• 제목/요약/키워드: 열파동

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매우 빠르게 움직이는 열원 주위의 온도분포에 관한 연구 (A Study on the temperature Distributions at the Vicinity of a Very Fast Moving Heat Source)

  • 조창주;정우남;이용호
    • 한국정밀공학회지
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    • 제16권8호
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    • pp.162-169
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    • 1999
  • Fourier heat conduction law becomes invalid for the situations involving extremely short time heating, very low temperatures and fast moving heat source(or crack), since the wave nature of heat propagation becomes dominant. For these conditions, the modified heat conduction equation with the finite propagation speed of heat in the medium could be applied to predict heat flux and temperature distributions. In this study, temperature distributions at the vicinity of a very fast moving heat source are investigated numerically. Thermal fields are characterized by thermal Mach numbers(M) defined as the ratio of moving heat source speed to heat propagation speed in the solid. In the transonic and supersonic ranges($M{\ge}1$), thermal shocks are shown, which separate the heat affected zone from the thermally undisturbed zone.

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이동경계 문제 의 유한요소 해석

  • 민옥기
    • 기계저널
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    • 제24권4호
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    • pp.275-283
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    • 1984
  • 유한요소기법은 원만한 온도변화를 갖는 이동경계문제에 대해 적용할 수 있음을 설명하였다. 상변화가 일어나는 요소에서 어느 한 시간 단계에 변화할 수 있는 온도의 범위는 상변화 온도 구간 보다 적어야 원만한 수치해를 얻을 수 있음을 소개하였다. 잠열의 효과를 엔탈피의 온도에 대한 변화율로 처리하여 열용량 행렬을 계산할 수 있음을 설명하였다. 급격한 변화를 갖는 온 도분포를 수치적으로 근사해를 구할 때 나타나는 파동형상은 연속적인 변수를 부분적으로 근사 해를 가정 하는데서 포함되는 오차에 기인한다. 따라서 이러한 급격한 변화의 변수를 취급하는 기법이 요구된다. 상변화를 수반하는 이동경계문제는 물의 결빙금속의 열처리, 용접, 고체연료의 연소 등에서 많이 접하게 되나 전문적인 프로그램이 없으므로(저자가 조사한 바에 의하면) 온 도분포를 요구하는 문제에서는 이의 선결이 요망되고 있다. 특히 구조해석문제에서 시간에 따라 온도조건이 변화는 경우가 많아 온도분포에 대해 따로 계산하고 그 후 구조해석을 하는 방법이 있으나, 이는 상변화와 같은 물성의 큰 변화가 없는 경우에만 가능하다. 따라서 상변화가 있는 문제에서 열탄성(thermo-elasticity)이나 열탄소성(thermoelasto-plasticity)해석을 하기 위해서는 이동경계와 구조해석을 동시에 하여야 한다.

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비선형 파동계에서의 파고와 주기 결합 확률분포 (Joint Distribution of Wave Crest and its Associated Period in Nonlinear Random Waves)

  • 박수호;조용준
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제31권5호
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    • pp.278-293
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    • 2019
  • 파고와 주기 결합분포는 그 공학적 가치에도 불구하고, 주기에 대한 해석 모형의 부재로 인해 파고 분포에 비해 상대적으로 소홀히 다루어져, 현재 비선형성이 주기분포에 미치는 영향에 대해서도 서로 다른 의견이 상존한다. 이에 비해 파고 분포의 경우, 많은 노력이 이루어져 성과가 상당하나, 아직 이러한 성과는 파고와 주기 결합분포로 확대되지 못하였다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 먼저 파고와 주기의 결합분포를 조건부 주기 분포와 파고 분포의 곱으로 정의하였다. 이어 비선형 불규칙 파동계에서의 파고 분포, 임의의 대역폭을 지니는 비선형 불규칙 파랑계에서의 파고분포를 유도하고, 이를 Longuet-Higgins(1975, 1983), Cavanie et al.(1976)의 조건부 주기확률분포와 결합하여 새로운 파고와 주기 결합분포를 제시하였다. 검증과정은 Wallops 스펙트럼에 기초하여 수치 모의된 파랑시계열자료와 경사가 1:15인 단조해안에서 진행되는 불규칙 파랑 천수과정 수치모의를 통해 얻은 강비선형 파랑자료를 활용하여 수행되었으며, 모의 결과 finite banded waves를 대상으로 한 파고 분포와 Cavanie et al. (1976)의 조건부 주기 확률분포를 활용하는 경우 가장 근접한 결과를 얻을 수 있었다.

수액류 측정 데이터베이스: 그래니어(Granier) 센서 열손실탐침법(Heat Dissipation Method)과 열파동법(Heat Pulse Method)을 이용한 수액류 측정 (Sapflux Measurement Database Using Granier's Heat Dissipation Method and Heat Pulse Method)

  • 이민수;박주한;조성식;문민규;류다운;이훈택;이호진;김수경;김태경;변시연;전지현;나라얀 부살;김현석
    • 한국농림기상학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.327-339
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    • 2020
  • 증산은 물이 기공을 통해 대기 중으로 이동하는 과정으로, 지표면의 물은 상당부분 증산을 통해 대기 중으로 이동한다. 에디공분산, 수분 수지 측정법 등의 증산량을 측정하는 방법이 있지만, 수종 및 임분의 구성 요소별 증산량의 차이를 비교하기 위해서는 개체목 증산량 측정이 필요하다. 개체목 증산량을 측정하기 위해 수액의 온도차를 이용한 수액류 측정법을 가장 널리 이용하고 있지만, 넓은 범위의 지역을 장기간 조사하기에 한계가 있다. 따라서 큰 공간적 규모에 대해 수액류 및 증산량에 대한 연구를 하기 위해서는 각 지역별로 측정한 데이터의 공유가 필요하다. 본 연구팀은 태화산 학술림에서 열손실탐침법을 이용하여 2011년부터 잣나무(Pinus koraiensis) 18본, 2013년부터 갈참나무(Quercus aliena) 16본을 대상으로 수액류를 측정하고 있으며, 광릉수목원에서도 열손실탐침법을 이용하여, 2013년부터 전나무(Abies holophylla) 18본, 졸참나무(Quercus serrata) 7본, 서어나무(Carpinus laxiflora) 3본, 까치박달(Carpinus cordata) 3본을 대상으로 수액류를 측정하고 있다. 구례 지리산 조사지에서는 열 파동법으로 2018년부터 산벚나무(Prunus sargentii), 낙엽송(Larix kaempferii), 2019년에는 추가로 상수리나무(Quercus accutisima), 소나무(Pinus densiflora), 물푸레나무(Fraxinus rhynchophylla)를 대상으로 수액류를 측정하였으며, 2020년에는 편백(Chamecypans obtuse), 잣나무(P. koraiensis), 자작나무(Betulla platyphylla), 전나무(A. holophylla), 곰솔(Pinus thrunbergii)을 대상으로 수액류를 측정하고 있다. 우리나라 산림의 수액류 데이터를 더욱 활발하게 공유하여 국내 산림생태계에서 개체목과 임분의 수액류와 증산의 환경민감성 등 다양한 연구에 기여할 것으로 기대한다.

서해안 곰소만 갯벌 온도의 구조 및 변화 (Structure and Variation of Tidal Flat Temperature in Gomso Bay, West Coast of Korea)

  • 이상호;조양기;유광우;김영곤;최현용
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제10권1호
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    • pp.100-112
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    • 2005
  • 갯벌의 온도구조와 열적 특성변화를 조사하기 위해 서해안 공소만 갯벌조간대에서 고도가 다른 3개 지점을 설정하여 40 cm깊이까지 계절별로 1개월간의 온도관측을 수행하였다. 표층에서 평균온도는 하계에 아래층보다 높고 동계에는 낮아져 표층가열과 냉각에 의한 온도구조와 변화 형태를 보여주었으며 표준편차는 아래층으로 갈수록 감소하였다. 주기성이 뚜렷한 일사량과 조위 변화가 주로 단기적 온도변화를 야기하였고, 간헐적으로는 강우와 강한 풍속도 영향을 주었다. 시계열분석에 의하면 24시간, 12시간 그리고 8시간 주기 성분에 강한 에너지 첨두(peak)를 보였으며, 24시간 주기성분이 가장 큰 에너지를 보였다. 24시간 주기 성분은 일사량변화, 12시간 주기는 반일주조 조위변화 그리고 8시간 주기성분은 일사량과 조위변화의 상호작용에 의한 온도파동으로 해석되었다. EOF분석에서 제 1모드와 제 2모드가 수직온도구조 변화의 96%를 차지하였다 제 1모드는 갯벌 표층에서의 가열과 냉각에 의한 현상으로, 제 2모드는 갯벌내부의 열 전파과정에서 발생하는 지연효과로 해석되었다. 교차스펙트럼 분석에서 24시간 주기성분 온도파동에 의한 열전달위상은 깊이에 따라 선형적으로 증가하는 평균위상 차이를 보였고, 표층에서 10 cm, 20 cm, 40 cm 깊이까지의 위상 차이에 의한 지연시간은 각각 3.2시간, 6.5시간 9.8시간이었다. 일차원적 열확산모델에서 산출된 24시간 주기성분 온도파동의 수직 확산계수는 깊이와 계절에 걸쳐 평균하였을 때 중부조간대 정점에서는 $0.70{\times}10^{-6}m^2/s$, 하부조간대 정점에서는 $0.57{\times}10^{-6}m^2/s$의 값을 보였다. 깊이 평균된 확산계수는 봄철에 크고 여름철에 작았고, 계절 평균된 확산계수는 2cm부터 10cm깊이까지 증가하고 10cin부터 40cm깊이까지는 감소하는 수직구조를 보였다. 평균 열확산계수를 사용하여 구한 온도전파 확산속도는 2 cm 깊이로부터 10 cm, 20cm, 40cm까지 각각 $8.75{\times}10^{-4}cm/s,\;3.8{\times}10{-4}cm/s,\;1.7{\times}10^{-4}cm/s$정도의 값이 되어 표층에서 깊어질수록 작아졌다.

수직 액막 흡수관의 유동변화에 따른 흡수성능 변화에 관한 해석적 연구 (Numerical Study on the change of Absorption Characteristics by Change of Flow pattern in the Vertical Falling Film Absorber)

  • 김정국;조금남
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.90-96
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    • 2003
  • Numerical analyses have been performed to obtain the absorption heat and mass transfer coefficients and the absorption mass flux from a falling film of LiBr solution. In the present study, the behavior of laminar-wavy falling film in the vertical absorber was studied analytically and experimentally. The change of absorption performance on mean film thickness, wave amplitude, wave celerity was analysed. The heat and mass transfer equations are solved simultaneously to give the temperature and concentration variations at the LiBr solution/refrigeration vapor interface and at the wall. Effects of uniform film, wavy film and film Reynolds number on the heat and mass transfer coefficients have been estimated. The analytical results of the uniform and wavy falling film in the bare tube was higher than experimental result for $Rd_{t}<100$. The absorption performance showed the maximum at the wavy film by the insert device(spring).

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작은 진폭의 불균일 온도를 갖는 두 수평 평판 사이에서의 열 대류 (Thermal Convection Between Two Horizontal Plates with Small Amplitude Non-Uniform Temperatures)

  • 유주식;김용진
    • 설비공학논문집
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    • 제16권11호
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    • pp.999-1005
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    • 2004
  • Thermal convection between two horizontal walls kept at small amplitude nonuniform temperatures of the form, $T_L=T_1+a{\Delta}T$ sin kx and $T_U=T_2+b{\Delta}T\;sin(kx-{\beta})$ with a, $b{\ll}1$, is numerically investigated. When the Rayleigh number is small, an upright cell is formed between two walls at ${\beta}=0$; the cell is tilted at ${\beta}={\pi}/2$, and a flow with two-tier-structure cells occurs at ${\beta}={\pi}$. As the Rayleigh number is increased, Nusselt number increases smoothly for ${\beta}=0\;and\;{\pi}/2$, but increases rather steeply for ${\beta}={\pi}$ near the critical Rayleigh number ($Ra_c=1708$). When the wave number is small (k=0.5), multicellular convection occurs over one wave length, for all phase differences, and multiple solutions are found.

MCU와 나선형 코일을 이용한 촛점식 체외 충격파 전립선 치료 장치에 관한 연구 (The study on Focused Extracorporeal Shock Wave Prostate Therapy Apparatus using MCU and Spiral Coil)

  • 유희수;손병래
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제16권1호
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    • pp.203-210
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    • 2021
  • 만성 전립선 염 치료의 어려움은 치료 의사뿐만 아니라 환자에게도 육체적 고통과 정신적 문제를 유발한다. 본 연구의 장치는 외부 충격파의 열적 및 기계적 상호 작용으로 인한 충격파 에너지의 진동 효과로 인해 전립선 증상으로 고통받는 환자를 돕기 위해 연구되었다. MCU와 나선형코일을 활용하여 집중된 에너지의 열 및 진동 효과를 발생시키고 이 파동을 효과적으로 적용하는 체외 충격파 치료 장치를 고안하여 전립선 염 및 전립선비대증(BPH, Benign prostatic hyperplasia)에 대한 효과적인 치료 수단을 제공하는 구조를 구현하였다.

경부에 발생한 제2새열낭종 2례 (SECOND BRANCHIAL CLEFT CYST OF THE NECK : REPORT OF TWO CASES)

  • 박홍주;박세찬;손영휘;윤천주;유선열
    • Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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    • 제22권4호
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    • pp.442-448
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    • 2000
  • 저자들은 2례의 제2새열낭종을 경험하였다. 증례 1은 26세의 여자에서 3년 전부터 서서히 크기가 증가하다가 1년 전 임신과 함께 현저히 크기가 증가한 병력이 있으며, 낭종은 우측 악하부와 흉쇄유돌근 전내측에 위치한 무통성의 파동을 보이는 $7.5{\times}5{\times}4cm$ 크기의 연성 종물로서 내외측으로 누공 형성은 없었다. 증례 2는 56세 남자에서 2년전 악하간극 농양으로 진단하고 절개 및 배농을 시행한 병력이 있으며, 낭종은 좌측 악하부와 흉쇄유돌근 전내측에 위치한 무통성의 파동을 보이는 $5.5{\times}4{\times}3cm$ 크기의 연성 종물로서 역시 내외측으로 누공 형성은 보이지 않았다. 조직학적으로 중층편평상피로 이장되어 있었고 상피 하방에서는 림프양 조직이 관찰되었으며, 완전절제술을 시행한 다음 술후 $3{\sim}4$년이 경과된 현재까지 재발이나 다른 합병증 없이 양호한 경과를 보이고 있다.

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고유 음선 분석에 기반한 광대역 수중음향 전달 채널의 이산시간 근사 및 모의 방법 연구 (Discrete-time approximation and modeling of a broadband underwater propagation channel based on eigenray analysis)

  • 신동훈;조현덕;권택익;안재균
    • 한국음향학회지
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    • 제39권3호
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    • pp.216-225
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    • 2020
  • 본 논문은 음선 경로법에 기반한 광대역 수중음향 전달 채널을 모델링하는 방법을 다루었다. 수중음향 전달 채널은 종종 주파수 영역에서 시간 조화 함수로 취급되어, 광대역 시계열 신호 모의 시 활용이 어렵다. 따라서 수중 음파 전달 환경을 반영한 광대역 시간영역 모델링 기법이 요구되며, 본 논문에서는 이를 위해 시간영역에서 다중 경로의 도달 시간지연이 계산 가능한 고유 음선 분석 기법을 활용하였다. 또한 연속 시간의 파동방정식으로부터 산출된 고유 음선의 분석 결과를 컴퓨터 모의가 가능한 이산시간 시스템에 적용하기 위해, 음선의 위상, 주파수별 손실 및 도달 시간지연을 유한 임펄스 응답으로 근사하여, 광대역 수중음향 전달 채널을 모의하는 방법을 제안하였다.