• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.39 no.12
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• pp.706-713
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• 2017

This study compared and analyzed the water treatment efficiency and the applicability of water treatment plant using the existing Mechanical Rapid-Mixer by introducing the Non-powered Vortex Mixer to the domestic water treatment plant. For this study, fluid flow characteristics and head loss of a Non-powered Vortex Mixer are calculated by Computational Fluid Dynamics (CFD)respectively. The head loss rate inside the mixer was 11.30% when the inflow velocity was 0.5 m/sec, 16.27% at 0.6 m/sec and 21.44% at 0.7 m/sec, the head loss rapidly increased at the optimal velocity of 0.5 m/sec. For the inflow velocity of 0.5 m/sec, the turbulent intensity at the inlet was 2.37% and at the outlet was 7.83%, so there was sufficient mixing strength for the particulate matter and the coagulant. The result of the water quality of the treatment plants with the inflow velocity of 0.38 m/sec that was operated in three years after replacing all 12 units of the existing Rapid-Mixer with the Non-powered Mixer met the standards. Hence, it is possible to reduce the energy consumption of 64,143 ~ 65,306 kWh/year since the Rapid-Mixer is replaced by the Non-powered Vortex Mixer.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.14 no.4
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• pp.1-5
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• 2008

In this paper, we propose an efficient technique for improving the grid based fluid simulation by sub-grid visuals. The detailed turbulency generated efficiently by Vortex Particle Method are blended with the flow fields coming from the traditional incompressible Navier-Stokes solver. The algorithm enables large- and small- scale detail to be edited separately.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.22 no.10
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• pp.1327-1333
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• 2018

Numerical analysis has the advantage that no actual flow pathways need to be formulated, making this technique especially useful for simulation analysis such as pathway design. However, it does require that the complete physical parameters of the fluid and the complete boundary conditions be known. If any of them are unknown, either the calculation will become impossible, or even if the calculation does converge, the reliability of the result will be low. Therefore, a means of more accurate acquisition of flow information is required. In this paper, we present techniques for estimating flow field from a constraint equation for image information and velocity field, based on the image intensity changes accompanying the motion of dye in waterway. In the equation, we entered a stabilizing term to suppress estimation error. We show the effectiveness of our method through experiments with generated and real images of a Karman vortex.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.31 no.2
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• pp.17-24
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• 2003

This paper presents results from steady wind tunnel test conducted on a $65^{\circ}$ delta wing at a root chord Reynolds number of $1.76{\times}10^6$. In these experiments, the wing was instrumented with 188 pressure taps, conjunction with powerful multi-channel data logging system, allowed the wing upper surface pressure distribution to be measured. Analysis indicates that the wing upper surface distribution can provide considerable insight into the comvined aerodynamic effects of angle of attack and sideslip on the wing. In a sideslip condition, the strength of the vortex on the windward side is much stronger than that of leeward side. This asymmetric pressure disstribution betwwen each side of wings result in a negative value of rolling moment. However, at a certatin range of angle of attck and sideslip angle(${\alpha}$=$24^{\circ}{\sim}36^{\circ}C$, ${\beta}$=$-5^{\circ}{\sim}-15^{\circ}C$) abrupt change of sign of rolling monent, rolling monent reversal, was observed.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.494-494
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• 2012

비점오염이란 도시, 도로, 농지, 산지, 공사장 등 불특정 장소에서 발생되는 오염을 말하며 건기 시에는 오염물질이 토지에 축적되었다가 강우 발생 시 강우와 함께 유출되어 관리에 많은 어려움이 있다. 유출된 오염물질은 특별한 전처리 없이 하천이나 호소로 유입되어 각종 수질오염, 부영양화 및 생활환경에 많은 영향을 받게 되며 상수원수에 문제가 발생하게 된다. 비점오염원의 특징은 초기강우 유출수는 고농도이며 토사, 협잡물 등이 많이 포함되어 있다. 초기강우 발생형태는 수로의 형태, 노면상태 유역현상 및 강우도달시간 등 유역의 특성에 따라서 달라지며, 토지이용상황, 하수도 정비여부 등에 따라서 오염물질의 종류와 농도가 변한다. 도시지역과 도로주변에는 먼지, 쓰레기, 마모된 타이어 등이 축적되며, 임야 및 산림에서는 비료, 축분, 대기오염물질의 강하물 등이 축적이 되어 강우 시 빗물에 씻겨 인근 수계로 직접 방류된다. 팔당상수원 비점오염원 최적관리사업 기본계획 및 타당성조사사업이 실시되어 비점오염저감시설의 설치대상 대표지점이 선정되었다. 그리고 각 배수구역의 특성에 맞는 최적관리기술이 제시되었다. 하지만 몇몇 시설들은 기대한 결과에 못 미치는 성과를 내고 있다. 따라서 이번 연구에서는 이러한 비점오염저감시설의 시설형 중 하나인 와류형 비점오염저감시설의 운용에 따른 효율성 분석에 관한 연구를 실시하였다. 실험장치는 현재 운영되고 있는 와류형 비점오염저감시설 참고하여 실험장 조건에 맞춰 1/4축적의 정상모형을 제작하였고 저감시설로 유입되는 원수의 유량과 단차를 변화시켜 실험하였다. 저감시설의 유입조건이 변하게 되면 시설 내 유속, 체류시간 등 운전조건이 바뀌게 되므로 제거효율도 변하게 될 것이다. 저감효율산정은 시설로 유입된 유입수와 유출수의 SS농도를 이용하여 산정하였다. 와류형저감시설의 SS제거효율을 연구한 결과, 모형에서 유량 $0.0016m^3/s$, 단차 10cm 인 조건에서 8.7%로 가장 높은 효율이 측정되었다. 이를 원형에서의 조건으로 환산하면 유량 $0.0512m^3/s$, 고수조와 저감시설의 단차 40cm일 경우 가장 높은 효율이 나타난다. 이와 같은 이유는 시설에 유입되는 유량이 증가 할수록 내부의 유속이 증가해 저감시설 내 처리수의 체류시간 감소와 교란이 발생하여 저감효율이 떨어지는 것으로 사료된다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 1998.02a
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• pp.55-62
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• 1998

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.39 no.2
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• pp.77-86
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• 2020

In this study, the Eulerian/Lagrangian one-way coupling method is proposed to predict flow noise due to Blade-Tip Vortex Cavitation (BTVC). The proposed method consists of four sequential steps: flow field simulation using Computational Fluid Dynamics (CFD) techniques, reconstruction of wing-tip vortex using vortex model, generation of BTVC using bubble dynamics model and acoustic wave prediction using the acoustic analogy. Because the CFD prediction of tip vortex structure generally suffers from severe under-prediction of its strength along the steamwise direction due to the intrinsic numerical damping of CFD schemes and excessive turbulence intensity, the wing-tip vortex along the freestream direction is regenerated by using the vortex modeling. Then, the bubble dynamics model based on the Rayleigh-Plesset equation was employed to simulate the generation and variation of BTVC. Finally, the flow noise due to BTVC is predicted by modeling each of spherical bubbles as a monople source whose strength is proportional to the rate of time-variation of bubble volume. The validity of the proposed numerical methods is confirmed by comparing the predicted results with the measured data.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.33 no.6
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• pp.8-14
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• 2005

Understanding of the flow past a bluff body close to a moving ground is very important in automobile and aeronautical fields because of aerodynamic characteristic and instability induced by unsteady vortex shedding. The passive control method that mounted the vertical and horizontal plates at the lower surface of the cylinder is studied to suppress the unsteady oscillation motion. When the grounds moves, the diminish of the shear layer on the ground promotes the interaction between the lower and the upper separated shear layers of the cylinder, hence vortex shedding occurs at the lower gap height than the stationary ground.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.7 no.1
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• pp.13-24
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• 1993

The dispersion in the oscillatory flow generated by gravitational waves above the spatially periodic repples is studied. The steady parts of equations describing the orbit of the passive particle in a two dimensional field are assumed to be simply trigonometric functions. From the view point of nonlinear dynamics, the motion of the particle is chaotic under externally time-periodic perturbations which come from the wave motion. Two cases considered here are; (i) shallow water, and (ii) deep water approximation.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.281-281
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• 2022

바닥에서 생성되는 난류는 순간적으로 강한 모멘텀을 바닥에 전달함과 동시에 바닥에 있는 입자를 움직이게 한다. 경계층 내 난류 운동에 대한 분석은 다양한 유사 이송 문제를 이해하기 위해 필수적이며 이에 따라 많은 선행 연구들은 실험실 실험을 통해 해당 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 선행 연구에서 사용하지 못했던 진보된 실험 방법을 활용하여 바닥 경계층 내의 난류 운동에 대해 확인하고 해당 운동에 의해 관성 입자의 움직임이 어떻게 발생하는지에 대하여 물리적으로 설명하고자 한다. 다양한 흐름 조건에서 3가지의 입경 크기를 가지는 모래 입자를 가지고 실험을 수행하였으며, 실험 조건별 고해상도 유속장 및 관성 입자의 움직임은 3차원 입자 영상 유속계 (Particle Image Velocimetry; 이하 PIV)와 입자 추적 유속계 (Particle Tracking Velocimetry; 이하 PTV)를 동시에 적용하여 파악하였다. 취득된 3차원 유속장과 입자 궤적을 기반으로 실험 조건별 흐름 및 입자 거동 특성에 대해 분석하였으며, 관성 입자의 움직임을 발생시키는 3차원 난류 운동은 측정된 유속장에서 산정한 Q-criterion 값을 기반으로 도식화하였다. 측정값 내에는 난류 운동에 대한 정보와 더불어 잡음이 포함되어 있으므로 이를 제거하고자 적합 직교 분해 (Proper Orthogonal Decomposition; 이하 POD) 방법을 적용하였다. 그리고 POD로 추출한 유속장을 통해 바닥면 부근에 존재하는 헤어핀 와류 운동 혹은 와류 묶음과 같은 난류 고유 구조를 파악하였다. 해당 와류 운동들의 3차원 난류 특성을 확인하고자 비등방성 불변 지도(anisotropy invariant map)를 활용하였으며 경계층 내부에서 난류의 형태가 흐름 방향으로 늘어진 럭비공 형태임을 확인하였다. 마지막으로, 입자의 움직임을 발생시키는 난류 이벤트를 결정하고자 사방구 분석 (Quadrant analysis) 기법을 적용하였으며 흐름 조건별로 입자를 움직이게 하는 난류 이벤트는 달라짐을 확인하였다.