• 제목/요약/키워드: 정상흐름해석

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VORTEX 패널법을 이용한 비정상 3차원 날개의 피칭 운동에 관한 연구 (Computational Study of Unsteady Three Dimensional Wing in Pitching Motion Utilizing Linear Vortex Panel Method)

  • 정봉구;조태환
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권6호
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    • pp.1-7
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    • 2003
  • 본 연구에서는 3차원 대칭형 날개의 정상/비정상상대에서의 공기력 특성을 Vortex 패널법을 이용하여 수치적으로 연구했다. 이 프로그램은 날개 표면에 분포된 x, y 방향에 따라 선형적으로 변화는 와(Vortex)를 이용하는 프로그램을 기반으로 하여 3차원 날개 주위의 비압축성 포텐셜 흐름에 적용하였고 박리와 후류의 변형은 고려하지 않았다. NACA Airfoil 자료와 비교한 계산결과는 매우 만족스러운 일치를 보여주었다. 또한 갑작스러운 pitch-up운동과 일정한 각속도로 피칭운동을 하는 비정상 날개에 대해서도 본 방법을 적용하였다. 비정상 상태의 연구에서는 출발와류의 생성과 시간에 따른 위치를 고려함으로서 출발와류가 날개의 공기력 특성에 미치는 영향을 계산하였다. 본 방법은 피칭이나 플래핑, 회전익 해석등의 더 복잡한 경우에도 적용되어질 수 있다.

혐기성 유동상 반응기의 수리학적 특성 (Hydraulic Characteristics of Anaerobic Fluidized Bed Bioreactor)

  • 석종혁
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권2호
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    • pp.90-96
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    • 2018
  • 기성 유동상 반응기(AFBR)의 수리학적 특성을 고찰하기 위해 "무담체 모드"와 "담체 충진 모드"의 두 가지 모드에서 추적자 실험을 수행하였다. 각 모드에서 동일한 실험조건으로 실험을 수행하여 수리학적 수치들이 유도되었고 실제 반응기의 수리학적 특성파악에 필요한 데이터를 얻어 해석하였다. 두 가지모드에서의 수리학적 해석을 위해 담체는 비 반응성이고 분산계수가 상수라는 가정으로 비 반응성 추적자의 일차원-비 정상상태 농도분포의 분산모델을 사용하였다. 실험결과 담체는 반응기 내부에서의 혼합효과를 크게 증가시켰다. 담체를 충진하지 않은 경우 충진한 경우에 비해 분산계수는 최소 1자리 수 이상 작게 나타났다. 담체가 없는 경우 실험영역(Pe⦤0.83cm/s)에서 이류흐름이 지배적 흐름이었고 반응기의 흐름형태는 마개흐름형 반응기(PFR)에 근접하였다. 이 때 분산계수는 0.83cm/s까지 겉보기유속에 비례적으로 증가하였다. 그러나 담체가 충진된 경우, 흐름형태는 마개흐름형 반응기 (PFR)과 완전혼합형 반응기(CMFR)사이에 있음을 나타내었으며 분산계수는 겉보기유속이 0.41cm/s에서 거의 최대치에 도달한 후 0.82cm/s까지 유사한 수치를 나타내었다. 본 실험조건에서 분산계수는 액체 레이놀즈수(Re) 또는 입자 레이놀즈수(Rep)에 비례하였다.

수력터빈 드래프트관을 통과하는 물고기에 미치는 난류의 영향 수치모의 (Numerical Investgation of the Effect of Turbulent Flow on Fish Passing through Hydroturbine Draft Tube)

  • 백중철
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제38권5호
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    • pp.365-377
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    • 2005
  • 본 연구는 수력발전시설에서 물고기의 생존과 상해를 유도하는 흐름현상을 파악하기 위한 진보된 수치해석기법의 개발을 다루고 있다. 원형 젤의 LES를 실시하여 난류젤의 전단지역에 물고기를 방류하는 실험의 결과를 수치적으로 해석하였다. 이 연구에서는 순간 LES 흐름장이 유속, 압력 그리고 와도의 강한 변동으로 특성지울 수 있으며, 이것이 물고기에게 시간평균 정상류보다 상당히 큰 추진력과 모멘트를 발휘함을 보여준다. 이 연구는 아울러 수력터빈 드래프트관에서의 부정류를 RANS/LES의 혼성모형 즉 DES를 이용하여 해석하였으며, 물고기가 드래프트관내에서 방향감각을 상실하거나 과도하게 지체하도록 할 수 있는 난류가 발생함을 보여준다.

파력발전용 임펄스터빈의 효율 향상을 위한 Staggered Blade의 적용에 대한 연구 (Study of Application of Impulse Turbine with Staggered Blades to Improve the Performance for Wave Energy Conversion)

  • 문재승;신승호;현범수;김길원;홍기용
    • 한국항해항만학회지
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    • 제31권10호
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    • pp.845-852
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    • 2007
  • OWE형 파력발전장치는 해수면의 승강운동을 공기실 내의 공기 흐름으로 전환하고 이를 터빈의 구동력으로 사용하는 발전장치이다. 파랑에너지가, 터빈으로 유입되는 공기에너지로 전환하도록 하는 공기실의 내부 수위의 주기적 변동은 상하대칭이 이루어지지 않고, 공기실 내 공기 유동의 압축과 팽창 과정에서 유량차가 발생하게 된다. 본 논문에서는 이를 이용하여 보다 많은 유량을 임펄스터빈의 압력면으로 유도하여 날개의 압력면과 흡입면의 압력차를 크게 하는 Staggered Blade의 적용에 대해 검토하고 그에 대한 성능 해석을 수행하였다. 터빈의 압력면으로의 공기 흐름을 제어하기 위해 Self-Pitched Blade(가변 피치 날개)를 제안하였고, 이러한 유량차를 토대로 동 조건에서 최대의 발전량과 최고 효율의 터빈을 설계하고자 하는데 그 목적이 있다.

추출용매에 따른 천마 농축액의 리올로지 특성 (Rheological Properties of Gastrodiae Rhizoma Concentrates by Extraction Solvents)

  • 이부용;이옥환;김경임
    • 한국식품과학회지
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    • 제35권2호
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    • pp.188-194
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    • 2003
  • 천마식품가공시 기초자료로 활용될 수 있는 천마 추출농축액의 리올로지 특성을 조사하였다. 천마의 열수 및 50% 에탄올 추출물운 각각 5, 10, 15, 및 20 Brix와 10, 20, 30, 40 및 50 Brix로 농축하여 제조하였다. 열수 및 50% 에탄올 농축액의 정상유동특성과 동적점탄성을 조사하였다. Power law model로 구한 n에 의하면 모든 열수 농축액들은 전형적인 의가소성$(n=0.484{\sim}0.802)$유체의 흐름특성을 보였고, 50% 에탄올 농축액들은 뉴튼유체$(n=0.875{\sim}1.078)$에 가까운 흐름특성을 나타내었다. 열수 및 50% 에탄올 농축액의 ${\eta}_{app}$는 온도가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. Herschel-Bulkley model에 의한 열수 및 50% 에탄올 농축액의 C는 각각 $0.030{\sim}1.255$ Pa와 $0.007{\sim}0.065$ Pa이었다. ${\eta}_{app}$에 대한 온도 및 농도의 영향은 arrhenius식으로 해석하였다. 열수 및 50% 에탄올 농축액의 $E_a$는 농도가 증가함에 따라 각각 $3.340{\sim}4.620{\times}10^3\;J/mol{\cdot}kg$$1.6289{\sim}18.6699{\times}10^3\;J/mol{\cdot}kg$의 범위로 나타났다. 진동수(angular frequency, ${\omega}$)가 증가할수록 저장탄성률(storage modulus, G#)과 손실탄성률(loss modulus, G@)은 일반적으로 증가하는 경향을 나타냈다. 50% 에탄올 농축액의 경우 모든 진동수에서 G#이 G@보다 높게 나타나 전형적인 저분자용액의 흐름특성을 보였다. 그러나 열수농축액의 경우 G@이 G#보다 높았고 0.5 rad/sec에서 교차점을 형성하였으며 전형적인 고분자 용액의 흐름특성을 나타내었다.

오염물질의 이송${\cdot}$확산 모의를 위한 3차원 퍼프모형의 개발 (Development of 3-Dimensional Puff Model for Pollutant Transport Modeling)

  • 김영도;서일원
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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    • pp.537-542
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    • 2004
  • 오염물질의 이송${\cdot}$확산 과정을 해석하기 위하여 계산효율이 높은 3차원 퍼프모형을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 퍼프모형은 추적방법에 따라 전방추적모형과 후방추적모형으로 나눌 수 있으며, 이 두 가지 추적방법은 계산효율과 수치오차에 있어서 상이한 특성을 나타내었다. 전방추적 퍼프모형은 일정한 시간간격을 가지므로 정상상태의 연속오염원의 경우에 각각의 퍼프들이 동일한 질량을 갖는다. 그러므로 전방추적 퍼프 모형은 각 퍼프들간의 중첩정도가 일정하지 않다. 이에 관한 오차분석을 수행하기 위하여 본 연구에서는 무차원 퍼프중첩계수를 정의하였다. 퍼프중첩계수란 퍼프의 크기에 대하여 퍼프중심간의 거리가 떨어진 정도를 나타내는 무차원수로서 너무 작은 경우에는 정확도가 떨어지고 너무 큰 경우에는 계산효율이 감소한다. 전방 추적 퍼프모형의 경우, 중첩계수가 작은 초기구간에는 정확도가 떨어지며, 시간이 지남에 따라 중첩계수가 필요이상으로 증가하여 계산효율이 떨어지는 것으로 나타났다. 이에 비해 일정한 중첩정도를 갖는 후방추적 퍼프모형의 경우에는 전 영역에 걸쳐서 정확도와 계산효율이 높은 것으로 나타났다. 하지만 일정한 시간간격 마다 농도장을 계산하고자 할 때, 전방추적법은 단 한번의 전체계산을 통하여 수행가능하지만 후방추적법의 경우에는 매 출력시간마다 초기시점까지 반복해서 계산해야하는 단점이 있다. 경계처리에 있어서 입자추적모형과 상이한 방법을 사용하는 퍼프모형은 폐경계에서는 입자추적모형과 동일한 결과를 나타내지만 개경계에서는 다른 결과를 나타내었다. 또한 오염원이 임의의 공간적 분포를 갖는 경우, 퍼프모형은 입자추적모형보다는 적은 수의 퍼프를 사용할 수 있지만 이에 따른 경계면에서의 수치오차를 발생하였다. 본 연구에서는 개발된 퍼프모형을 검증하고 장${\cdot}$단점을 분석하기 위하여 흐름이 일정한 경우와 전단흐름의 경우에 대하여 이송${\cdot}$확산 수치모의를 수행하였으면, 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.

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한국 상장기업의 영업현금흐름 조정 동기 (Incentives to Manage Operating Cash Flows Among Listed Companies in Korea)

  • 최종서
    • 경영과정보연구
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    • 제34권5호
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    • pp.213-231
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    • 2015
  • 본 연구에서는 우리나라의 상장기업이 K-IFRS 도입 후 현금흐름표에서 보고되는 영업현금흐름을 상향조정하기 위하여 분류조정을 이용하는 경향이 있는지를 분석하였다. 분류조정의 대용변수로는 계량경제학적으로 산출되는 비정상영업현금흐름, 그리고 이자 및 배당금의 수취와 지급을 영업현금흐름을 최대화하는 방향으로 분류하는지의 여부를 반영하는 더미변수를 사용한다. 조정의 유인으로는 기업의 재무적 부실, 투자적격과 부적격의 경계영역에 해당하는 신용등급, 음(-), 혹은 전년도의 보고영업현금흐름보다 낮은 실적보고의 회피동기 등을 고려한다. 실증분석 결과 분류조정 변수와 조정유인 변수사이에 기회주의 설명과 일치하는 양(+)의 관련성은 관찰되지 않았으며 오히려 일부의 분석에서는 음(-)의 관계가 확인되었다. 이는 K-IFRS에서 허용하고 있는 분류의 재량이 영업현금흐름을 최대화하는 방향으로 행사되는 것이 아니라 오히려 초과 영업현금흐름 실적과 관련되고 있을 가능성을 제시하는 것이며 이는 분류방식을 기간별로 일관되게 채택할 것을 요구하고 있는 K-IFRS의 규정과 무관하지 않은 것으로 해석된다.

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충격파 모의를 위한 이차원 유한체적 비정상 흐름 모형 (Two-Dimensional Finite-Volume Unsteady-Flow Model for Shocks)

  • 이길성;이성태
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제31권3호
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    • pp.279-290
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    • 1998
  • 충격파의 높이나 속도는 홍수제어조작이나 수로벽과 빠른 유속을 가지는 하천에서 교량의 설계에 중요한 자료가 된다. 따라서 광범위한 조건에서 흐름의 불연속면을 모의할 수 있는 수치모형이 요구된다. 본 연구에서는 천수방정식을 지배방정식으로 한 Godunov 형 유한체적법 모형을 개발하였다. Riemann 해법으로 Roe(1981)의 해법이 사용된다. 이 모형은 본 연구에서 비구조적격자(unstructured grids)를 사용하기 위해 개발된 수정 MUSCL을 도입하였다. 양해법을 쓰는 본 모형은 시간간격을 자동 계산한다. 개발된 모형을 전형적인 이차원 댐 붕괴파 모의, 수리모형 실험에서 행해진 붕괴파 모의, 그리고 수리모형 실험에서 행해진 만곡수로에서의 정상상태 모의 등에 적용하였다. 그 적용결과에 의해 다음과 같이 결론을 내었다. 1)유한체적법은, 충격파 모의를 위한 수치해석 기법인 Godunov 형 방법과 잘 결합될 수 있기 때문에 충격파를 모의하기에 적당한 방법이다. 2)수정 MUSCL과 결합된 유한체적법 모형이 충격파를 잘 포착함으로써 수정 MUSCL의 적용성이 입증되었다.

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시스템 구성요소의 신뢰도를 기반으로 하는 새로운 GO-FLOW기법 개발 (The Development of New GO-FLOW Methodology Using the Reliability of System Components)

  • 변윤섭;이주영;황규석
    • 한국가스학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.8-15
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    • 2012
  • GO-FLOW기법은 시스템이 정상적으로 작동할 가능성을 평가할 수 있는 기법으로써 신호선과 연산자를 사용하여 시스템을 GO-FLOW Chart로 모델화하고, 이 GO-FLOW Chart를 순차적으로 해석하여 시스템의 신뢰도를 평가하는 기법이다. 그러나 GO-FLOW기법은 1개의 시스템 구성요소를 여러 개의 연산자로 모델링하므로 시스템 흐름도와 상이한 GO-FLOW Chart가 작성될 수 있고, 시간점을 지정하여 시간을 모델링하므로 실제 운전시간에 따른 신뢰도 변화를 평가하기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 구성요소의 기능(정상/고장)을 기준으로 시스템의 신뢰도를 평가하는 기법을 개발하였다. 본 기법은 구성요소의 운전상태와 상관없이 그 기능을 유지할 가능성을 기준으로 시스템의 신뢰도를 평가하며, 1개의 구성요소는 1개의 연산자로 모델링하므로 시스템 흐름도와 거의 유사한 모델도를 작성할 수 있고, 실제시간을 반영한 연산자를 사용하여 실제시간에 따른 시스템의 신뢰도를 쉽게 평가할 수 있다.

상수관망의 수격현상 모의를 위한 외부 유출입 유량의 효율적해석 (Efficient Calculation of External Flow for Transient Simulation in Pipe Networks)

  • 박재홍;한건연
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제34권5호
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    • pp.427-438
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    • 2001
  • 본 연구에서는 상수관망의 비정상 상태 흐름을 해석하기 위하여 파속조절법을 이용하여 관망해석모형을 개발하였다. 특성선법을 이용한 실제 상수관망에서의 부정류 해석시 다양한 경계조건의 존재로 인해 해석과정이 매우 복잡하게 된다. 이러한 특성선법 해석의 어려움을 극복하고자 보다 간단하고 정확하게 경계조건을 처리할 수 있는 기법을 도입하였고 외부 유출 유량을 직접적으로 해석할 수 있는 방정식을 유도하였다. 또한 유도된 방정식을 이용하여 수격해석 모형을 개발하였으며 모형의 적용성 검토를 위해 여러 가지 외부유출 유량 경계조건을 가진 가상관망 및 26 개 관로를 가진 실제관망에 개발된 모형을 적용하였다. 본 모형의 모의결과는 Karney의 해석결과와 비교되었고 모든 시간대의 유량과 압력들을 잘 일치하고 있었다.

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