• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.14 no.6
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• pp.1365-1373
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• 1994

A Monte-Carlo simulation model, developed to predict size distribution of air bubbles in turbulent shear flow, is applied to a laboratory-scale problem. Sensitivity to various numerical and physical parameters of the model is analyzed. Practical applicability of the model is explored through comparisons of results with experimental measurements. Bubble size increases with air-water discharge ratio and friction factor. Bubble size decreases with increasing mean flow velocity, but the total bubble surface area in the aeration region remains fairly constant. The effect on bubble size distribution of the longitudinal length increment in the simulation model is negligible. A larger radial length increment yields more small and large bubbles and fewer in between. Bubble size distribution is significantly affected by its initial distribution and the location of air injection. Collision efficiency is introduced to explain the discrepancy between collisions with and without coalescence.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.276-276
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• 2019

하천에서 신뢰성 있는 유속 및 유량의 측정 자료는 수자원의 효율적인 계획과 관리를 위한 가장 기본적인 사항이다. 유속 및 유량을 측정하기 위해 지금까지는 주로 프로펠러 유속계나 초음파유속계 또는 봉부자 등을 활용해왔으며, 홍수 시에는 봉부자에 의존하고 있다. 봉부자를 이용한 유속 측정은 측정 환경이나 측정자에 따라 정확도 차이가 난다는 한계점이 있다. 뿐만 아니라 실제로 홍수가 발생했을 때는 유량이 매우 크기 때문에 교량으로 접근이 어렵고 현장으로의 접근자체가 제한될 수 있다. 위와 같은 문제들을 해결하기 위한 대안으로 비접촉식 유속 측정방법인 표면영상유속계(LSPIV, Large Scale Particla Image Velocimetry)가 있다. 표면영상유속계는 수면을 촬영한 영상을 분석하여 표면 유속을 측정하는 기법으로, 영상 촬영 장비와 분석 소프트웨어만 있으면 유속을 측정할 수 있다. 유속 및 유량 측정 결과를 보고할 때는 그 결과를 사용하는 사람이 얼마나 믿고 사용해도 좋은가에 관한 신뢰성을 판단할 수 있도록 신뢰도를 나타내는 어떤 정량적인 값인 불확도를 유량 측정 결과와 함께 제시하여야 한다. 표면영상유속계는 매우 간편하고 신속하게 하천의 유속장을 측정하는 기법이지만 측정 불확도 산정에 대한 연구가 미흡하여 정확한 측정 불확도를 제시할 수 없는 실정이다. 표면영상유속계의 불확도 인자는 바람의 영향, 입자 밀도/크기, 촬영시간 간격, 상관영역의 크기, 전단흐름/회전흐름, 참조점 측량/식별, 이동거리 산정 등이 있다. 표면영상유속계의 측정불확도를 제시하기 위해서는 각 불확도 인자에 대한 불확도를 제시하여야 한다. 따라서 본 연구에서는 Matlab을 이용하여 표면영상유속계의 불확도 요인 중 영상에서 참조점식별 시 발생하는 불확도를 분석하고자 한다.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.31 no.6
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• pp.27-44
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• 2015

An analytical solution of dynamic responses for seabed in finite and infinite thicknesses including shallow has been developed under flow and partial standing wave with arbitrary reflection ration coexisting field at a constant water depth condition. In the analytical solution, a field was simply transited to a coexisting field of progressive wave and flow when reflection ratio was 0 and to a coexisting field of fully standing wave and flow when reflection ratio was 1. Based on the Biot's consolidation theory, the seabed was assumed as a porous elastic media with the assumptions that pore fluid is compressible and Darcy law governs the flow. The developed analytical solution was compared with the existing results and was verified. Using the analytical solution the deformation, pore pressure, effective and shear stresses were examined under various given values of reflection ratio, flow velocity, incident wave's period and seabed thickness. From this study, it was confirmed that the dynamic response of seabed was quite different depending on consideration of flow, which causes changing period and length of incident and reflection waves. It was also confirmed that dynamic response significantly depends on the magnitude of reflection ratio.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.248-252
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• 2010

홍수기 호우로 인한 피해는 대부분 하천구역에서 발생되며, 이러한 피해는 인간에게 직 간접적으로 영향을 미치게 된다. 자연 상태의 하천형상은 대부분 호우로 인한 홍수로 인해 자연스럽게 만들어지게 되며, 대부분 사행하천의 형태를 띠게 된다. 사행하천에서의 흐름의 기하학적 특성은 성장이나 사멸, 또는 두 가지 모두의 형태를 보인다. 사행하천에서의 흐름 및 유속 분포는 하천제방 보호, 주운, 취수, 그리고 유사 이동 및 퇴적 패턴과 관련하여 실용적인 관점에서 연구하여야 하는 하천수리학에서는 매우 중요한 주제이다. 그리고 사행하천은 특히 만곡부가 교호적으로 나타나는 곳에서의 흐름구조가 매우 복잡하다. 이러한 사행하천에서는 회전방향이 교호적으로 바뀌는 나선형의 흐름(2차류)이 3차원적으로 발생하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 사행하천이 많은 국내 하천특성을 고려하여, 하천 만곡부에서의 흐름특성을 분석하고자 하였으며 2차원 CCHE2D 와 3차원 FLOW3D 모형을 적용하였으며 가상 하도에 대하여 수리모형 실험의 실측치와 비교하여 모형의 정확성과 안정성을 검증하였다. 그리고 남강댐 하류에 대하여 만곡부의 흐름특성(유속 분포 및 최대유속경로, 수위분포, 2차류 거동, 편수위, 전단응력 분포 등)을 분석함으로써, 하천 만곡부에서의 수리적 특성을 보다 정확하게 제시하고자 한다. 모의 분석결과 동일 하도에 대하여 유량을 변동시킬 경우, 유량이 증가할수록 만곡부에서의 수리영향이 더욱 뚜렷해짐을 알 수 있었고 2차원 모형보다 3차원모형의 결과의 정확도가 더 높은 것으로 분석되었다. 곡률반경이 1,300~1,600 정도인 실제하천에 적용한 결과, 수위의 경우 2차원 결과가 3차원 결과보다 최대 3%정도 수위가 높은 것으로 나타났으며, 또한, 상관계수가 평균 0.91의 값을 보이고 있어 2차원모형과 3차원모형의 결과가 비교적 잘 일치하는 것으로 분석되었다. 흐름 분석을 통해서 만곡부에서의 최대유속은 최정점(apex)에서 보다는 오히려 최정점 이전 하도의 내측에서 발생하였으며, 정점에서의 종단유속은 감소하지만 횡단유속은 오히려 크게 증가하는 경향을 보이고 있었다. 따라서 하천설계시 사행하천의 제방 안정성 확보를 위하여 종단유속 뿐만 아니라 횡단유속 또한 고려할 필요가 있음을 확인하였다. 또한 남강댐 하류 만곡부에서의 내측 및 외측의 수위를 분석한 결과, 제방 외측의 수위가 평균수위에 비해 최대 약 37cm정도 증가하는 것으로 분석되었다. 따라서 만곡부에 대한 하천제방설계시 좌, 우안의 여유고를 일률적으로 적용하기 보다는 만곡에 따른 흐름특성을 분석하여 설계에 적용하여야 안정성 및 경제성을 동시에 확보할 수 있을 것으로 사료된다.

• Korean Journal of Food Science and Technology
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• v.27 no.4
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• pp.582-592
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• 1995

To measure rheological properties of the starch dough, an Extrusion Capillary Viscometer(ECV) cell was self-made and attached to Instron machine(Model 1140). Apparent viscosities of corn and waxy corn starch doughs were measured and their gelatinization degrees were determined by enzymatic analysis. When corn and waxy corn starch doughs with $36{\sim}52%$ moisture content were heated at $60{\sim}100^{\circ}C$, come-up time of the cold point of doughs decreased from 220 sec to 140 sec with increased in the moisture content. In the measurement range of $36{\sim}52%$ moisture content and $60{\sim}100^{\circ}C$ heating temperature, both corn and waxy corn starch doughs showed pseudoplastic flow behaviors. At the same shear rate, both shear stress and viscosity of starch dough decreased as the moisture content increased. At the moisture content above 44%, the shear stress and viscosity of starch dough decreased as the heating temperature increased from $60^{\circ}C\;to\;70^{\circ}C$, but increased as the heating temperature increased from $80^{\circ}C\;to\;100^{\circ}C$. When the moisture content increased and heating temperature, the gelatinization degree of starch dough increased from about 10% to about 62%. The gelatinization degree of waxy corn starch dough was $15{\sim}20%$ higher than that of corn starch dough under the same gelatinization conditions. The effects of moisture content on the viscosity of starch dough were examined by Arrhenius equation. As the moisture content increased, viscosity of starch dough decreased. But the effect of moisture content was greater in the range of $80{\sim}100^{\circ}C$ than in the range of $60{\sim}70^{\circ}C$ heating temperature.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.33 no.2
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• pp.181-193
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• 2000

This paper presents the flow and the suspended sediment movement over ripples for oscillatory flows. A new numerical model system is developed, and applied to a laboratory experimental condition of regular waves and a fictitious condition of irregular waves. The flow field is obtained from a programme proposed by Kim et. al.(1994), which is a modified version of SOLA based on SMAC scheme. The sub-model solves the continuity and Reynolds momentum equations in the x-z plane. The wave orbital velocities, shear stresses, and pressure are all reasonably reproduced by the model. The model results on the vertical velocity component show good agreement with the measurements. The suspended sediment transport sub-model is newly set up to solve the advection-diffusion equation of suspended sediment using a split method, and involving a special shear entrainment from the whole ripple surface. The calculated suspended sediment concentrations for regular waves show reasonable agreement with measurements at Deltaflume. The model results for random waves show that the suspended sediment concentration is higher than those for regular waves and that the sediment diffuses higher than for regular waves with the significant wave height and the peak wave period of the irregular waves.

• The Journal of the Petrological Society of Korea
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• v.19 no.1
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• pp.51-65
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• 2010

The Dongmakgol Tuff is a stratigraphic unit which is composed of voluminous ignimbrites in the Cheolwon basin. The ignimbrites belong to pumice-rich vitric tuffs that show eutaxitic to parataxitic fabrics from fiamme or pumice clasts. They are almost densely welded and strongly flattened, but often parallel aligned and stretched. Also they exhibit flow indicators such as flow lineations, imbrications, tensional cracks and boudins from their alignment and/or elongation, and lithic and pumice clasts show lateral grading in their average maximum diameter. Flow direction map from the lineations, asymmetric structures and lateral grading diagram indicate that the Dongmakgol Tuff has a source from its southwestern part near a boundary between southern Dongmakri and northern Gomunri, and is considered that the ignimbrites took emplacement processes of laminar flows during the final stage of flowage and the flow lineations are from the result of shear stress during that times.

• Elastomers and Composites
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• v.44 no.2
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• pp.156-163
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• 2009

Our objective is to increase the flowability of Polypropylene(PP) compounds and achieve flow mark free surface in injection molded specimen. We have investigated flowabilities of PP compounds which were composed of PP, rubber, talc, and trace amount of additives. Flowability measurement was performed with four types PPs of which molecular weight distributions(MWD) and melt indexes(MI) were different. Rheological properties of the PP compounding materials, such as spiral flow(SF) length, MI, and shear viscosity, were evaluated. When PP with the broad MWD was used, there were remarkable cases where the spiral flow length of low MI PP compound was longer than that of higher MI PP compound. The PP compound having low MI but broad MWD PP has more flowability than the compound with only high MI.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.281-281
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• 2022

바닥에서 생성되는 난류는 순간적으로 강한 모멘텀을 바닥에 전달함과 동시에 바닥에 있는 입자를 움직이게 한다. 경계층 내 난류 운동에 대한 분석은 다양한 유사 이송 문제를 이해하기 위해 필수적이며 이에 따라 많은 선행 연구들은 실험실 실험을 통해 해당 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 선행 연구에서 사용하지 못했던 진보된 실험 방법을 활용하여 바닥 경계층 내의 난류 운동에 대해 확인하고 해당 운동에 의해 관성 입자의 움직임이 어떻게 발생하는지에 대하여 물리적으로 설명하고자 한다. 다양한 흐름 조건에서 3가지의 입경 크기를 가지는 모래 입자를 가지고 실험을 수행하였으며, 실험 조건별 고해상도 유속장 및 관성 입자의 움직임은 3차원 입자 영상 유속계 (Particle Image Velocimetry; 이하 PIV)와 입자 추적 유속계 (Particle Tracking Velocimetry; 이하 PTV)를 동시에 적용하여 파악하였다. 취득된 3차원 유속장과 입자 궤적을 기반으로 실험 조건별 흐름 및 입자 거동 특성에 대해 분석하였으며, 관성 입자의 움직임을 발생시키는 3차원 난류 운동은 측정된 유속장에서 산정한 Q-criterion 값을 기반으로 도식화하였다. 측정값 내에는 난류 운동에 대한 정보와 더불어 잡음이 포함되어 있으므로 이를 제거하고자 적합 직교 분해 (Proper Orthogonal Decomposition; 이하 POD) 방법을 적용하였다. 그리고 POD로 추출한 유속장을 통해 바닥면 부근에 존재하는 헤어핀 와류 운동 혹은 와류 묶음과 같은 난류 고유 구조를 파악하였다. 해당 와류 운동들의 3차원 난류 특성을 확인하고자 비등방성 불변 지도(anisotropy invariant map)를 활용하였으며 경계층 내부에서 난류의 형태가 흐름 방향으로 늘어진 럭비공 형태임을 확인하였다. 마지막으로, 입자의 움직임을 발생시키는 난류 이벤트를 결정하고자 사방구 분석 (Quadrant analysis) 기법을 적용하였으며 흐름 조건별로 입자를 움직이게 하는 난류 이벤트는 달라짐을 확인하였다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.27 no.2
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• pp.118-134
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• 2015

An analytical solution of dynamic responses for seabed in shallow, finite and infinite thicknesses has been developed under flow and standing wave coexisting field at a constant water depth condition. To do this, based on the Biot's consolidation theory, the seabed is assumed as a porous elastic media with the assumptions that pore fluid is compressible and Darcy law governs the flow. The developed analytical solution is compared with the previous results and is verified. Using the analytical solution the deformation, pore pressure, effective and shear stresses of seabed are examined under various given values of flow velocity, incident wave period and seabed thickness. From this study, it is confirmed that the seabed response is quite different depending on consideration of flow, which causes changing period and length of incident and reflection waves.