• 한국수자원학회논문집
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• 제30권3호
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• pp.201-210
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• 1997

$textsc{k}$-$\varepsilon$난류모델을 이용한 개수로 급축소부 흐름의 해석을 위한 수치모형을 개발하였고, 그 수치실험결과는 실험결과와 잘 일치하였다. 이는 난류모델에 의한 적절한 난류 와점성계수의 산정이라 생각된다. 유함수 및 유속분포의 분석을 통한 축소부 통과후 급변화 흐름의 수리특성을 분석하였고, 또한 난류 와점성계수의 분포를 분석하였다. 따라서 천수방정식의 점성항에 경험적인 유효점성계수의 도입보다는 흐름의 양상과 장소에 따라서 변화하는 난류와점성계수의 산정에 의한 급변화흐름의 해석이 필요하다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권6호
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• pp.517-524
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• 2010

본 연구에서는 식생이 포설된 홍수터를 포함하는 복단면 개수로 흐름의 수위를 예측하기 위하여 유효 전단응력기법에 근거한 일차원 모형을 제시하였다. 제안된 모형은 주수로와 홍수터 접합부에서 발생하는 운동량 교환효과를 와점성계수 개념을 이용하여 반영할 수 있다. 주수로와 홍수터의 경계에서 발생하는 경계와점성계수는 3차원 레이놀즈 응력 모형을 이용하여 결정하였다. 경계와점성계수의 영향을 파악하기 위하여 민감도분석을 수행하였다. 경계와점성계수의 변화에 대하여 배수곡선의 변화는 크지 않았으나, 홍수터에서 부담하는 유량은 경계와점성계수에 비례하여 증가하였다. 마지막으로 식생된 홍수터의 식생밀도 및 침수비에 따른 경계와점성계수의 변화를 살펴보았다. 계산된 경계와점성계수는 식생밀도와 침수비에 비례하며, 대략$(2-5){\times}\;10^{-4}$ 정도의 값을 갖는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.74-78
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• 2012

본 연구는 하천에서 식생에 의한 흐름구조 변화가 오염물질 이동에 미치는 영향을 알아보기 위해 흐름방향 확산계수를 산정하였다. 정수식생 조건에서 횡방향 수심적분된 와점성계수는 비식생 조건에서의 와점성계수와 다르게 적용되어야 하며 이를 위해 유량 횡분배법을 Jordanova and James (2003) 실험에 적용하였다. 제시된 실험조건을 잘 재현하는 와점성계수의 값을 역산하였으며, 이에 관한 산술평균 값을 향후 수리모형의 적용을 위해 정수식생 조건에서의 무차원 와점성계수로 제안하였다. 결정된 무차원 와점성계수를 이용하여 부분식생 개수로 흐름에서 흐름방향 확산계수를 산정하여 오염물질의 이동에 대한 특성을 분석하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.26-35
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• 2012

지금까지 하천 및 해류에서의 지반의 수리저항 특성에 대한 연구는 흐름의 방향을 고려하지 않고 주 흐름방향에 대해서만 고려해 왔다. 최근 왕복류 흐름에 의한 지반의 수리저항특성에 대한 연구결과에 의하면 세립질 및 조립질 시료 모두에서 일방향 흐름보다 왕복류를 고려한 양방향 흐름에서 세굴률이 크게 발생 하는 것으로 나타났다. 그러나 해안구조물이 설치되는 해안 또는 협곡에서 흐름의 방향은 반드시 $180^{\circ}$를 이루지 않으므로 흐름의 입사각이 지반의 수리저항성능에 미치는 영향에 대한 검토가 반드시 필요하다. 이에 흐름방향을 고려할 수 있도록 개선된 수리저항성능 실험기를 이용하여 인공적으로 조성된 점성 세립질 및 점성 조립질 시료에 대하여 $0^{\circ}$, $90^{\circ}$, $135^{\circ}$, $180^{\circ}$의 입사각을 갖는 흐름에 대한 일방향 및 양방향 수리저항성능을 평가하였다. 실험결과 세립질 및 조립질 시료 모두에서 입사각이 커짐에 따라 수리저항성능은 감소하고 세굴률이 증가하는 것으로 나타났다. 압밀압력이 낮은 경우에는 세립토의 수리저항성능이 급격히 떨어지나 압밀압력이 큰 경우에는 조립토의 수리저항성능이 세립토에 비해 약간 더 빠르게 감소하는 것으로 나타났다. 최종적으로는 양방향 흐름일 경우 가장 큰 세굴률이 발생하므로 다양한 흐름방향에 노출되는 구조물의 경우는 양방향 흐름에 대해 수리저항성능을 평가하는 것이 타당한 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권4호
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• pp.349-360
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• 2012

본 연구에서는 3차원 점성 흐름에 적용될 수 있는 비정수압 자유수면 모형을 수평방향 직교 곡선좌표계에서 개발하였다. 개발된 수치모형은 엇갈린 격자를 사용함으로써 발생되는 자유수면에서의 경계조건 종결 문제를 수면층 방정식을 도입하여 해결하였으며, 난류의 유동 해석을 위한 폐합식으로 등방성의 k-${\varepsilon}$ 난류모형을 이용하였다. 본 연구에서 운동량방정식은 이송-확산항만으로 중간단계의 유속을 예측하고, 압력 및 중력을 포함하는 생성항과 연속방정식을 결합하여 다음 시간단계의 유동장을 결정하는 계산 단계 분리법을 이용하였다. 수치모형의 적용성 평가를 위하여 폐쇄된 2차원 수조에서의 취송류, 급경사를 가지는 2차원 수로에서의 흐름, 원심력에 의한 이차류 흐름특성 분석을 위한 3차원 급변 만곡류에 대한 모의를 실시하였다. 수치모의 예측치는 수리모형 실험값과 수위, 유속, 난류특성 등에서 일치하는 양상을 보이는 것이 확인되었다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제26권5호
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• pp.1-13
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• 2020

본 논문에서는 흐르는 물에 의해 빙결 시뮬레이션 되어 방향성이 있는 얼음 형태를 안정적으로 모델링 할 수 있는 새로운 방법을 제시한다. 제안하는 얼음 모델링 프레임워크는 빙결 시뮬레이션에서 중요한 얼음의 성장 방향에 점성이 있는 유체의 흐름을 고려한다. 물 시뮬레이션 해법은 암시적 비압축성 유체 시뮬레이션에 새로운 점성 기법을 적용한 방법을 이용하고, 얼음의 방향과 글레이즈(Glaze) 효과는 제안하는 비등방성한 빙결 해법을 이용한다. 물 입자가 얼음 입자로 상태변화하는 조건은 습도와 물의 흐름에 따른 새로운 에너지 함수에 따라 계산된다. 습도는 오브젝트 표면의 가상 수막(Virtual water film)으로 근사되며, 유체의 흐름은 얼음의 성장 방향을 가이드하기 위해 우리의 비등방성한 빙결 해법에 통합된다. 결과적으로 점성이 있는 물의 흐름 방향에 따라 글레이즈와 방향성 있는 빙결 시뮬레이션 결과를 안정적으로 보여준다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.132-136
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• 2011

수제는 유수에 의한 하안 침식을 방지하기 위한 목적의 수공구조물이다. 최근에는 하천복원 및 생태계복원에 대한 관심이 증가되면서, 하안 침식 방지뿐만 아니라 수제에 의한 흐름분리 및 재순환영역의 생태 서식처 제공에 대한 역할이 부각되고 있다. 따라서 수제 설계 시, 수제 설치에 따른 수리특성 변화를 미리 파악하는 것이 필요하지만, 수제 간격, 설치 방향, 수제 높이, 수제 길이, 하도 특성 및 접근 유수 특성 등 다양한 인자에 의해 수리특성 변화를 예측하기란 쉽지 않으며, 비용과 시 공간 측면에서 물리 모형을 이용한 접근법도 용이하지 못하다. 따라서 본 연구에서는 2차원 수치모형을 이용하여 수제 설치에 따른 흐름특성 변화를 모의하고, 모형의 적용성을 판별하고자 하였다. 지배 방정식은 기본적으로 천수방정식을 적용하게 되는데, 수제 주변 흐름 특성은 난류에 의한 횡방향 확산이 중요한 인자로작용하게 된다. 상수 와점성(constant eddy viscosity) 모형, 포물선형 와점성 (parabolic eddy viscosity) 모형을통해 개발 모형의예측 결과와 실험수로 결과를 비교하였다. 수제하류의 재순환영역의 길이가 실험수로의 결과에 비해서 5~6 배까지 확대된 결과를 나타내고 있어, 만족할 만한 결과를 현재까지 얻지 못하였다. 횡방향 확산이 중요한 만큼 k-$\varepsilon$ 모형 등 다양한 난류 모형의 적용이 고려되어질 필요가 있으며, 또한 1차원 요소가 아닌 2차원 요소의 적용을 고려할 필요도 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권11호
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• pp.73-84
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• 2013

사면 내 토사가 붕괴되거나 토석류가 발생하는 경우 파괴면에 작용하는 전단강도는 0에 가깝게 되면서 토사가 비점성 액체와 같이 유동한다. 점성토는 함수비 증가에 따라 그 연경도가 달라지며 액체상태로 바뀌는 액성한계에서 도 약간의 전단강도를 가진다. 본 연구에서는 점성토의 전단강도가 0이 되어 흐름을 유발하는 함수비를 찾고자 하였 다. 카올리나이트, 벤토나이트, 그리고 카올리나이트(50%)+벤토나이트(50%)와 같은 세 종류의 점토에 혼합수로 증류 수, 해수, 또는 미생물용액을 혼합하여 액성한계 상태로 만든 다음 함수비를 단계적으로 증가시키면서 토베인 시험기 를 이용하여 비배수전단강도를 측정하였다. 액성한계와 소성한계에서 비배수전단강도의 범위는 각각 3.6-9.2kPa와 24-45kPa 정도이었다. 한편 측정 결과로부터 비배수전단강도가 급격하게 변화하는 값에 해당하는 함수비를 흐름함수 비(Flow Water content)로 정의하였으며, 비배수전단강도가 0이 될 때의 함수비를 흐름한계(Flow Limit)로 정의하였다. 그리고 흐름한계와 액성한계의 상관관계를 살펴보기 위하여 흐름한계와 액성한계의 차이를 점성지수(Cohesive Index) 로 정의하였다. 또한 흐름한계와 소성한계의 차이를 새로운 소성지수(New Plasticity Index)로 정의하였으며, 흐름한계를 이용하여 새로운 액성지수(New Liquidity Index)도 정의하였다. 흐름한계(Flow Limit)는 액성한계보다 1.5-2배 정도 높은 값을 보였으며, 새로운 소성지수는 기존 소성지수보다 2-5.5배 정도 높았다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2016년도 춘계학술대회
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• pp.88-89
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• 2016

선택적 환원 촉매(SCR : Selective Catalytic Reduction) 시스템은 대기오염을 예방하기 위한 배기가스 처리장치 중 하나이다. 본 연구에서는 전산유체역학(CFD : Computational Fluid Dynamics)를 사용하여 SCR 시스템 의 효율향상을 위하여 ANSYS-CFX package를 이용하여 점성 유동 해석을 수행하였다. SCR 시스템의 점성 유동 흐름의 전산 유체 역학을 이용하여 시뮬레이션하기 위하여 Navier-Stokes 방정식을 지배방정식으로 사용하였다. CATIA V5를 사용하여 SCR 시스템의 형상을 3D 모델링을 하였고, 암모니아와 배기가스의 혼합 비율을 확인하기 위해 요소수 분사 노즐의 위치를 변경하였다. 요소수 분사 노즐은 배기관의 입구로부터 1/3, 1/2, 2/3에 위치한다. 또한, 분사 노즐의 위치가 배기관 입구의 1/3에 위치할 때 노즐의 분사구수에 따른 효율을 확인하기 위하여 분사구수를 4Hole, 6Hole, 8Hole일 경우를 확인하여 비교하였다. 시뮬레이션의 결과로는 배기관 입구에 가까울수록, 분사구수가 많을수록 효율이 좋아짐을 확인하였다.

• 대한화학회지
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• 제43권3호
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• pp.251-256
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• 1999

여러 온도와 압력에서 톨루엔의 점성도를 공낙하법에 의하여 결정하고 톨루엔의 점성도에 대한 온도 및 압력 의존성을 연구하였다. 톨루엔의 점성 흐름에 관한 엇갈림 변형력으로부터 엇갈림 자유 에너지, 엇갈림 엔트로피, 엇갈림 엔탈피 등을 정의하여 압력 변화에 따르는 열역학적 성질의 변화를 고찰하였다. 실험적으로 결정된 엇갈림 자유 에너지, 엇갈림 엔트로피, 엇갈림 엔탈피 등을 온도 상승에 의한 톨루엔 분자들의 열운동 효과와 압력 증가에 의한 밀도 증가 및 분자의 입체 효과에 의하여 설명하였다.