• Economic and Environmental Geology
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• v.52 no.1
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• pp.37-48
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• 2019

In geological $CO_2$ sequestration, the behavior of $CO_2$ within a reservoir can be characterized as two-phase flow in a porous media. For two phase flow, these processes include drainage, when a wetting fluid is displaced by a non-wetting fluid and imbibition, when a non-wetting fluid is displaced by a wetting fluid. In $CO_2$ sequestration, an understanding of drainage and imbibition processes and the resulting NW phase residual trapping are of critical importance to evaluate the impacts and efficiencies of these displacement process. This study aimed to observe migration and residual trapping of immiscible fluids in porous media via cyclic injection of drainage-imbibition. For this purpose, cyclic injection experiments by applying n-hexane and deionized water used as proxy fluid of $scCO_2$ and pore water were conducted in the two dimensional micromodel. The images from experiment were used to estimate the saturation and observed distribution of n-hexane and deionized water over the course drainage-imbibition cycles. Experimental results showed that n-hexane and deionized water are trapped by wettability, capillarity, dead end zone, entrapment and bypassing during $1^{st}$ drainage-imbibition cycle. Also, as cyclic injection proceeds, the flow path is simplified around the main flow path in the micromodel, and the saturation of injection fluid converges to remain constant. Experimental observation results can be used to predict the migration and distribution of $CO_2$ and pore water by reservoir environmental conditions and drainage-imbibition cycles.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.8 no.2
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• pp.25-31
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• 2004

This paper describes a new vibration-suppression technique for flexible cantilevered structures by using a pipe containing an internal flow. The stability and dynamic response are analyzed based on the finite element method. The flutter limit and optimum stabilizing fluid velocity are determined in root locus diagrams. The impulse responses of the system are studied by the mode superposition method to observe the damping rate of the motion. The stabilizing effect of an internal flow is demonstrated by impulse responses of the structures with and without an material damping. It is found that the response of the pipe with flow of liquid has a larger effect of, stabilizing than that with flow of gas.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.7 no.2
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• pp.212-217
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• 1983

유동장에 구조물이 놓여 있을 때 유체의 운동과 구조물 진동의 상호작용으로 비선형 자려진동 (self-excited vibration)을 일으키는 경우가 많다. 본 논문에는 이러한 현상으로 야기되는 구조물 의 불안정한 진동을 없애기 위한 방법으로의 일환으로 최적 진동 제어기를 설계하였으며, 설계 방법과 시뮬레이션 결과를 자세히 언급하였다.

• The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
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• v.4 no.1
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• pp.10-17
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• 1999

The purpose of this study is to investigate the baroclinic response of the upper-layer of two-layered fluid when the lower-layer motion is driven by pumping an external fluid into the lower-layer or by pumping out the lower-layer fluid. Recent observations of the barotropic nature of deep water movements in the East Sea (fakematsu et al., 1994; KORDI, 1997) may suggest a possibility of interaction between the upper and lower layer via interface tilting. For homogeneous fluid, steady and axisymmetric source or sink causes axisymmetric geostrophic flow, and the lower-layer motion in two-layered fluid was similar to homogeneous flow. But as Rossby number (${\varepsilon}$) or internal Froude number ($f_2$) increases, the lower-layer motion was affected by the interface tilting. The interface tilting calculated based on the observed azimuthal velocities of upper- and lower-layers becomes greater as $f_2$ increases. In other words, the increase of the $f_2$ changes the barotropic system to baroclinic system.

• Journal of the Korean Society of Radiology
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• v.18 no.2
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• pp.83-91
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• 2024

The purpose of this study was to determine the doppler fluid effects of carbonated water (CBW) in a bi-directional flow phantom model. A bi-directional flow phantom model was chosen to realize arterial and venous flow, and the structure of the inner and outer tanks allowed for fluid circulation and also made the size of the phantom small. Carbonated water (CBW), salt fluid (SAF), sugar fluid (SUF), and distilled water (DW) were used as fluids, and ultrasound scans were performed at depths of 1.5 cm and 3.0 cm from the surface of the tank, using B-mode and color Doppler effects. All fluids tested showed color Doppler effects, but CBW had the highest doppler shift and the least variation with depth. In conclusion, we determined that CBW was the most suitable fluid to be used as a doppler fluid and confirmed that the bubbles dissolved in CBW act as doppler scatterers, just like red blood cells inside human blood. Therefore, it is possible that CBW can be used as a blood-mimicking fluid in doppler ultrasound phantoms through further research, and this study will provide basic data.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.24-24
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• 2021

자연하천 바닥 경계층 내에서는 복잡한 난류 구조가 형성되며 이들은 하상에 강한 모멘텀을 전달한다. 바닥 부근에 분포하는 유사 입자들은 경계층 내에서 발생한 난류 흐름으로부터 모멘텀을 전달받아 소류사 혹은 부유사 형태로 이송되게 되며, 이러한 유사 이송 과정을 역학적으로 설명하기 위해서는 경계층 내 유체 흐름에 대한 이해가 선행되어야한다. 경계층 내 난류 흐름 특성이 유사 입자의 움직임에 미치는 영향에 대해 분석하기 위해서는 바닥 경계층 내 고해상도 유속 자료와 유사 움직임을 동시에 포착할 수 있는 기술이 요구된다. 하지만 현재까지 수행된 대부분의 선행 연구들은 점 유속을 측정할 수 있는 음파 도플러 유속계 (Acoustic Doppler Velocimetry) 혹은 2차원 입자 영상 유속계를 활용하였으며, 이들은 복잡한 3차원 난류 흐름 특성을 분석하기에는 한계가 있다. 본 연구의 목적은 실험실 실험을 통해 바닥 경계층 내 3차원 난류 흐름이 유사 이송에 미치는 영향에 대해 조사하는 것이다. 본 연구에서는 유사 주변에서의 고해상도 3차원 흐름 유동장 및 순간적인 유사 움직임에 대해서는 합성 개구 (synthetic aperture) 기반의 3차원 입자 영상 유속계 및 입자 추적 유속계를 활용하여 취득하였다. 취득된 흐름 유동장을 기반으로 레이놀즈 전단응력을 산정하였으며 이를 통해 유체가 하상에 미치는 모멘텀의 크기를 파악하였다. 복잡한 난류 흐름 구조에 대해서는 팔분원 분석 (octant analysis)을 통해 구분했으며, 유사가 움직이는 순간의 유속장을 기반으로 유사 이송을 발생시키는 지배적인 난류 흐름 특성에 대해 규명하였다. 본 연구는 바닥 경계층 내 복잡한 3차원 난류 흐름과 유사 입자의 움직임을 동시에 분석함으로써 기존에 수행되어왔던 선행 연구들의 한계점을 극복하고 보다 명확한 유사 이송의 발생 원인에 대해 분석했다는 점에 의의가 있다.

• Proceedings of the Korean Society of Fisheries Technology Conference
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• 2001.05a
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• pp.43-44
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• 2001

프레임에 그물감을 부착하여 구성되어 있는 가두리 시설은 파랑과 조류 등에 의해 유체력을 많이 받기 때문에, 만 입구 또는 외만에 설치하는 경우에는 작용 유체력에 의하여 이것을 계류하고 있는 계류삭이 절단되거나 고정용 닻이 끌리게 되며 프레임 끼리 서로 충돌함으로써 결국 구조물이 파손된다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서는 파랑과 조류에 의해 발생되는 유체력에 충분히 견딜 수 있도록 시설물을 설계해야 한다. (중략)

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.60 no.1
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• pp.20-30
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• 2023

In this paper, the Energy Flow Finite Element Analysis (EFFEA) was performed to predict the acoustic and vibrational responses of complicated plate structures considering improved Fluid-Structure Interaction (FSI). For this, a new power transfer relationship was derived at the area junction where two different fluids are in contact on both sides of the plate. In order to increase the reliability of EFFEA of complicated plate structures immersed in a high-density fluid, the corrected flexural wavenumber and group velocity considering fluid-loading effect were derived. As the specific acoustic impedance of the fluid in contact with the plate increases, the flexural wavenumber of the plate increases. As a result, the flexural group velocity is reduced, and the spatial damping effect of the flexural energy density is increased. Additionally, for the EFFEA of arbitary-shaped built-up structures, the energy flow finite element formulation for the acoustic tetrahedral element was newly performed. Finally, for validation of the derived theory and developed software, numerical applications of complicated plate structures submerged in seawater or air were successfully performed.

• Water for future
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• v.20 no.3
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• pp.247-252
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• 1987

The negative buoyant flow into and through a regulating pond is analysed by numerical scheme. The controlling parameter of density current in the pond is found to be the inflow densimetric Froude number, $Fr_e$. Two vortices are formed and notable at the right corner and above the sunken flow in th pond. For given inflow characteristics, the required outflow temperature, the combination of dimensions of the pond and the residence time of the inflow in the pond are determined.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.587-587
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• 2012

현재 대부분 하천관리의 흐름해석에서 주가 되었던 1차원 분석은 하천 단면에 따른 횡적인 수면차, 유속분포를 분석할 수 없다는 단점을 가지고 있으며, 특히 유량 및 유속이 급속도로 늘어나는 홍수시에는 그 오차가 더욱 커질 수 있다. 반면에 2차원 모형의 흐름해석은 사행하천의 흐름 특성과 만곡부에서의 종 횡방향 수면경사 및 양안의 수면차와 합류지점의 횡방향 흐름 등의 영향을 고려할 수 있으며 1차원 해석과는 달리 전 단면에 걸쳐 유속 및 수위 분포를 나타낼 수 있어 실제흐름에 가까운 수리량을 얻을 수 있다. 본 연구를 위해 적용된 해석모형인 SMS는 미국 Brigham Young 대학의 환경모형연구실과 미공병단(USACE)의 수로실험국(WES) 등에서 개발한 프로그램으로서 RMA2, RMA4, SED2D 모형 등으로 구성되어 있다. 각각의 모형은 수리 동역학적 해석, 오염물 이송확산 해석, 유사의 이송 및 퇴적 해석이 가능하며 이 중 RMA2를 이용한 2차원 흐름해석을 통하여 보다 적합한 하천관리에 이용가능하도록 하고자 한다. 연구대상 지역은 제주도 한천 하류부로서 제주도 하천 특성상 평상시 건천의 상태를 이루고 있으나 태풍 및 집중호우시 홍수유출이 발생하여 수위가 급격하게 상승하는 양상을 보인다. 대표적인 예로 태풍 '나리'시 최대 일강우량 420mm로 인한 인근 지역에 0.5 ~ 1.5m의 침수흔적을 보이고 있다. 본 연구에서는 2011년 최고수위를 기록한 태풍 '무이파'를 대상으로 하였으며 대상지역의 Kalesto를 이용한 수위-유속 자료를 이용하여 산출된 유량을 경계조건으로 사용하였고 격자망 형성을 위한 지형 데이터는 지형도 및 측량자료를 이용하여 구축하였다. 사용된 대표적인 매개변수는 하상의 조도계수를 나타내는 Manning의 n값과 유체의 밀도, 속도구배, 구조 등 여러 가지의 유체조건에 따라 변하는 성질인 와점성계수(eddy viscosity)로 요약할 수 있으며 Manning의 n값은 하천설계기준에 따른 하천기본계획의 조도계수를 사용하였고 와점성계수는 적합한 흐름 분포를 결정하기 위해 흐름이 안정될 때까지 변화시켜 해석을 시행하였다. 해석결과 만곡부에서는 급한 흐름을 보이고 있으며 최대하폭 구간에서는 완만한 흐름이 나타나 사행하천의 흐름특성과 횡적인 하천단면에 따른 변화, 하상고 차이로 인한 유속분포를 확인할 수 있으며 이는 보다 유용한 하천관리에 이용가능할 것으로 사료된다.