• Title/Summary/Keyword: 이류속도

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Estimation of the Freshwater Advection Speed by Improvement of ADCP Post-Processing Method Near the Surface at the Yeongsan Estuary (ADCP 표층유속 자료처리방법 개선을 통한 영산강 하구 표층 방류수 이류속도 산정)

  • Shin, Hyun-Jung;Kang, Kiryong;Lee, Guan-Hong
    • The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
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    • v.19 no.3
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    • pp.180-190
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    • 2014
  • It has been customary to exclude top 10-20% of velocity profiles in the Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP) measurement due to side lobe effects at the boundary. To better understand the mixing in the Yeongsan estuary, the freshwater advection speed (FAS) was recovered from highly contaminated ADCP data near the surface. The velocity profiles were measured by using ADCP at two stations in the Yeongsan estuary during August 2011: one was located in front of the Yeongsan estuarine dam and the other was deployed near Goha Island. The FAS was recovered from the ADCP data set by applying rigorous post-processing methods and compared with the sediment advection speed (SAS). The SAS was determined by the peak time difference of suspended sediment concentration between two stations in the channel, divided by the distance of two stations. The FAS and the SAS showed very similar value when the freshwater discharge was greater than $2.0{\times}10^7$ ton and the SAS was a bit greater when the freshwater discharge was smaller. Since the FAS was on average about 0.8 m/s greater than the velocity at 0.8 of water depth from the bottom, the net discharge, estimated with recovered FAS and integrated over water depth and tidal cycle, was directed seaward during the high discharge contrary to the onshore direction of the net discharge estimated with 0.8 of water depth from the bottom. Moreover, the velocity shear and Richardson number changed when the FAS was used. Thus, the importance of the true FAS is appreciated in the investigation of the surface layer stability. If currents, temperature and salinity were observed for longer time in the future, it could be possible to more accurately understand the formation and decay of stratification as well as the suspended sediment transport processes.

Turbulence Generation and Advection in Smoke Using Stable Divergence-Constrained Moving Least Squares (안정적인 발산 제약 이동최소자승법을 이용한 연기의 난류 생성 및 이류)

  • Subin Lee;Jong-Hyun Kim
    • Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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    • 2024.01a
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    • pp.407-410
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    • 2024
  • 본 논문에서는 Semi-Lagrangian 이류 과정에서 역추적(Backward tracing)한 위치의 주변 속도를 Divergence-constrained MLS(Moving least squares)를 이용하여 보간하고 그 결과를 이류된 속도 데이터의 외력으로 적용해 연기 시뮬레이션의 난류 표현을 개선할 수 있는 새로운 프레임워크를 제안한다. 일반적인 MLS는 고차보간법이기 때문에 시간에 따른 연속성 보장이 안 되기 때문에 그 결과가 노이즈한 형태로 나타난다. 본 논문에서는 연기의 원본 속도와 제안하는 기법을 통해 생성된 속도 간의 각도 변화를 통해 난류를 생성하며 이를 통해 안정적이고 연기의 밀도를 이류시킨다.

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Numerical Improvement of Advection Term for Realistic Smoke Simulation (사실적인 연기 시뮬레이션을 위한 이류항 계산의 수치적 개선)

  • Chang, Mun-Hee;Park, Su-Wan;Kim, Eun-Ju;Ryu, Kwan-Woo
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2006.10a
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    • pp.143-147
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    • 2006
  • 자연 현상에서 나타나는 연기나 난류의 움직임을 사실적으로 시뮬레이션을 할 때 Navier-Stokes 방정식을 이용한다. 이 방정식을 이용한 구현은 방대한 연산량과 계산의 복잡성으로 인하여 실시간 시뮬레이션이 어렵다. 이 때문에 실시간 처리를 위하여 복잡한 수식을 근사화한다. 유체 시뮬레이션의 이류(advect) 과정에서 근사화를 위해 Semi-Lagrangian 방법을 이용할 때, 연기 시뮬레이션은 시간이 지남에 따라 밀도가 현저히 줄어들고 소규모의 소용돌이(small-scale vorticity) 현상이 급격히 감소하는 등의 수치적 소실이 발생한다. 본 논문에서는 이 문제를 해결하기 위해 이류항(advection term)을 계산할 때 새로운 수치적 방법을 제안한다. 본 논문에서는 이류항의 값을 구할 때, 현재 격자 주변의 값 중에서 다음 단계에 현재 격자의 위치로 오는 속도를 가진 격자를 찾아, 그 격자의 속도를 이류 속도 벡터로 활용한다. 이는 밀도와 소용돌이 현상의 수치적 소실을 줄여서 사실성을 높이고 실시간 처리도 가능하게 한다. 또한 본 논문에서는 GPU 구현을 통해 벡터 연산 등의 효율성을 높이며 시뮬레이션의 속도를 향상시킨다.

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The Analysis of Flood Hydrograph Responce according to Spatial Advection Characteristics of Rainfall Cluster (강우클러스터의 이류특성에 따른 홍수유출수문곡선 반응해석)

  • Kang, Boo-Sik;Moon, Su-Jin;Kim, Jin-Gyeom;Kim, Jong-Min
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.949-949
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    • 2012
  • 유출수문곡선은 강우량, 강우강도, 강우지속시간, 강우이동방향 및 이동속도와 같은 강우발생특성과 강수대의 공간적 이류방향과 유역형상과의 상호작용에 의하여 영향을 받으며, 특히 강우의 이류과정에서 나타나는 시간적, 공간적인 분포는 유출에 영향을 미치는 중요한 인자이다. 일반적으로 유출해석 기본이론은 연속방정식과 운동방정식으로서 운동파가정(kinematic wave analogy)을 기반으로 한 집중수문모형(lumped hydrologic model)에 의하여 수행되고 있지만 집중형 모형은 한 매개변수에 여러 가지의 물리적 과정을 개념화하여 담고 있기 때문에 유출과정에 대한 섬세한 모형화의 제약으로 인하여 강우의 이류과정에 따른 유출변화특성을 모의하기가 어렵다. 본 연구에서는 완전 분포형 수문동력학적 강우-유출 모형을 사용하여 강우의 이류특성을 반영할 수 있는 유출 모델을 구성하고, 강우의 이류특성에 따른 유역 출구에서의 유출수문곡선의 변화과정을 살펴보고 상관관계를 분석하였다.

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Improved Calculation of the Advection Term in the Semi-Lagrange Method for Realistic Smoke Simulation (사실적 연기 시뮬레이션을 위한 Semi-Lagrange 방법에서의 이류항 계산방법 개선)

  • Park, Su-Wan;Chang, Mun-Hee;Ki, Eun-Ju;Ryu, Kwan-Woo
    • The KIPS Transactions:PartA
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    • v.14A no.4
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    • pp.191-196
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    • 2007
  • In the field of computer graphics, Navier-Stokes equations would be used for realistic simulations of smokes and currents. However, implementations derived from these equations are hard to achieve for real-time simulations, mainly due to its massive and complex calculations. Thus, there have been various attempts to approximate these equations for real-time simulation of smokes and others. When the advection terms of the equations are approximated by the Semi-Lagrange methods, the fluid density can be rapidly reduced and small-scale vorticity phenomena are easy to be missed, mainly due to the numerical losses over time. In this paper, we propose an improved numerical method to approximately calculate the advection terms, and thus eliminate these problems. To calculate the advection terms, our method starts to set critical regions around the target grid points. Then, among the grid points in a specific critical region, we search for a grid point which will be advected to the target grid point, and use the velocity of this grid point as its advection vector. This method would reduce the numerical losses in the calculation of densities and vorticity phenomena, and finally can implement more realistic smoke simulations. We also improve the overall efficiency of vector calculations and related operations through GPU-based implementation techniques, and thus finally achieve the real-time simulation.

Spray characteristics on mixing region scale of twin fluid atomizer (이류체 분사노즐의 혼합영역 형상에 따른 분무특성)

  • 김병문;김혁주;이충원
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.15 no.6
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    • pp.2147-2159
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    • 1991
  • The effects of principal dimensions of internal mixing twin-fluid atomized and operating conditions on the atomizing characteristics are experimentally investigated. The tests are conducted over the wide range of air/liquid ratio to predict influences of the diameter and length of nozzle, contacting angle between air and liquid in the mixing chamber, and air orifice diameter on the mean drop size(SMD), spray angle, distribution of drop size, and spray dispersion, And also, initial distribution of liquid column by air stream within the mixing chamber are observed through the transparent nozzles. A He-Ne laser particle sizer(MALVERN Model 2604) was used to measure the Sauter.s mean diameter( $D_{321}$) and droplet sizes distribution. In this experiment the air/liquid ratio, mixing length and nozzle diameter have a great influence on SMD, spray angle, droplet sizes distribution and spray dispersion.

Correlation between size and velocity of drops in a spray from an internal mixing twin-fluid atomizer (내부혼합형 이류체 분사노즐에서 발생한 분무내 액적들의 크기와 속도의 상관관계)

  • Kim, Sang-Jin;Hiroyasu, H.
    • Journal of ILASS-Korea
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    • v.3 no.1
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    • pp.27-33
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    • 1998
  • Correlations of drop size and velocity in a spray from the disintegration of liquid jet and liquid film from an internal mixing twin-fluid atomizer, were determined by phase Doppler method. The distribution pattern of Sauter mean diameter(SMD) in a spray was changed by a behavior of liquid flow. As smaller droplets became faster and slower easily by the surrounding conditions, the correlation between drop size and mean velocity was found to be varied as next 3 steps; firstly smaller droplets have a higher mean velocity at the area near atomizer, droplets have almost the same mean velocity and finally larger droplets have a higher mean velocity at the area far from an atomizer.

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Radar rainfall forecasting evaluation using consecutive advection characteristics of rainfall fields (강우장의 연속 이류특성을 활용한 레이더 강수량 예측성 평가)

  • Kim, Tae-Jeong;Kim, Jang-Gyeong;Kwon, Hyun-Han
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.39-39
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    • 2021
  • 기상재해를 극소화하기 위해서는 그 원인이 되는 기상현상의 규모와 거동을 명확히 감시하고 분석하여 신뢰성 있는 예측정보가 제공되어야 한다. 최근 위험기상 발생빈도가 증가하여 초단기 및 위험기상 예보의 정확도 향상을 위한 고품질 레이더 정보 활용 연구가 활발하게 진행되고 있다. 레이더는 전자파를 이용하여 강우의 양과 분포, 이동특성을 관측하는 장비로써 우리나라는 초단기적 위험기상 대응능력 향상을 추진하기 위한 목적으로 첨단 성능의 이중편파레이더 관측망을 구축하고 있다. 국내 기상관측용 레이더는 기상예보(기상청), 홍수예보(환경부), 군 작전 기상지원(국방부) 등으로 각 기관이 개별적으로 설치운영 하고 있다. 본 연구에서는 관계부처에서 운영하고 있는 레이더의 합성장을 이용하여 강수장의 상관성을 기반으로 이류(advection) 특성을 도출하였다. 정확도 있는 이류특성을 도출하기 위하여 시간해상도는 10분을 적용하였으며 가우시안 필터링 기법을 적용하여 강수장 상관분석을 수행하였다. 호우와 태풍을 대상으로 강수장의 이류패턴을 추출하여 강수장의 이동방향 및 속도를 고려한 강수량 예측기법의 적용성을 평가하였다. 본 연구 결과는 격자형 강수예측정보를 제공하여 AI 홍수예보 및 수치예보 모델의 초기조건 입력 등에 활용되어 기후변동성에 따른 대국민 안전 실현을 확보하는데 기후변화 대응전략의 핵심기술로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 덧붙어, 4차 산업혁명에 따른 수문기상 빅 데이터(big data) 통합 플랫폼을 구축하여 고해상도 홍수대응 기술 및 GIS 및 모바일 시스템을 연계한 실시간 기후재해 예·경보가 가능할 것으로 사료된다.

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Improved Trajectory Calculation on the Semi-Lagrangian Advection Computation (Semi-Lagrangian 이류항 계산의 추적법 개선)

  • Park, Su-Wan;Baek, Nak-Hoon;Ryu, Kwan-Woo
    • The KIPS Transactions:PartA
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    • v.16A no.6
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    • pp.419-426
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    • 2009
  • To realistically simulate fluid, the Navier-Stokes equations are generally used. Solving these Navier-Stokes equations on the Eulerian framework, the non-linear advection terms invoke heavy computation and thus Semi-Lagrangian methods are used as an approximated way of solving them. In the Semi-Lagrangian methods, the locations of advection sources are traced and the physical values at the traced locations are interpolated. In the case of Stam's method, there are relatively many chances of numerical losses, and thus there have been efforts to correct these numerical errors. In most cases, they have focused on the numerical interpolation processes, even simultaneously using particle-based methods. In this paper, we propose a new approach to reduce the numerical losses, through improving the tracing method during the advection calculations, without any modifications on the Eulerian framework itself. In our method, we trace the grids with the velocities which will let themselves to be moved to the current target position, differently from the previous approaches, where velocities of the current target positions are used. From the intuitive point of view, we adopted the simple physical observation: the physical quantities at a specific position will be moved to the new location due to the current velocity. Our method shows reasonable reduction on the numerical losses during the smoke simulations, finally to achieve real-time processing even with enhanced realities.

Measurement of the Flying Characteristics of HDD Slider Air Bearing Using AE Signal (AE 신호를 이용한 HDD 슬라이더 공기베어링의 부상상태 측정)

  • Kim, Jae-Jic;Jeong, Tae-Gun
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.25 no.9
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    • pp.1391-1399
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    • 2001
  • The AE measurement is one of the most convenient methods for detecting contacts between the slider and the disk. The AE method has been widely used in the investigation of the tribology of sliding interfaces due to its convenience. We examined the relationship between the AE signal and the flying height of a slider. We investigated the influence of the disk linear velocity on the AE rms signal by using the AE measurement system. The experiment also gives the relationship between the take-off velocity and the disk surface conditions. To investigate the behavior of the slider further, the variances of the AE signals are analyzed. The experimental results indicate that the increase in the magnitude of the AE rms signal does not necessarily mean the slider/disk contacts.