• 제목/요약/키워드: 유동-구조상관

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Lock-in 영역에서 원형실린더의 와류유기진동 전산해석 (Numerical Analysis of Vortex Induced Vibration of Circular Cylinder in Lock-in Regime)

  • 이승수;황규관;손현아;정동호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제29권1호
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    • pp.9-18
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    • 2016
  • 고층빌딩이나 해양 라이저와 같은 세장 구조물은 구조시스템의 동적 불안정의 주요 원인인 와류유기진동(vortex-induced vibration, VIV)에 의한 동하중에 매우 취약하다. 와류유기진동이 라이저의 고유진동수 영역에서 발생하는 경우 Lock-in현상으로 피로파괴의 우려가 있다. 본 논문에서는 Lock-in 영역에서 구조물과 유동의 동적거동에 대한 수치해석을 다루었으며, 유동조건 변화에도 불구하고 공진 주파수가 유지되는 현상에 대해 분석하였으며, 유입유동에 대해 수직방향으로 자유진동하는 1자유도의 2차원 원형실린더 단면에 대한 비정상 층류를 가정하였다. 각 시간 단계에서 물체의 움직임을 고려하여 유동장 격자를 재생성하며 비정상 유동과 물체의 운동에 대한 지배방정식을 순차적으로 수치해석하여 유체-구조 연성해석을 수행하였다. 결과는 선행연구와 잘 일치함을 보여주었고, Lock-in 현상에 대한 특성을 잘 나타내었다. Lock-in 영역에서는 양력뿐만 아니라 항력도 크게 증가함을 보여주었으며, 실린더의 수직변위는 직경의 20%까지 이름을 나타내었다. 양력과 수직변위의 상관분석을 통해 실린더가 Lock-in 영역에서 양력과 수직변위의 위상차가 동기로부터 반동기로 천이함을 확인하였으며, 이러한 변화가 Lock-in 영역에서 나타나는 공진거동의 원인이 되는 것으로 판된되었다.

연약지반의 측방유동 평가를 위한 확률신경망 이론의 적용 (Application of Probabilistic Neural Network (PNN) for Evaluating the Lateral Flow Occurrence on Soft Ground)

  • 김영상;주노아;이종재;이숙주
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권1C호
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    • pp.1-8
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    • 2008
  • 최근 급속한 경제발전과 지역산업의 성장으로 인하여 많은 물류이동 발생과 함께 연약지반에 도로를 건설하는 경우가 많아지면서 연약지반 상에 축조된 구조물과 관련한 제반 문제점들이 대두되고 있다. 말뚝 기초 형식의 교대나 건축물을 연약지반에 시공할 경우 비정상적인 측방유동에 의한 변위가 기초지반에 발생하여 상부 구조물의 안정성과 사용성에 많은 문제를 야기하고 있다. 측방유동은 말뚝의 파손원인과 측방변위에 대한 상관관계 연구, 연약지반상에 설치된 말뚝의 변형과 모멘트에 대한 연구, 수치해석법을 이용한 연약지반상의 성토에 따른 측방변위 특성 및 현장계측을 통한 측방변위 특성 등 많은 연구가 수행되어지고 있으나 측방유동현상은 지금까지도 그 역학적 메커니즘이 정량적으로 파악하기 어렵고, 측방유동에 대한 합리적인 설계법이 확립되어 있지 않는 실정이다. 본 연구에서는 국내 및 일본 측방유동 발생 사례를 바탕으로 효과적이고 보다 정확한 측방유동 판정을 위하여 확률신경망모델을 구축하고 기존의 측방유동 판정식과 비교하였다. 연구결과 제안된 확률신경망 모델들의 측방유동 판정 성공률이 매우 높은 정확도를 가지며 기존 판정식에 비해 측방유동 판정에 매우 효과적임을 알 수 있다.

소형 유동층반응기에서 하수슬러지의 열분해 생성가스 (Gases from Devolatilization of Swedge Sludge in a Small Fluidized Bed Reactor)

  • 송병호
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 2003년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.567-572
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    • 2003
  • 하수슬러지로부터 재활용 가스 에너지를 얻을 수 있다. 슬러지 가스화의 공정 개발을 위해서는 초기에 휘발분이 방출되는 열분해 단계의 거동이 매우 중요하다. 열분해 생성물(가스, 타르, 촤 등)의 수율은 열분해 조건(가열속도, 체류시간, 온도, 압력, 가스분위기)뿐만 아니라 연료입자의 물리적 구조에 따라 좌우된다. 석탄의 경우에는 열분해과정에서 휘발분의 수율에 대한 상관식들이 많이 제시되었다.(중략)

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증발 분무 거동특성 연구에 있어서 PIV 기법의 적용 (Application of PIV technique to spray behavior characteristics study in evaporative field)

  • 염정국
    • 동력기계공학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.5-11
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    • 2011
  • 디젤기관의 경우는 종래부터 직분식이 주류를 이루었고, 근래에는 분사압력의 고압화가 진행중이다. 분사압력의 고압화에 의해 연소효율의 향상 및 배출가스중의 입자상물질(PM:Particulate Matter)의 저감을 유도하고 있으나, 연소가스의 고온화로 인해 질소산화물(NOx:Nitrogen Oxides)은 증가한다. 따라서, 분사기간의 지연(Retard)이나 파일럿분사(Pilot injection)등의 혼합기제어에 의해 질소산화물의 저감을 꾀하고 있다. 이와 같이 디젤기관에 있어서도 혼합기 형성의 최적화에 의한 연소제어를 시도하는 수법이 중시되고 있고, 이를 위해서는 디젤분무 구조에 기초한 혼합기의 형성기구에 대한 규명이 매우 중요하다. 그러므로 본 연구에서는 보다 고도의 혼합기형성 제어를 위한 기초연구로서 고온 고압장에서의 증발디젤자유분무구조를 해석하였으며, 계측영역은 연료와 주위기체와의 혼합이 활발히 진행되는 분무의 하류영역으로 설정하고, 입자화상속도측정법(particle Image Velocimetry:PIV)을 이용한 분무의 유동해석을 기초로 증발 디젤분무의 구조 해석을 행하였다. 실험조건으로서 분사압력을 72MPa, 112MPa로 각각 변화시켰다.

GIS를 이용한 경기도 평택군 지역의 지하수 오염 가능성 평가 연구 (A Study on Groundwater Contamination Potential of Pyungtaek-Gun Area, Kyunggi-Do Using GIS)

  • 조시범;민경덕;우남칠;이사로
    • 대한지하수환경학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.87-94
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    • 1999
  • 본 연구는 GIS를 활용하여 미국 EPA에서 개발한 DRASTIC 모델에 구조선 밀도, 토지이용을 추가한 변형된 DRASTIC 모델을 개발하고 경기도 평택군 지역의 지하수 오염 가능성을 평가하고자 하였다. 본 연구에서 부가적인 인자를 사용한 이유는 구조선 밀도의 경우 우리 나라의 수리지질 환경에서 대수층은 대부분 암반 대수층인 점을 고려했을 때, 지하수 및 오염 물질 유동에 있어서 구조선의 역할이 매우 중요하기 때문이며, 토지 이용은 점오염원 혹은 비점오염원의 영향을 간접적으로 연구지역에 적용할 수 있기 때문이다. 통계적인 분석을 위하여 각각의 인자별 벡터 레이어를 격자 레이어로 전환하고 각 인자별 상관계수. 3 방향의 주성분 분석에 의한 공분산. 고유치, 고유벡터 등을 구하여 인자들간의 상관관계를 비교 분석하였다. 또한 일반적인 DRASTIC 레이어와 구조선 밀도 레이어, 토지이용 레이어간의 상관계수를 각각 구하고, 이를 각각의 가중치로 적용하여 최종적인 변형된 DRASTIC 모델을 구축하였다. 변형된 DRASTIC 모델을 사용한 결과 일반적인 DRASTIC 모델에 비해 오염 가능 지역이 많이 세분화되었고. 그 결과 오염 가능성이 높은 취약 지역을 구체적으로 구분할 수 있었다.

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벽면의 유연성을 고려한 액체저장탱크의 동적해석 (Seismic Analysis of Liquid Storage Tanks Considering Shell Flexibility)

  • 이창근;윤정방
    • 대한토목학회논문집
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    • 제7권4호
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    • pp.21-29
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    • 1987
  • 직립원통형 액체저장탱크가 지진하중을 받을 때, 벽면 유연성이 벽면에 작용하는 유동압력에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 탱크 구조물은 환(ring)형 유한요소를 사용하여 이상화하였으며, 유동에 대한 해는 Laplace 방정식을 이용하여 구하였다. 쉘-유체계의 운동방정식은 자유표면거동과 벽면유연성의 상관효과까지 포함하여 구성하였으며, 이에 따른 쉘 거동과 자유표면거동에 대한 자유진동모우드를 해석하는 방법이 개발되었다. 예제해석으로는, 구조적 특성이 다른 몇개의 저장탱크에 대해, 응답스펙트럼 해석법과 시간영역 해석법을 사용하여 동적응답을 구하였고, 그 결과들을 비교 분석하였다.

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배플이 부착된 마이크로 연소기의 난류유동 및 연소에 대한 수치해석 연구 (Numerical Study of Turbulent Flow and Combustion in a Micro Combustor with a Baffle Plate)

  • 김원현;박태선
    • 한국추진공학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.20-29
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    • 2013
  • 배플이 있는 마이크로 연소기의 난류유동 및 연소특성이 레이놀즈 응력 모형에 의하여 조사되었다. 형상변화에 따른 난류 연소유동 대한 영향을 살펴보기 위하여, 여러 개의 배플형상이 선택되었다. 유동구조와 온도장의 상관관계가 재순환 영역, 화염크기, 열손실 변화에 의해 조사되었다. 유동혼합은 연료 유입구의 직경을 감소시키는 것보다 공기유입구의 직경을 감소시키는 것이 더 효율적이었다. 연료 또는 공기유입구의 직경이 감소함에 따라 연소효율은 증가하였고, 화염길이는 감소하였다. 또한, 공기유입구의 직경이 감소함에 따라 연소온도와 열손실이 증가하고, 반면에 연료유입구의 직경이 감소함에 따라 연소온도와 열손실은 감소되었다.

RANS 및 LES를 이용한 리세스가 있는 동축분사기의 유동혼합에 대한 수치해석 (RANS-LES Simulations of Scalar Mixing in Recessed Coaxial Injectors)

  • 박태선
    • 한국추진공학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.55-63
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    • 2012
  • 동축제트분사기에 대한 난류유동의 특징이 비선형 $k-{\varepsilon}-f_{\mu}$ 모형[1]과 큰에디모사법에 의해서 조사되었다. 비연소조건에서 밀도가 다른 유체가 혼합될 때 레이놀즈수가 일정한 조건에서 리세스와 운동량비가 변화되었다. 비선형 $k-{\varepsilon}-f_{\mu}$ 모형은 리세스와 운동량비의 다양한 조건에서 의미있는 상관관계를 제안하였다. LES결과는 리세스에 의해서 난류유동 구조의 변화를 잘 묘사해 주었다. 리세스가 있는 경우 난류운동에너지의 발달은 리세스가 없는 경우보다 빠르게 나타났다. 또한, 혼합특성은 전단변형률의 변화가 지배적이었지만 국부적인 혼합은 리세스에 의해서 변화되었다.

루우버휜형 열교환기의 유동구조 및 압력강하 특성에 관한 연구 (Study of Flow Structure and Pressure Drop Characteristics in the Louvered-Fin Type Heat Exchanger)

  • 이교승;전창덕;이진호
    • 설비공학논문집
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    • 제6권2호
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    • pp.140-154
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    • 1994
  • Experimental studies were performed to determine the characteristics of flow structure and pressure drop in 15 : 1 scale models of multi-louvered fin heat exchanger in a wide range of variables($L_P/F_P=0.5{\sim}1.23$, ${\theta}=27^{\circ}{\sim}37^{\circ}$, $Re_{LP}=50{\sim}2000$). Flow structure inside the louvered fin was analyzed by smoketube method and new correlations on flow efficiency and drag coefficient were suggested. The new definition for flow efficiency, which modifies the existing flow efficiency, can predict the flow efficiency in the range above mentioned and is represented as a function of Reynolds number, louver pitch to fin pitch ratio, louver angle at low Reynolds number. Drag coefficient which is defined here is a function of Reynolds number, louver pitch to fin pitch ratio, louver angle below critical Reynolds number, and can be represented by a function of louver pitch to fin pitch ratio only above the critical Reynolds number.

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남강 습지에 분포하는 키버들 집단의 공간적 상관 분석 (Spatial Autocorrelation Analysis among Subpopulations of Salix koriyanagi in Swampy Area at the Namgang River, Korea)

  • 허만규
    • 생명과학회지
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    • 제18권10호
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    • pp.1325-1330
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    • 2008
  • 키버들(Salix koriyanagi)은 관목으로 한국에 고유종이다. 전분 젤 전기영동을 사용하여 남강 상류 저습지에 분포하는 키버들 집단에서 유전적 다양성과 집단구조를 분석하기 위해 집단을 세분하였다. Moran's I값으로 세분화 된 1.0 m 간격별 구간 내 개체들의 대립유전자좌위에서 유의한 상관을 조사한 결과 약 6 m 간격 내 개체들의 뭉침이 나타났으며, 12 m 이상일 경우 유의한 차이가 나타났다. 따라서 키버들의 경우 집단구조가 12 m 이내에서 형성됨을 알 수 있었다. 대부분의 집단이 제한된 유전자 유동과 유효집단의 감소가 예상되며, 겨울철 가뭄과 여름철 홍수로 심한 병목을 유발하고, 주기적인 홍수와 배수로 인한 개체 수의 교란이 발생한 것으로 판단된다.