• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
• /
• pp.88-88
• /
• 2020

수심평균 2차원 혼합모형은 하천환경에서 다양한 용존성 오염물질의 혼합현상을 모의하기 위해 널리 활용되어왔다. 2차원 혼합모형에서 분산계수는 하천의 전단 흐름에 의해 야기되는 오염물질의 퍼짐 현상을 표현하는 중요한 인자로서 작용하기 때문에 정교한 오염물질 혼합거동을 모의하기 위해서는 적합한 분산계수를 산정하는 것이 필수적이다. 분산계수를 실험적으로 산정하는 방법으로는 크게 모멘트법과 추적법으로 나뉘며, 비정상상태의 혼합거동에 대해 종방향 및 횡방향 분산계수를 동시에 산정할 수 있는 방법은 추적법 계열의 2차원 유관추적법(2D STRP)이 유일하다. 본 연구에서는 하천에 유입된 오염물질의 2차원 혼합해석을 위한 수치모형을 개발하였으며, 개발된 모형의 수치해를 바탕으로 다양한 Peclet 수의 범위에 대해 기존연구에서 제시된 2D STRP의 적용범위 및 성능을 정량적으로 분석하였다. 분석된 정보를 바탕으로 기존 2D STRP의 한계를 극복하기 위한 개선된 2차원 유관추적법(2D STRP-i)을 개발하고, 사행하천을 모형화한 실규모 하천실험시설에서 검증하였다. 기존 2D STRP의 성능평가 결과, Peclet 수가 낮은 조건일수록 농도분포의 예측 정확도가 감소하는 경향을 보였으며, 하안 경계에 도달하는 농도가 증가할수록 부정확한 결과를 초래하는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 기존 2D STRP의 한계를 보완하여 더욱 정확한 분산계수를 산정하고자 하안 경계면 조건을 고려한 2차원 유관추적법(2D STRP-i)을 개발하였다. 2D STRP-i는 직교-곡선좌표계 기반의 2차원 이송-분산 방정식을 바탕으로 횡방향 유속분포 및 하안 경계조건을 고려할 수 있도록 개선되었다. 2D STRP-i는 공간적으로 상이한 이송효과 및 하안경계 조건을 적절히 반영함으로써 농도분포의 예측 정확도를 개선 시키는 것으로 평가되었으며, 하안경계면에서 농도가 증가하는 구간에서 기존 2D STRP의 결과와 비교하여 더욱 정확한 농도분포 및 분산계수를 제공하는 것으로 밝혀졌다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제24권12호
• /
• pp.103-111
• /
• 2008

지반은 화학적 및 물리적인 작용으로 인하여 지반 자체가 용해되어 지반 재료 자체가 자연적으로 소실(Vanishing)되는 입자를 포함하고 있다. 지반의 소실은 입자로 구성된 재질에서 국부적인 간극 및 투수계수의 증가와 같은 미소구조의 변화를 유발하여 지반의 강도와 변형에 영향을 미친다. 본 논문에서는 지반 재료의 소실 발생 시 대상지반의 국부적인 강성의 변화특성을 파악하기 위하여 소금과 모래를 여러 가지 부피비로 혼합하여 사용하였다. 실험은 전단파 측정을 위한 벤더 엘리먼트가 설치된 압밀셀을 이용하여 수행하였다. 입자의 용해는 다양한 구속응력 하에서 시료를 포화시켜 수행하였다. 축방향 변형률과 전단파 신호를 매 하중 단계와 입자용해 시 측정하였다. 실험 결과, 입자 용해 후 축방향변형률과 간극비는 증가하였고, 전단파 속도와 최대전단탄성계수는 감소하는 것으로 나타났다. 입자 용해로 인한 간극비 증가와 입자간의 접촉이 감소하여 전단파 속도가 감소하였다. 입자가 용해되는 동안 수직변형률은 포화 시작점에서 급격히 증가하였으며 입자 용해가 완료되면서 수렴하였으며, 전 단파속도는 시작 시 감소하였다가 입자가 재배열되면서 증가하는 것으로 나타났다. 모래와 소금으로 구성된 시료는 지반소실재의 거시적 구조 거동에 의미있는 결과를 보여줄 수 있는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제13권3호
• /
• pp.35-44
• /
• 1993

저렴한 가격이면서 새로운 PVDC Latex의 제조, 이것을 활용한 다양한 색채의 고강도 폴리머콘크리트의 생산, 그리고 이것의 전단거동에 관한 이론을 정립하여 건설공사에 활용토록 하는 것을 목적으로 한다. 본 연구의 내용으로서는 이것을 사용한 신폴리머 콘크리트의 설계에 있어서 혼합특성, 물리적 특성을 연구한다. 이 중에서 가장 중요한 것은 압축강도, 휨강도, 정적극한강도, 피로강도 등이다. 이것을 이용한 보에 있어서는 중앙처짐, 반복횟수와 변형률관계, 파괴양식 등을 연구하여 본 목적의 활용성을 검증토록 한다. 그래서 콘크리트의 단점인 취성파괴를 보완하고 화학적인 성질로 일어날 수 있는 콘크리트의 부식이나 파손을 방지하도록 한다. 연구결과 피로실험에서 이형철근이나 스터럽의 파단은 순간적으로 일어나며 파단된 단면은 매끄러웠다. 또한 이러한 부분의 재질분석을 통하여 피로하중이 작용할 때 미세균열이 일어나고 있었다는 사실을 확인 할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제39권3호
• /
• pp.232-241
• /
• 2011

하이브리드 로켓은 난류 산화제 유동과 고체 추진제의 기화로 인한 분사 유동 사이의 상호 작용에 의해 복잡한 형태의 혼합 전단층이 존재한다는 특별한 성질을 가지고 있다. 본 논문에서는 유동 간섭에 의해 표면에서 발생하는 진동 유동의 물리적 특성을 연구하기 위하여 압축성 효과를 고려한 질량분사가 있는 덕트 유동의 LES(Large Eddy Simulation) 해석을 수행하였다. 계산 결과에 따르면, 기화 질량이 분출됨에 따라 주유동방향 와류의 특성이 강해지고 국부적으로 발생하는 역류 현상을 근거로 벽면 근방에서 원주방향 와류가 생성됨을 확인하였다. 그리고 시간 특성을 갖고 나타나는 와류 흘림 현상은 혼합 전단층에 기인한 유동 불안정성에 의해 촉진되었으며, 분출유동에 의해 발달한 고유 진동 유동을 의미하는 압력 섭동의 특정 진동수가 $\omega$=8.8에서 검출됨을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
• /
• pp.85-88
• /
• 2010

본 연구에서는 액체로켓 분사기에서 임계압력 이상의 추진제의 혼합과 연소과정을 수치적으로 모사하여 분석하고자 하였다. 이 과정에서 확장된 $k-{\varepsilon}$ 난류 모델을 이용하여 난류 속도장을 예측하였고 고압에서의 실제 유체 효과를 고려하기 위하여 혼합 추진제의 물성치는 SRK 상태 방정식을 이용하여 계산하였다. 또한 난류 확산 화염에서의 좀 더 정확한 난류와 화학반응의 상호작용을 고려하기 위하여 실제 유체 효과를 고려할 수 있는 층류 화염편 모델을 이용하였다. 수치적인 계산을 바탕으로 이상기체 가정을 사용한 결과와 비교하여 실제 유체의 효과와 기체메탄/액체산소 동축 전단 분사기의 제트화염 구조를 상세하게 살펴보았다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2000년도 제14회 학술강연논문집
• /
• pp.17-17
• /
• 2000

이젝터-디퓨저 시스템은 고압의 기체를 노즐로 팽창시켜서 얻은 대량의 운동에너지를 이용하여 낮은 에너지를 가지는 주변의 기체를 외부로 배출시키는데 이용되는 유체 역학적 펌프이다. 이젝터-디퓨저 시스템은 작동부가 없고 구조가 단순하여 설치/보수 및 시스템 전체의 경량화에 많은 이점이 있으므로 그 활용도가 증대하고 있는 추세이다. 그러나 이젝터-디퓨저를 지나는 초음속 유동은 복잡한 충격파 및 난류현상들로 인하여 그 물리적 특성들이 명확히 알려지지 않았다. 특히 이러한 제현상들의 간섭과 전단층의 불안정성 때문에 발생하는 비정상성은 1차 유동과 2차 유동의 혼합작용에 영향을 미쳐, 결국 시스템 전체의 배기성능을 저하시킬 뿐만 아니라, 소음과 진동을 발생시켜 시스템의 안정적인 운전을 방해한다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제25권5호
• /
• pp.75-86
• /
• 2009

공학적 관점에서 용해가능한 가장 흔한 재료인 소금은 고결화 작용에 있어서 역학적 거동에 큰 영향을 미친다. 이러한 자연적 현상을 조사하기 위하여 용해되지 않는 재료인 글라스비즈와 소금물을 혼합하여 시료를 조성한 후 오븐을 이용하여 포화도를 변화시켜가면서 실험을 수행하였다. 입자크기가 0.26, 0.50, 1.29mm인 3종류의 글라스비즈와 0.0, 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 2.0M의 소금물에 대하여 각각의 시료를 조성 후 벤더 엘리먼트와 피에조 디스크 엘리먼트를 이용하여 전단파와 압축파를 측정하였다 소금에 의한 고결화 발생에서 전단파와 압축파 속도 모두 포화도에 따른 세가지 단계를 보여주었다: 1) 포차도가 $100%{\sim}90%$인 구간으로 전단파의 속도는 증가하고 압축파의 속도는 감소한다; 2) 포화도가 $90%{\sim}10%$인 구간으로 전단파와 압축파의 속도에 큰 변화가 없파; 3) 포화도가 $10%{\sim}0%$인 구간으로 전단파 및 압축파는 큰 변화를 보인다. 또한, 전단파의 공진주파수는 전단파의 속도 변화양상과 비슷한 경향을 보였다. 본 연구는 용해된 소금의 고결화에 따른 지반재료들의 탄성파 특성의 의미있는 경향을 보여준다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제21권6호
• /
• pp.647-657
• /
• 2009

본 연구는 강-프리스트레스 콘크리트(PSC) 혼합구조 보를 분절형 교량에 적용하기 위해 필수적으로 요구되는 이종 부재간의 연결에 대한 기초연구로써, 연결부 거동과 시공성을 향상시키기 위해 연결부 상․하부 플레이트에 perfobond rib 전단연결재를 설치한 강-PSC 연결부를 제안하였다. 제안된 연결부가 설치된 보 실험체들을 제작하여 하중재하실험을 통해 연결부의 성능을 확인한 결과, 모든 실험체에서 연결부의 파괴 없이 연결부 인접 PSC부에서 실험체의 파괴와 극한강도가 나타났다. 합성 작용에 의하여 실험체의 초기 강성은 우수한 것으로 나타났으며, 균열의 진전 형상도 전형적인 휨 균열 형상을 나타내었다. 또한, 기존 스터드를 적용한 실험체 이상의 강도를 얻을 수 있는 것으로 나타났다. 그러므로 제안된 연결부는 혼합구조 연결부에 효과적으로 적용 가능하다고 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제15권1호
• /
• pp.113-125
• /
• 1999

부산시 남구 문현동 산사태 지역에 산출하는 점토광물에 대해 X-선회절분석, 주사전자현미경 관찰 및 화학분석 등의 조사를 행하여 산출상태 및 광물학적 특성을 검토하였다. 그 결과, 본 지역에는 할로이사이트, 버미큘라이트, 운모/버미큘라이트 혼합층광물, 버미큘라이트/스멕타이트 혼합층광물, 카오리나이트, 일라이트 등의 여러 점토광물이 다량 산출되는 것으로 나타났다. 산출상태로 보아 이들 점토광물은 기반암인 안산암의 풍화변질에 의해 형성된 것으로 나타났다. 즉, 안산암의 초기 풍화단계에서 할로이사이트가 형성되고, 그 후의 중간단계에서 버미큘라이트, 운모/버미큘라이트 혼합층광물 및 버미큘라이트/스멕타이트 혼합층광물이 형성되었으며, 최종의 풍화단계에서 카오리나이트가 주로 형성된 것으로 사료된다. 특히 산사태 발생지역의 중심부와 미끄러진 바닥면의 점토에서 할로이사이트, 버미큘라이트, 버미큘라이트/스멕타이트 혼합층광물 등의 팽윤성 점토광물이 다량 산출되었다. 따라서 이들 점토광물은 물을 흡수하여 팽창하게 되며, 이에 따라 사면의 전단저항을 급격히 약화시킬 수 있기 때문에 산사태 발생의 중요한 원인을 제공한 것으로 생각된다. 지질 및 구성광물 등의 검토 결과, 이 지역의 산사태는 급한 경사면, 집중호우, 절리의 발달, 암석의 변질작용, 그리고 팽윤성 점토광물 등의 요인이 복합적으로 작용되어 발생된 것으로 사료된다. 따라서 산사태의 조사 및 방지대책에 있어서 지질과 함께 점토광물에 대한 검토가 필요한 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권6호
• /
• pp.21-26
• /
• 2018

녹말에 가소제인 글리세롤을 혼합하여 열가소성 녹말 (thermoplastic starch, TPS)을 제조하였다. 혼합된 글리세롤은 20-35 wt.%의 비율이었고 TPS는 이축 압출기에서 제조하였다. 제조된 TPS의 전단 점도, 열적 성질 및 기계적 강도를 시험하였다. 제조된 TPS는 전단 속도가 증가할수록 점도가 감소하는 전형적인 고분자의 점도 거동을 보였다. 가소제인 글리세롤의 함량이 증가할수록 power index, n은 증가하여 1에 가까운 값을 보였다. 이는 뉴톤성 유체인 글리세롤의 함량이 증가할수록 제조된 TPS의 점도 거동이 뉴톤성 유체에 가까워지기 때문이다. TPS의 열적 거동을 관찰한 결과 녹말과 글리세롤이 한 상(single phase)을 보임을 확인 할 수 있었다. 또한 TPS를 상온에 하루 이상 방치하면 부분적 상용성을 보이는 것으로 관찰되었는데 이는 공기 중의 습기의 작용인 것으로 추정된다. TPS의 기계적인 성질은 가소제의 함량에 크게 의존하는 것을 볼 수 있었는데 가소제의 함량이 증가할수록 인성과 강성 모두 증가하는 것을 관찰하였다. 가소제의 함량이 증가할수록 강성이 증가하는 특이한 현상은 습도와 높은 아밀로즈 함량이 복합적으로 작용하여 생긴 결과임을 DSC 분석을 통해 알 수 있었다.