• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.358-358
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• 2012

최근 기후변화의 영향에 따라 강수량과 증발산량이 변하는 경향을 보이고 있으며, 그에 따라 유출량도 변하고 있다. 따라서 기후변화가 수자원에 미치는 영향도 커지고 있으며, 댐 유역의 유출량 산정은 홍수나 용수의 확보측면에서 중요시 되고 있다. 탱크모형은 일본의 Sugawara가 1961년 처음 개발한 모형으로 유역을 오리피스 유출공을 가진 저류형 수조의 조합으로 가정하여 유량을 산정하는 유출모형으로 매개변수가 많고, 이들을 시행착오로 결정해야 하기 때문에 숙련된 경험이 요구되는 단점이 있으나 계산법이 명확하고 수문현상을 잘 재현한다는 장점이 있다. 탱크에는 강수량, 유출량, 그리고 증발량과 같은 입력 자료가 필요하며, 정확한 실제 증발산량 값을 알기는 어렵기 때문에 물수지를 이용해 증발산량을 계산하여 사용하고 있지만 유출량 미계측 지역에서는 사용이 어렵다. 그러므로 태양복사에너지, 온도, 바람, 기압, 습도와 같은 기상학적 인자에 따라서 잠재증발량을 산정하여 탱크 모형의 입력 자료로 사용한다면, 유출량자료가 없는 유역에서도 탱크모형을 사용하여 유출량을 산정할 수 있을 것으로 사료된다. 본 연구에서는 섬진강댐유역과 합천댐유역의 유출량 산정을 위해 잠재 증발산량 산정식(Penman, FAO P-M, Makkink, Preistley-Taylor, Hargreaves)을 적용하여 Tank 모형 매개변수들의 민감도분석을 수행하였다. 섬진강댐은 전북 임실군 강진면 옥정리와 정읍시 산내면 종성리 사이에 있으며, 유역면적은 $763km^2$, 댐 높이는 64m, 제방길이 344.2m 댐으로 매개변수 민감도 분석 적용기간은 1975년~1992년이다. 합천댐은 경상남도 합천군 대병면 회양리에 있는 댐으로 높이 96m, 길이 472m, 유역면적 $925km^2$의 다목적 댐이며, 매개변수 민감도 분석 적용기간은 1989년~1999년이다.

• Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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• v.9 no.5
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• pp.63-68
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• 2009

This study describes to analyze foam mixing characteristics in steady state to enhance the performance of proportioner for foam system designed to accurately proportion a foam liquid concentrate into a water stream up to constant concentration. The proportioner developed is experimentally evaluated in performance evaluation system consisted of a pump, tanks, pressure gauges, flow meters, a nozzle. As a result, the foam mixing performance of the line proportioner is found to increase with increased the water flow rate due to the venturi effect and with increased the cross-sectional area of the orifice and is analysed with 3 % in the error rate of $\pm4%$. For the pressure proportioner, the foam mixing performance is analyzed to increase with increased the water flow rate and with increased the inlet pressure and is analysed with 3% in the error rate of $\pm2%$.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.433-437
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• 2015

XP-SWMM은 유한차분방법에 의한 천수방정식을 기반으로 하는 TUFLOW 엔진을 탑재하여 1차원 솔루션 엔진과 동적으로 연결하여 범람원에서의 흐름거동을 2차원으로 해석할 수 있다. 유역에서 발생한 모든 유출량은 해당 소유역의 노드(맨홀)로 유입되며 2차원 침수양상은 관로상태에 따라 노드를 통해 역류한 유출수에 의해서 폰딩(Ponding)되는 조건으로 모의한다. XP-SWMM의 침수범람 모의는 침수범람 상황을 가시적으로 보여주는데 상당한 강점을 가지고 있으나 실제 지형여건에 따른 자연현상을 엄밀하게 모델링하는데 일정부분 한계가 있다. 모형의 한계는 담수된 노드의 수위로 인한 에너지 영향(오리피스 흐름)으로 인접관로의 침수가 부가적으로 유발할 수 있다는 점이며 실제 대부분의 경사지에서의 침수상황은 노드에 유출수가 담수되지 않고 하류로 지면을 따라서 확산(Diffusion)되어 담수영향으로 인한 인접관로 침수가 추가적으로 유발되지 않을 가능성이 매우 높다. 즉, XP-SWMM의 담수허용조건, 지반고 2D연결 옵션은 유역에서의 침수발생량을 과대평가 할수 있으며 특정 유역에서는 실제 침수발생 상황과 차이가 발생 할 수 있는 것이다. 본 연구에서는 서울시 광화문 일대의 효자배수분구 우수관로를 SWMM으로 구성하고 강우조건 95mm/hr에서 노드조건을 담수허용, 2D연결, 담수없음 조건으로 모형을 수행하여 침수모의 결과를 비교, 검토하였다. 전체관로 노드조건을 담수허용, 2D연결로 설정하게 되면 담수없음 조건과 비교하여 1.2-2.8배의 침수발생량이 추가로 발생하는 것으로 검토되었다. 즉, 담수없음 조건의 경우 침수발생시 노면 수위상승 인한 동수경사 영향이 반영된 압력관로 영향이 반영되지 않아 노드간 침수발생량이 중복되지 않는다. 반면, 담수허용이나 2D연결로 모형을 수행할 경우 지면의 경사가 충분히 있는 지역에 침수가 발생하더라도 일정 수심이상의 수두(동수경사선)가 형성되어 침수를 추가로 유발하는 것으로 보인다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.511-511
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• 2017

하천에서 홍수 예방 및 가뭄재해 방지를 목적으로 최근 4대강 살리기 사업이 수행되었다. 특히, 안정적인 용수공급 및 다양한 수재해 피해를 최소화하기위해 다기능보가 설치되었다. 설치된 보는 고정보와 가동보로 구분되며 평상시에는 고정보를 넘어가는 월류흐름이 발생하며 홍수 시에는 추가적으로 가동보를 개방하여 오리피스 흐름이 발생한다. 최근 기후변화로 인해 집중호우가 빈번히 발생하며 이는 보 주변에서 빠르고 복잡한 흐름을 유발하게 된다. 이러한 흐름특성은 보하류의 세굴문제뿐만 아니라 물받이와 바닥보호공의 안전성에 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 영상기법을 활용하여 도수가 발생하는 조건에서 고정보 하류의 물받이공 및 바닥보호공에 난류흐름특성 및 압력분포를 분석하였다. 길이 8.0 m, 폭 0.3 m를 갖는 개수로에서 실험을 수행하였으며 0.2 m 높이의 고정보는 상류경계로부터 3.0 m지점에 위치하였다. 보 하류부에서 유속성분은 비접촉식 유속측정 기법인 입자영상유속계(Particle Image velocimetry, PIV)와 기포흐름을 측정할 수 있는 기포영상유속계(Bubble Image velocimetry, BIV)를 적용하였다. 그러므로 기포 존재유무와 관계없이 보 하류부 구간에 대한 유속장 성분을 취득하였다. 도수흐름은 물받이공 및 바닥보호공 영역의 바닥면을 따라 빠른 유속을 갖는 제트류가 발생하고 수면과 바닥으로 강한 진동이 발생하여 불안정한 흐름이 야기된다. 바닥면에 작용하는 압력을 측정하기 위해 흐름방향을 따라 피에조미터를 설치하였고 압력수두 분포를 초고속카메라로 촬영하여 그 특성을 분석하였다. 실험을 결과를 통해 보 하류부에 영향을 미치는 인자를 도출하였으며 향후 보 설계기준에 반영할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.6 no.4
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• pp.15-23
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• 2002

In most cryogenic liquid rocket engines, liquid oxygen manifold and injector are not thermally insulated from room temperature environment fur reducing system complexity and the weight. This feature of cryogenic liquid rocket engine results in the situation that cryogenic liquid oxygen flow is easy to be vaporized especially in the vicinity of the manifold and the injector wall. The research in this paper is focused on two-phase flow phenomena of liquid oxygen in rocket engine. Vapor fraction was estimated by comparing the measured two-phase flow pressure drop in engine manifold and the injector with ideal single phase pressure drop. Heat flux into cryogenic flow is estimated by measuring the wall temperature on the engine manifold to examine boiling characteristics. Suitable correlations for cryogenic two-phase flow were also reviewed to see their applicability. In addition, the effect of vapor generation in liquid rocket engine manifold and injector on engine performance and stability was considered.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.20 no.4
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• pp.68-76
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• 2016

This research is carried out for the performance evaluation of the injector that is one of the critical components of bipropellant-rocket-engine. Spray characteristics are investigated in detail according to the recess length and injection pressure on the swirl-coaxial-injector using gaseous methane and liquid oxygen as propellants. A visualization is conducted by the Schlieren photography that is composed of a light source, concave mirrors, knife, and high-speed-camera. A hollow-cone-shape is identified in the liquid spray that is spread only by inner injector and the spray angle is decreased due to the diminution of swirl strength in accordance with the increase of the length of injector orifice. When the injector sprays the liquid through the inner injector with the aid of gas through the outer injector, the spray angle in external mixing region tends to increase with rise of the recess length, while in internal mixing region, it is decreased. It is also confirmed that the same tendency of the spray angle with recess length appears irrespective of the injection pressure of liquid spray.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.375-379
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• 2008

In this paper, a 10N class liquid propellant rocket utilizing a dissolving reaction of hydrogen peroxide is constructed and tested. Through a series of designs, seven orifices with a diameter of 200 ${\mu}m$ and a nozzle with a neck of 2.5mm in diameter and area ratio of 2.56 were made. The platinum coated on Isolite was used for catalyst. 90wt% peroxide pressed at 20 bar by nitrogen gas was used for performance evaluation. The length of the catalyst bed and the load of platinum was taken as the parameters for this experiment. For the catalyst support length of 4cm loaded on 5wt% platinum, satisfactory $c^*$ efficiency and stable thrust was observed. The light weight body of the rocket was composed of aluminum. Rocket rose about 10m with relatively constant velocity in launching test.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.18 no.5
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• pp.54-61
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• 2014

In this study, a plume exhausted from rocket nozzle is investigated by using an unstructured 2-dimensional axisymmetirc DSMC code at various altitude. The small back-pressure to total-pressure ratio($P_b/P_o$) and large $P_b/P_o$ represent low and high altitude condition, respectively. At low altitude, the plume shows a typical complicated structure (e.g. Mach disk) of underexpanded jet while the high altitude plume experiences plain expansion. The various features of exhaust plume is discussed including density, translational/rotational temperature, Mach number and Knudsen number. The results shows that even at 20 km altitude where the freestream Knudsen number is small as $1.5{\times}10^{-5}$, the transitional and rarefied flow regimes can occur locally within the plume. It confirms the necessity of DSMC computation at low altitude.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.47 no.2
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• pp.90-97
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• 2019

Sparkjet actuator, also known as plasma synthetic jet actuator (PSJA), is an active flow control device that has possibility of controling supersonic flow. This actuator utilizes arc plasma to deposit energy onto the gas inside the cavity to raise temperature and pressure. A change in the state of the fluid inside the cavity generates pressure waves and momentum jet, and they are exhausted through out the orifice exit and disturb external flow field. Since the cavity flow is affected by arc plasma, which is an equilibrium plasma and have generated equilibrium flow, the equilibrium state of air should be considered in order to analyze the flow of sparkjet actuator. In this study, numerical program for equilibrium flow was developed for the use of sparkjet actuator analysis. The developed program was validated by comparing the time - accurate jet front positions with the reference result. Then, impulse characteristics of the actuator in the atmospheric quiescent air were explained.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.22 no.5
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• pp.132-140
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• 2018

To lunch the Korea Space Launch Vehicle-II(KSLV-II), a second launch complex will be built at the Naro Space Center, and a Kerosene Filling System (KFS) will be installed. KFS of KSLV-II launch complex system is being designed based on Naro Launch Complex. But this must supply fuel to fuel tanks of the vehicle with only a supply pump because KSLV-II is a 3-stage launch vehicle unlike Naro Launch Vehicle or Test Launch Vehicle (TLV). A sudden rise of pump output pressure is recognized during fuel filling scenario selection process. This occurs because return flow can not actively deal with much flow change using the orifice-type flow-control method. To solve this problem, it is verified that fuel can be stably supplied by installing an accumulator, designed for appropriate adjustment of filling-mode change sequence via flow analysis of various cases.