• Title/Summary/Keyword: 임계유량

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Optimal layout of tidal current turbine array in open channel flow (개수로 흐름에서 조류 터빈의 최적 배열)

  • Han, Jisu;Jung, Jaeyoung;Hwan, Hwang Jin
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.433-433
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    • 2021
  • 본 연구는 개수로 흐름에서 조류발전단지의 터빈 최적 배열의 거시적 특성에 관한 연구를 수행하였다. 천수방정식을 통해 직사각형 개수로의 흐름장을 해석하였고, 상류와 하류단에 대해 각각 유입경계조건(inlet boundary condition)과 Flather 형식의 개방경계조건(open boundary condition)을 부여하여 일정 유량으로 흐르는 개수로 흐름을 구현하였다. 더불어, Strickler의 법칙을 확장한 반력공식을 연계하여, 개수로 흐름에 대한 조류 터빈의 영향을 반영하였다. 주어진 상류의 흐름 조건에 대해 조류발전량을 최대로 하는 최적 배열을 구하기 위해 터빈 반력모형을 연계한 천수방정식, 터빈간 최소간격, 그리고 발전단지영역을 제한조건으로 하는 발전량 최대화 문제를 구성하였다. 여기서 조류 터빈의 위치를 나타내는 벡터를 설계변수로 두었는데, 설계되는 터빈의 수가 증가함에 따라 최적화 문제의 계산량이 증가하지 않도록 수반법(adjoint method)을 경사도기반법(gradient-based method)에 연계한 방법이 이용되었다. 다수의 터빈초기배치로 상당한 수치실험이 수행되었고, 발전량 최대화를 이루도록 최적화된 터빈의 배치들이 큰 규모에서 고유한 형상으로 수렴함을 확인하였다. 이러한 특성은 발전단지의 너비와 터빈의 최소간격의 함수로 정의된 무차원수 E를 바탕으로 설명되었다. 구체적으로, E가 1보다 작을 때에는 선형배열이 최적배열로 나타났고, E가 1을 넘어 점차 커짐에 따라 하류에 오목한 형상을 보이다가 V-형태로 발전하는 양상을 보였다. 또한, 어느 임계 수 이상의 터빈이 배치되는 경우 일열 배열을 유지하지 못하고 이열 배열로 분리됨이 관찰되었다.

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A study on the Derivation of GIUH-Clark Model (GIUH-Clark 모형의 유도에 관한 연구)

  • Lee, Byung Woon;Jang, Dae Won;Kim, Hung Soo;Seoh, Byung Ha
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2004.05b
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    • pp.731-736
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    • 2004
  • 강우-유출과정의 수문학적 현상을 보다 정확히 분석하고 예측하는 기법으로 강우에 의한 유출의 반응을 나타내는 지체시간, 도달시간 등 수문학적 반응시간을 유역의 지형형태학적 인자들과 연계하는 방법이 많이 이용되고 있다. 이에 본 연구에서는 Clark방법과 지형형태학적 순간단위도(GIUH)를 이용하여 계측유역의 강우-유출반응을 모의하였고, 이를 관측된 값과 비교하여 미계측유역의 적용성 여부를 검토해보았다. 대상 유역의 하상지형인자 및 지형형태학적 특성은 Arc-View를 이용하여 구하였으며, 이를 기존의 문헌자료와 비교해보았다. Clark방법의 매개변수의 결정에 있어서 시간-면적곡선은 HEC-1의 무차원 식을 이용하였고, 도달시간은 Kirpich 공식을 이용하여 구하였으며, 저류상수는 Clark방법에 의해 추정된 순간단위도의 첨두유량이 Horton의 차수비의 함수로 구한 철두유량과 같아지는 값으로 결정하였다. 본 연구는 전적비교를 출구점으로하는 유역면적 $8.5km^2$인 설마천을 대상유역으로 하였으며, 모의된 강우-유출반응과 비교하기 위해 사용된 강우사상은 2002년의 8월 4일과 2002년 10월 6일의 10분 단위 우량이다. Clark방법과 GIUH를 이용하여 모의한 유출곡선과 관측된 유출곡선을 비교해본 결과 첨두유량은 8월의 강우사상 때는 $21\%$크게, 10월의 강우사상 때는 $35\%$작게 나타났다. 첨두시간은 모의된 경우가 각각 10분, 20분 빨리 도달하였다. 또한 이러한 결과는 유역의 도달시긴에 가장 민감하게 반응함을 알 수 있었다. 따라서, 유역의 도달시간 산정에 주의를 요한다면 프랙탈 차원이 유사한 미계측유역의 수문곡선 산정에 있어서 Clark방법과 GIUH를 이용하는 방법도 유용하다고 사료된다. 주는 각 수문인자 중 강우시간분포와 유효우량 산정방법 그리고 유출모형에 대해 자자 검토하였으며, 최종적으로 면적에 따른 임계지속기간과 유출량의 변화를 검토해 보았다.이를 각각의 경우의 해석해 결과와 비교${\cdot}$분석하였다. 후방추적 퍼프모형은 전방추적 퍼프모형에 비하여 사용된 퍼프수와 관계없이 작은 오차를 발생하였으며, 전체적으로 퍼프 모형이 입자모형보다는 훨씬 적은 수의 계산을 통해서도 작은 오차를 나타낼 수 있다는 것을 알 수 있었다. 그러나 Gaussian 분포를 갖는 퍼프모형은 전단흐름에서의 긴 유선형 농도분포를 모의할 수 없었고, 이에 관한 오차는 전단계수가 증가함에 따라 비선형적으로 증가하였다. 향후, 보다 다양한 흐름영역에서 장${\cdot}$단점 분석 및 오차해석을 수행한 후에 각각의 Lagrangian 모형의 장점만을 갖는 모형결합 방법을 제시할 수 있을 것으로 판단된다.mm/$m^{2}$로 감소한 소견을 보였다. 승모판 성형술은 전 승모판엽 탈출증이 있는 두 환아에서 동시에 시행하였다. 수술 후 1년 내 시행한 심초음파에서 모든 환아에서 단지 경등도 이하의 승모판 폐쇄 부전 소견을 보였다. 수술 후 조기 사망은 없었으며, 합병증으로는 유미흉이 한 명에서 있었다. 술 후 10개월째 허혈성 확장성 심근증이 호전되지 않아 Dor 술식을 시행한 후 사망한 예를 제외한 나머지 6명은 특이 증상 없이 정상 생활 중이다 결론: 좌관상동맥 페동맥이상 기시증은 드물기는 하나, 영유아기에 심근경색 및 허혈성 심근증 또는 선천성 승모판 폐쇄 부전등을 초래하는 심각한 선천성 심질환이다. 그러나 진단 즉시 직접 좌관상동맥-대동맥 이식술로 수술적 교정을 해줌으로써 좋은 성적을 기대할 수 있음을 보여주었다.특히 교사들이 중요하

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A review on the previously performed hydraulic experiments of bank protection materials (기 수행된 호안재료 수리 검토 실험에 관한 고찰)

  • Chanjoo Lee;Myeonghwan Kim;Sungjung Kim;Muyoung Na
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.297-297
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    • 2023
  • 최근 친수성, 경관, 생태계 보전 등을 위해 다양한 호안블록의 시공이 이루어지고 있어 호안블록의 수리적 안정성에 관한 관심이 증가하고 있다. 이러한 배경 하에 한국건설기술연구원 안동하천실험센터(이하 센터)에서는 2019년부터 실규모 수로를 이용하여 여러 건의 호안블록 실규모 수리검토 실험을 실시한 바 있다. 본 연구는 그간의 실험 결과를 종합적으로 고찰하고 수리 검토 실험의 현황과 한계점, 그리고 개선 방향을 제언하는데 그 목적이 있다. A1 수로(급경사수로, 하상경사 1/70)에서는 7건(21회), B1 수로(고유속수로, 하상경사 1/7)에서는 2건(6회)의 실험이 수행되었다. A1 수로 실험의 유량-소류력 관계는 1.0 m3/s에서 약 20 N/m2이며, 1.0 m3/s 증가당 약 11 N/m2이 증가하는 관계를 나타낸다. 7건의 실험 결과 30분 이상 지속된 최대 실험 유량은 6~7 m3/s 정도이며, 이는 A1 최대 공급 유량의 75 % 정도로서 안정적인 수준이라고 판단된다. 이 때의 최대 소류력은 75 N/m2 정도로 나타났다. B1 수로는 5 m/s 이상의 고유속 흐름을 발생시킬 수있으며, 2건의 실험 결과 0.5 m3/s에서 약 100 N/m2, 최대 4.5 m3/s에서 330 N/m2까지 소류력을 제공하여 실험을 수행한 바 있다. 따라서 A1, B1 수로를 통해 제공할 수 있는 소류력 범위는 10~330 N/m2이지만, 75~100 N/m2는 실험에서 제공된 바 없었다. 한편, 토양유실의 경우 수준측량에 의해 측정되는데, 대부분의 실험에서 Clopper의 토양손실 지수(1.27 cm) 미만의 결과가 발생하였다. 이는 시험체에 따라 여건이 다르기는 하지만, 수리 검토 실험시 3회 실험을 기본으로 하고 있고 호안재료의 침식이 기준 이하로 유지되면서 최대한의 성능을 발휘할 수 있는 소류력 조건을 얻으려는 실험 목적에 부합하도록 조절된 것으로 볼 수 있다. 이러한 실험 결과를 토대로 고려해볼 수 있는 개선 방향은 다음과 같다. 강성 재료가 아닌 연성 또는 친환경적 호안재료의 허용 소류력 범위를 보다 넓게 평가하기 위해 A1 수로가 제공하는 최대 소류력을 높일 필요가 있다. 이를 위해 기본 3회의 실험 외에 추가로 호안블록이 파괴되거나 토양유실 임계치를 초과할 수 있는 실험을 수행함으로써 각 제품의 한계 성능을 평가하는 것이 필요할 것으로 보인다.

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Continuously Recycling Sterilization of Yakju(Rice Wine) Using Pulsed Electric Fields (고전장펄스를 이용한 약주의 연속 재순환 살균)

  • Kim, Su-Yeon;Mok, Chul-Kyoon;Pyun, Yu-Ryang
    • Korean Journal of Food Science and Technology
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    • v.31 no.2
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    • pp.410-415
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    • 1999
  • Yakju was sterilized with high-voltage pulses of short time of a continuous pulsed electric field (PEF) system. The initial microbial counts of Yakju were $2.2{\times}10^{5}$ CFU/mL for total aerobes. The pH, acidity and electric conductivity of Yakju were 3.82, 0.37% and 1.24 mS/cm, respectively. Yakju was treated with exponential-wave formed electric pulses of 100 Hz for $0{\sim}4000{\mu}s$ under the field strength of $20{\sim}35\;kV/cm$. The lethal effect of electric fields on microorganisms was resulted from the breakdown of the cell membrane induced by the transmembrane electric potential. The critical values of the external field for the sterilization were 16.0 kV/cm for total aerobes. Logarithmic survival rates decreased linearly at low electric field strength, but curvilinearly at high electric field strength with treatment time. The sterilization of Yakju was more largely affected by the electric field strength than by the treatment time. Any changes in pH, acidity, and the growth of microorganisms were not found in the PEF treated Yakju during the storage at both $4^{\circ}C\;and\;30^{\circ}C$.

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Development of the SWAT DWDM for Accurate Estimation of Soil Erosion from an Agricultural field (농경지에서 발생되는 토양유실의 정확한 산정을 위한 SWAT DWDM 개발)

  • Jang, Won-Seok;Park, Youn-Shik;Kim, Jong-Gun;Kim, Nam-Won;Choi, Joong-Dae;Ok, Yong-Sik;Yang, Jae-E;Lim, Kyoung-Jae
    • Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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    • v.52 no.1
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    • pp.79-88
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    • 2010
  • 준분포형 모형인 SWAT 모형은 소유역내 수문학적 반응단위 별로 유출, 유사 등의 발생을 평가하는데 이때 Hydrological Response Unit (HRU)의 지형정보가 활용된다. 현재 SWAT 모형의 인터페이스 구조는, 각 소유역의 평균 지형인자 값이 각 소유역내의 모든 HRU의 지형정보로 사용된다. 그러므로 각 소유역내의 HRU에 있는 지형인자를 정확하게 추출하기 위해서는 수계를 자세하게 나누어야 하며, 이를 위해서 더욱 자세한 소유역 수계 인터페이스가 필요하다. 현재 SWAT 모형 인터페이스에서는 수계를 나눌 때 임계값의 최소값은 최대 flow accumulation 값의 0.1 %가 사용된다. 따라서 HRU의 지형인자를 추출하기 위해 아주 자세한 정도로 소유역의 수계를 나눈다는 것은 불가능하다. 본 연구에서는 사용자가 원하는 임계값과 농경지 경계를 근거하여 소유역 경계를 추가로 수계를 나눌 수 있는 Dual Watershed Delineation Module (DWDM) 을 개발하였다. 기존 SWAT의 수계추출 모듈로 유량을 모의한 결과 $27,219\;m^3$/month 가 산정되었고, DWDM 을 적용한 결과 $26,172\;m^3$/month 로 약 3.8 %의 미미한 차이가 생겼다. 하지만 유사의 경우 DWDM을 적용하기 전에는 0.779 ton/month, 적용 후에는 2.688 ton/month 로 약 245 %의 차이를 보였다. 즉 농경지를 추가적으로 수계를 나눌 때 유사의 가장 민감한 요소인 경사장을 실제지형에 맞게 고려함에 따라 좀 더 정확한 유사 산정을 할 수 있었다. 농경지에서의 정확한 수문 및 유사 평가 시 본 연구에서 개발한 모듈이 적용 되어야 한다고 사료된다.

Flood Damage Reduction Plan Using HEC-FDA Model (HEC-FDA 모형을 이용한 홍수피해 저감계획)

  • Lee, Jongso;Kim, Duckhwan;Kim, Jungwook;Han, Daegun;Kim, Hung Soo
    • Journal of Wetlands Research
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    • v.17 no.3
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    • pp.237-244
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    • 2015
  • This study is estimated the flood damage probability of the flood discharge, the flood stage estimation and Economic Analysis for Flood Control about considering of uncertainty. Sum River Basin has chosen and the probability precipitation is estimated by using the concept of critical rainfall duration depending on the frequency of each flood stage estimation point. For calculating the expected annual damage, the functions of long term hazard, discharge-frequency, stage-discharge and depth-damage are established for 8 areas in Sum River Basin. The expected annual damaged is obtained which is based on the sampling informations through more than 500,000 simulation from the functions of considered uncertainty. The result about the optimum frequency and Investment Priorities are estimated by conducting the evaluation about planning the levee of various of Design Frequency. In analysis result, 12% of B/C value has increased if the uncertainty has concerned. Also the optimum frequency or Investment Priorities are possible to be changed. If the political and social analysis perform together it would be helpful to have a reasonable decision other than only the economical analysis as actual Flood damaged reduction planning.

Simulation Analysis of Sludge Disposal and Volatile Fatty Acids Production from Gravity Pressure Reactor via Wet Air Oxidation (습식산화반응을 통한 중력식반응기로부터의 슬러지 처리 및 유기산 생산 공정모사)

  • Park, Gwon Woo;Seo, Tae Wan;Lee, Hong-Cheol;Hwang, In-Ju
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.54 no.2
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    • pp.248-254
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    • 2016
  • Efficacious wastewater treatment is essential for increasing sewage sludge volume and implementing strict environmental regulations. The operation cost of sludge treatment amounts up to 50% of the total costs for wastewater treatment plants, therefore, an economical sludge destruction method is crucially needed. Amid several destruction methods, wet air oxidation (WAO) can efficiently treat wastewater containing organic pollutants. It can be used not only for sludge destruction but also for useful by-product production. Volatile fatty acids (VFAs), one of many byproducts, is considered to be an important precursor of biofuel and chemical materials. Its high reaction condition has instituted the study of gravity pressure reactor (GPR) for an economical process of WAO to reduce operation cost. Simulation of subcritical condition was conducted using Aspen Plus with predictive Soave-Redlich-Kwong (PSRK) equation of state. Conjointly, simulation analysis for GPR depth, oxidizer type, sludge flow rate and oxidizer injection position was carried out. At GPR depth of 1000m and flow rate of 2 ton/h, the conversion and yield of VFAs were 92.02% and 0.17g/g, respectively.

Alumimium Titanate-Mullite Composites : Part1,Thermal Durability (Alumimium Titanate-Mullite 복합체: Part1, 열적 내구성)

  • Kim, Ik-Jin;Gang, Won-Ho;Go, Yeong-Sin
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.3 no.6
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    • pp.624-631
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    • 1993
  • The composites in the system aluminium titanate-mullite were synthesized by stepwise alkoxide hydrolysis of tetraethylorthosilicate, Si(OCLH5), and titaniumtetraethoxide, $Ti(OC_{2}H_{5})_4$ in $Al_{2}O_{3}$ ethanolic colloidal solution. All particles produced by sol-gel-process were amorphous, monodispesed and had a narrow particle size distribution. Sintered bodies at $1600 ^{\circ}C$ for 2h were subjected to prolonged durability tests-on the one hand annealing at the critical decomposition temperature of $1100 ^{\circ}C$ for lOOh and on the other cyclic thermal shock between 750 and $1400 ^{\circ}C$ for 100h. The best thermal durability was achieved by a composition containing 70 and 80 vol% aluminium titanate, which showed little change in microstructure and thermal expansion cycles during the tests. The microstructural degradation of samples studied using scanning electron microscopy, X-ray diffraction, and dilatometry, was presented here. The study was conducted in order to predict the service life of aluminium titanate-mullite ceramics formed by this processing route.

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A Study on the Conditions of Injection Pressurization in the Smoke-Control Zone II. Analysis of the Conditions for Closing Force of Fire Door with Variation of Angular Velocity (제연구역 방화문의 각속도 변화와 폐쇄 조건 분석)

  • Lee, Chang-Wook;Kim, Hong-Jin;Choi, Young-Ki;Youm, Moon Cheon;Ryou, Hong-Sun
    • Fire Science and Engineering
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    • v.27 no.2
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    • pp.6-10
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    • 2013
  • This study aims to construct the performance data for smoke-control zone and realize the safety of injection and pressurization room which is composed of supply air pressure zone, vestibule, smoke-control zone and stairwell. To obtain this, smoke-control system and the device of the opening-closing force of fire door are manufactured. This subject is the analysis of the closing force, angular velocity and fire door size in the case of fixed volume flow rate. Based on the results, closing force increased as fire door size and closing angular velocity increases. Also, it is remark that there exists a critical angular velocity, which maintains constant maximum closing force even though the angular velocity increases more.

Parametric study of diamond/Ti thin film deposition in microwave plasma CVD (공정변수에 따른 microwave plasma CVD 다이아몬드/Ti 박막 증착 양상 조사)

  • Cho Hyun;Kim Jin Kon
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.15 no.1
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    • pp.10-15
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    • 2005
  • Effects of CH₄/H₂ flow rate ratio, chuck bias and microwave power on the structural properties and particle densities of diamond thin films deposited on Ti substrates in microwave plasma CVD were examined. High quality diamond thin films were deposited on Ti substrates in 2∼3 CH₄ Vol.% conditions due to the preferential formation of sp³-bonus ana selective removal of sp²-bonus in the CH₄/H₂ mixtures, and the mechanism for the formation of diamond particles on Ti was analysed. Diamond particle density increased with increasing negative chuck bias to Ti substrate due to bias-enhanced nucleation of diamond and the threshold voltage was found at ∼-50 V. With increasing microwave power the evolution from micro-crystalline graphite layer to diamond layer was observed.