3]의 실험 결과와 비교하였다. 그 결과 본 연구의 모델에 의한 예측이 실험 결과와 일치하는 것으로 나타났다.
The flow field inside a cylinder of four-valve Sl engine was investigated quantitatively using a three-dimensional Laser Doppler Velocimetry system, to determine how stroke changes affect the flow field. The purpose of this work was to develop quantitative methods which correlate in-cylinder flows to engine performance. For this study, the sane intake manifold, engine head, cylinder, and the piston were used to examine the flow characteristics in different strokes. Quantification of the flow field was done by calculating three major parameters which are believed to adequately characterize in cylinder motion. These quantities were TKE, tumble and swirl ratios. The LDV results reveal that flow patterns are similar, the flow velocities scale with piston speed but another parameters such as TKE, and tumble and swirl numbers are not the same for different stroke systems.
In-cylinder flows in a motored 3.5L four-valve SI engine were investigated quantitatively using three-component LDV system, to determine how engine configuration affects the flow field. The purpose of this work was to develop quantitative methods which correlate in-cylinder flows to engine performance. For this study, two distinct intake/piston arrangements were used to examine the flow characteristics. Quantification of the flow field was done by calculating two major parameters which are believed to characterize adequately in-cylinder motion. These quantities were turbulent kinetic energy(TKE) and tumble ratio in each plane at each crank angle. The results showed that in-cylinder flow pattern is dominated by the intake effects and two counter rotating vortices, developed during the intake stroke, produced relatively low tumble ratio. Therefore, the applicability of these quantities should be carefully considered when evaluating characteristics resulting from the complex in-cylinder flow motions.
본 논문은 가변 스텝 크기를 가지는 MSAG-GMMA(modified Stop-and-Go generalized multi modulus algorithm) 적응 블라인드 등화 알고리즘의 성능 분석에 관한 것이다. 제안한 알고리즘은 등화 계수 갱신 식에서 고정 스텝 크기에 결정지향 알고리즘의 오차신호의 크기를 곱하여 오차크기에 따라서 스텝 크기가 변하도록 하였다. 또한 결정지향 알고리즘의 오차신호의 크기를 판단하여 어느 임계값 이상에서는 정상상태로의 빠른 수렴 속도를 유지하도록 스텝 크기가 고정인 값을 가지는 MSAG-GMMA가 동작하고, 미만일 때는 스텝 크기가 가변되는 MSAG-GMMA가 동작하도록 하였다. 제안한 알고리즘의 성능을 평가하기 위하여 성능 지수로 앙상블 ISI, 앙상블-평균 MSE, 그리고 등화기의 출력으로 얻어지는 등화 후 신호점도를 사용하였다. 모의실험을 통하여 제안한 알고리즘이 MMA, GMMA, 그리고 MSAG-GMMA보다 빠른 수렴 속도와 정상상태에서 작은 잔류 오차를 가짐을 확인하였다.
촉매 변환기의 효율은 촉매 물질이 포함되어 있는 하니콤 브릭 입구의 유동장 분포와 밀접한 관계가 있다. 하니콤 브릭 표면의 유동장 분포가 균일하지 않으면 시스템의 전환 효율이 감소하고 균일한 유동장 분포를 갖는 촉매 변환기에 비해 크기가 커져 제작비용도 증가한다. 따라서 촉매 변환기의 내부유동 해석은 매우 중요하다. 본 연구에서는 변환기 내부 하니콤 브릭 사이부분과 2번째 하니콤 브릭 출구부분의 유동분포를 단축을 따라 37.8 l/s와 94.4 l/s 유동영역에서 측정하였다. 또한, 자동차 제작사에서 이루어진 전산해석 결과를 측정 결과와 비교하여 실험적으로 검증하였다. 하니콤 브릭 사이부분의 ${\upsilon}$-속도분포 측정은 다소 변화하는 유동패턴이 형성되는 것을 보여주지만 입구 반대쪽 벽 부근영역에서 음의 유동장이 형성되고 음의 속도는 감소하여 중심 부근에서는 정체현상을 보이고 계속 입구 쪽까지 지속되는 것을 보여준다. 대부분의 속도 값에서 전산해석 결과는 측정치에 비하여 크게 나타났다.
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.
Flows in the combustion chamber near the spark plug are measured using LDv.A single cylinder DOHC S.I. engine of compression ratio 9.5:1 with a transparent quartz window piston is used. Combustion chamber shape is semi-wedge type. Measured data are analyzed using the ensemble averaged analysis and the cycle resolved analysis which uses FFT Filtering. Turbulent intensity and mean velocity are studied in the main flow direction and the normal to main flow direction as a function of engine speeds. The results shows that the turbulent intensity obtained by the ensemble averaged analysis is greater than that calculated by the cycle resolved analysis. Especially, the ensemble averaged analysis shows increase in turbulence at the end of compression stroke although the cycle resolved analysis shows increase only in the cycle-by-cycle variation with no noticeable increase in turbulence. The mean velocity in the main flow direction increase as engine speed increase. But the mean velocity normal to the main flow does not show such increase. Turbulent intensity in both direction increase in proportion to engine speeds. The magnitude of turbulent intensity is about 0.3 ~ 0.4 times the mean piston speeds at the end of the compression stroke.
The engine combustion is one of the most important processes affecting performance and emissions. One effective way to improve the engine combustion is to control the motion of the charge inside a cylinder by means of optimum induction system design, because the flame speed is mainly determined by the turbulence at compression(TDC) process in S.I. engine. It is believed that the tumble and swirl motion generated during intake stroke breaks down into small-scale turbulence in the compression stroke of the cycle. However, the exact nature of this relationship is not well known. This paper describes the tumble flow measurements inside the cylinder of a 4-valve S.I. engine using laser Doppler velocimetry(LDV) under motoring(non-firing) conditions. This is conducted on an optically assesed single cylinder research engine under motored conditions at an engine speed of 1000rpm. Three different cylinder head intake port configurations are studied to develop a better understanding the tumble flow generation, development, and breakdown mechanisms.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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