• Title/Summary/Keyword: 평균수평유속

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A Study on Measurement of Two-dimensional Velocity Distribution in River using ADCP (ADCP를 활용한 하천의 2차원 유속분포 측정 연구)

  • Yoo, Min-Wook;Kim, Young-Do;Lyu, Si-Wan;Seo, Il-Won
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.916-920
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    • 2007
  • ADCP(Acoustic Doppler Current Profiler)는 유수의 흐름을 방해하지 않으면서 물 속으로 일정 주파수의 초음파를 전송하고, 부유하는 입자들에 의해 산란되어 돌아오는 반향을 수집, 도플러효과를 이용하여 유속을 측정하는 장비이다. ADCP는 하천을 횡단하면서 순간적인 유속을 측정하므로 시간평균한 평균유속과의 차이가 발생하지만 1초에 1회 이상의 빠른 속도로 연직유속분포를 수집하면서 이를 공간적으로 평균함으로써 순간유속이 갖는 변동성을 완화시키는 특징을 갖는다. 본 연구에서는 ADCP를 활용하여 사행하천에서 수평방향 2차원 유속분포를 측정하고자 하였다. 만곡부가 교호적으로 나타나는 사행하천의 흐름구조는 매우 복잡하다. 특히 주 흐름의 수직인 단면에 나선형의 2차류가 관찰되는데, 이는 원심력과 횡방향의 수면경사 및 난류의 상호작용으로 발생된다. 주 흐름의 유속과 다른 분포를 나타낸다. 본 연구에서는 이찬주 등(2005)이 제시한 공간평균기법과 이동경로 수정을 통하여 측선별 2차원 유속분포를 측정하여 기 개발된 RAMS(서울대학교, 2007)를 적용하고 이를 검증하기 위한 자료를 확보하고자 하였다.

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Velocity and Discharge Measurement using ADCP (ADCP를 이용한 유속과 유량 측정)

  • Lee, Chan-Joo;Kim, Won;Kim, Chi-Young;Kim, Dong-Gu
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.38 no.10 s.159
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    • pp.811-824
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    • 2005
  • The ADCP is an instrument based on Doppler effect, which measures discharge of a river in a short time while crossing it. In this study we aim to make a comparison of the discharge results from a moving-vessel ADCP with those measured by velocity-area method at the same cross-section, and to investigate the characteristics of velocity and discharge data using ADCP. Bathymetry measured by ADCP almost coincides with that by direct depth measurements. Because velocity data from ADCP are essentially instantaneous, individual velocity profiles obtained by ADCP are rather different from time-averaged velocity profiles. But spatially averaged velocity profiles of the individual ADCP data near the comparable verticals have similar vertical velocity pattern with the time-averaged ones. The average velocity profile from repeatedly crossed data is also similar with the time-averaged one. In case of the velocity distribution, individual and spatially averaged data for the sub-width of mid-section method Have good agreement with those by velocity-area method. Discharge data determined by averaging several ADCP measurement transects have $0.1\%{\~}9.3\%$ of difference with those from velocity-area method, and as the number of measurement increases, the relative difference to the velocity-area method decreases.

Hydraulic Experiment on the Underwater Outflow Structure for Reducing Bubble in the Drain Waterway of Thermal Power Plants (화력발전소 방수로에서의 거품저감을 위한 수중방류구조에 대한 수리모형실험)

  • Oh, Sang-Ho;Oh, Young-Min;Kang, Keum-Seok;Kim, Ji-Young
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.539-543
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    • 2008
  • 이 연구에서는 보령화력발전소 방수로 수중방류구조에 대한 수리모형실험을 수행하여 수중방류구조 내 흐름 양상을 고찰하고, 수평 유공판의 거품저감 효과를 검토하였다. 수중방류구조 내 유속은 설계시 거품의 부상 및 외해 유출 방지를 위해 고려한 목표값 1 m/s 이내에 분포하였다. 또한, 2차 낙하 위치에 수평 유공판을 설치함에 따라 거품 발생량이 크게 감소함을 확인하였다. 그러나, 수평 유공판 설치에 따라서 평균유속은 거의 변화가 없었으며, 다만 외해 조위가 운전정지수위에 해당할 경우에는 수평 유공판 아래에서 연직방향 흐름의 세기가 감소하였다.

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Behavior of Neutrally Buoyant Round Jet in Wave Environment (파랑수역으로 방류되는 비부력 원형 제트의 거동)

  • Ryu, Yong-Uk;Lee, Jong-In;Kim, Young-Taek
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.2120-2124
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    • 2007
  • 본 연구에서는 천해역에서 수평 방향으로 방류되는 비부력 원형 난류제트에 대한 수리모형실험을 수행하여, 파랑이 제트의 확산에 미치는 영향을 검토하였다. 수리모형실험시 대상 파랑은 진폭이 작은 규칙파를 적용하였으며, 난류제트의 순간적인 유속장은 입자화상유속계(particle image velocimetry, PIV)기법을 이용하여 측정하였다. 평균유속장은 PIV기법으로 측정된 순간유속장을 위상평균하여 계산하였으며, 파의 진폭을 변화시키며 실험을 수행하였고, 파의 진폭변화에 따른 제트의 유속분포로부터 제트의 중심선과 제트단면을 추정하였다. 제트의 중심선속도는 파의 진폭이 증가함에 따라 중심선속도의 감소 시점이 빨라졌으며, 제트의 횡단면분포의 고유특성인 자기상사성(self-similarity)이 단계적으로 사라졌다. 제트 중심선의 속도와 제트 유속 단면은 제트의 확산정도를 알 수 있는 중요한 인자로서 파랑 진폭의 크기에 따른 이들 인자의 변화로부터 파랑의 분산이 난류제트의 확산현상에 미치는 영향을 알 수 있었다.

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The Effect of indoor illuminance depends on direction of the side windows lighting (측창채광의 방향에 따른 실내조도의 영향)

  • Cho, Shee-Man;Kim, Won-Joong;Jang, Woo-Jin
    • Proceedings of the Korean Institute of IIIuminating and Electrical Installation Engineers Conference
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    • 2004.05a
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    • pp.253-260
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    • 2004
  • 실내의 조명은 자연채광방식과 인공조명으로 나누어지는데 자연형 채광방식에서도 측창채광과 천창채광, 정 측창채광 그리고 반사 채광방식이 있다. 측창채광은 벽면에 대하여 일반적으로 연직인 창에 의한 채광을 말한다. 측창채광의 방향에 따라 실내조도는 영향을 많이 받는다. 따라서 본 연구는 측창채광의 동서남북의 방향에 따라 봄, 여름, 가을, 겨울의 계절에 따라 아침, 점심, 저녁시간대에 따라 변화되는 실내조도를 알아보았다. 실험방법은, 조명시뮬레이션 프로그램인 Lightscape V3.2를 사용하여 교실공간의 치수와 작업면의 높이를 가로 5.8[m], 세로 10.8[m], 높이 3[m], 작업면의 높이 0.75[m]로 정하였고, 각 시설물의 반사율[p]은 벽 80%, 창문 12%, 출입문 13%, 바닥 20%, 천장 85%로 지정하였으며 창문의 투과율은 88%로 설정하였다. 본 연구에서 측정하고자 하는 변수 값은 계절은 여름을 6월20일, 겨울은 1월20일 기준으로 하고 시간대는 09시, 13시, 18시로 하였으며 창측방위는 동, 서, 남, 북으로 정하였으며 계절과 시간은 가장 차이가 많이 나는 값을 선택하였다. 결론으로 창이 남쪽일 때 평균조도가 9,100[lx]로 가장 높았고, 시간별로는 점심에 19,590[lx]로 조도가 가장 높은 것을 알 수 있었고 조도 균제도는 창이 동쪽일 때 겨울에 가장 높았다. 창이 북쪽일 때는 여름이 겨울보다 평균조도가 약간 높았고, 시간별로는 아침에 조도가 약간 높은 것을 알 수 있었고 전체적으로 북쪽 창에서 실내조도가 현저하게 떨어지는 것을 알 수 있었다. 이와 같은 결과로 측창의 브라인드를 현재 사용하고 있는 수직 브라인드 대신에 수평 브라인드를 사용하여 주광의 범위를 넓게 조절하여 사용하게 하고, 점등제어를 현재 측창면과 수직으로 되어있는 배열을 수평으로 한다면 자연채광의 효과를 배가 할 수 있으리라고 사료된다. 미백 전, 미백후, 재광화 후 미세경도 변화 양상이 미백을 하지 않은 대조군과 차이를 보이지 않았으며 (p > 0.05) 미백 전과 미백 후의 미세경도의 차이 미백후와 재광화 후의 미세경도의 차이도 유의할 만한 차이가 없었다 (p > 0.05). 따라서 시중에 판매되고 있는 whitening strip과 미백 젤은 14일 동안의 통상적인 미백과정 동안 법랑질의 미세경도에 영향을 미치지 않는 것으로 사료된다.able pitch와 helical angle보다는 근본적으로 radial land가 screw-in effect의 예방에 더 큰 역할을 하는 것으로 추정될 수 있다 따라서 NiTi file의 사용 경험이 없는 초심자의 경우 근단부 폭경의 유지능력이 좋은 ProFile$^{(R)}$의 사용이 추천된다.)되었다.였으나 강남콩군 외에는 단백질의 소화 흡수율 및 효율은 크게 향상되지 않아 단백질의 소화 흡수율을 떨어뜨리는 요인에 관한 연구가 집중적 으로 이루어져야 하리라고 생각된다.면 바로 위 지점의 풍속을 측정하였다. 각 Seeding 물질에 대해 팬을 켜지 않았을 때, 즉 바람의 영향이 없을 때 측정한 표면유속을 바람의 세기가 변한 경우의 기준 표면유속으로 이용하였다. 본 연구의 결과 비중이 0.01 내외인 Ecofoam과 white polystyrene에 비해 비중이 0.92인 black polypropylene은 대부분이 물속에 잠겨 있어 흐름과 거의 일치하여 움직임을 알 수 있었다. 또한 흐름의 평균유속이 0.165 m/s의 저유속에서 바람이 tracers에 미치는 영향이 평균유속 0.558m/s인 경우보다 커서, 바람의 세기의 증가에 따라 표면유속 측정값이 급속히 감소되었다. 흐름의 평균유속이 큰 경우에는 바람이 tracer에 마치는 영향이 현격히 줄어듬을 보이고 있다. 결론적으로 유속이 증가함에 따라 바람의 영향은 감소하나, 바

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A Study of stability gaining on tidal gate structure by scouring at soft foundation (연약지반에서 세굴에 의한 배수갑문 안정성 확보를 위한 연구)

  • Choi, Byung-Kyu;Kim, Kyoung-Wook;Jung, Yo-Han
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.832-836
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    • 2009
  • 공유수면을 간척 또는 매립하여 국토를 확장하여 산업화 도시화에 따른 토지수요 용도변경에 대처하여 국가발전의 균형을 유지하는 목적으로 수행하는 간척사업 시설중 중요한 시설인 배수갑문은 외수(해수)의 차단 및 내수배제를 통한 침수피해 경감의 역할을 수행하고 있다. '02년 태풍 "루사" 등 수공구조물의 설계빈도를 초과하는 폭우 발생으로 인한 홍수피해가 발생하고 배수갑문 설계시보다 유입홍수량이 증가하여 홍수시 수위가 계획홍수위 이상으로 형성되는 경우가 많아 이를 해결하기 위하여 배수갑문의 확장사업이 실시되고 있다. 그 첫 번째 사업으로 아산만방조제 배수갑문의 확장을 실시하였다. 아산만방조재 신설 배수갑문의 위치가 연약지반으로 형성되어 있어 신설 배수갑문을 통한 방류시 고속의 수류로 인한 바다측 물받이공 하류부의 세굴이 발생할 가능성이 크며, 이로 인한 배수갑문의 붕괴 우려가 있다. 그러므로 이를 방지하기 위하여 배수갑문 하류에 정수지형 물받이공을 설치하여 고속으로 방류되는 방류수의 유속을 저감시켜 세굴의 발생이 최소화하여 안정성이 확보되도록 하였다. 정수지형 물받이공의 효과 및 안정성을 검증하기 위하여 3차원 수치해석 FLOW-3D모형을 적용하여 수평물받이공과 정수지형 물받이공의 유속차이를 비교분석하였다. 분석한 결과 정수지 말단부에서 정수지 시점부와 비교하여 유속감소는 최대 약 49%, 평균 약 39%의 유속 감세효과를 나타내는 것으로 나타나 정수지형 물받이공을 통한 세굴 감소효과로 아산만방조제 배수갑문의 세굴에 의한 안정성은 확보되는 것으로 나타났다.

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Application of proper orthogonal decomposition on cylinder wake (원기둥 후류에 대한 적합 직교 분해법 적용)

  • Ree, Kwan Ho;Hwang, Jin Hwan
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.256-256
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    • 2022
  • 레이놀즈 분해법은 유속을 비롯한 변수를 평균 성분과 변동 성분으로 분해하는 분석 방법으로, 난류 분석의 기본이 되는 방법이다. 그러나 유체 내에 장애물이 존재할 경우, 흐름에 큰 와류가 존재하여 난류 변동 성분과 구분되는 고유 구조가 형성되는데, 이러한 경우에 레이놀즈 분해법을 적용하면 고유 구조의 변동 성분이 난류로 처리되어 난류 강도가 과다하게 책정될 수 있다는 한계점이 있다. 이에 대한 대안으로 제안된 것이, 변수를 평균 성분, 파동 성분, 변동 성분으로 분해하는 삼중 분해법이다. 삼중 분해법은 흐름 내의 고유 구조를 추출하는 것을 가능하게 하여 다양한 연구에서 사용되어왔다. 삼중 분해법을 구현하기 위해 이용되는 방법론 중 하나로, 공분산 행렬을 이용하여 유속장을 분해하는 방법인 적합 직교 분해법이 많이 사용된다. 본 연구에서는 원기둥 후류에 적합 직교 분해법을 사용하여 삼중 분해법을 시행하고, 후류의 흐름 구조를 분석하는 것을 목표로 하였다. 영상 유속계를 사용하여 실험을 통해 원기둥 후류의 수평 유속장을 측정하였고, 측정 자료에 적합 직교 분해법을 적용한 결과, 첫 두 모드에서 큰 규모의 와류가 파동 형태로 전파되는 것이 관찰되어 고유 구조의 존재를 확인할 수 있었다. 해당 성분을 삼중 분해법의 파동 성분으로 상정하였고, 푸리에 분석을 적용한 결과에서도 원기둥 후류의 고유 진동수가 뚜렷하게 나타나는 것을 확인하였다. 또한, 원기둥 후류의 에너지 전달 구조를 확인하기 위하여 에너지 방정식에 삼중 분해법을 적용하여 식을 유도하고, 실험 자료로부터 각 항을 계산하여 비교해보았다.

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Experimental study of flow separation upstream of the riverine weir (하천 보 전방의 박리 흐름에 대한 실험적 연구)

  • Bang, Joo Young;Seo, Il Won
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2020.06a
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    • pp.49-49
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    • 2020
  • 하천 보 상류영역에서 발생하는 박리 흐름을 분석하기 위해 실험수로에 하천보 모형을 설치하고, 보 주변에서 발생하는 흐름 구조를 입자 영상 유속계(PIV)로 이용하여 정밀하게 측정하였다. 본 연구에 사용된 보는 하천 설계기준을 따른, 전방 수직벽과 하류 경사램프가 있는 유한한 마루 길이 보이다. 실험 조건은 보 상·하류부 수심으로 인한 4가지 흐름(Hydraulic jump, Plunging jet, Surface wave, Surface jet)을 기반으로 설정하여 수리조건에 따른 유속 특성을 규명하였다. 실험에서 측정한 수직-수평방향 평균 유속·유선도를 분석한 결과, 보 전방의 하부에서 재순환 흐름이 관측되었고, 역방향 흐름도 이 지역에서 발견되었다. 유속 편차의 제곱 평균(Root Mean Square) 흐름장에서 보 전방과 재순환 흐름 영역에 불안전한 흐름이 강하게 발견되었다. 역방향 흐름은 박리 흐름에서 발견되는 주요 특성으로, 역방향 흐름의 전체 면적을 매 관측마다 측정하여 이를 분석한 결과, 재순환 흐름의 면적은 오른쪽으로 기울어진 분포를 가지고, 항상 0보다 큰 값을 가지는 것으로 나타났다. 재순환 면적에 따른 흐름 특성은 역방향 흐름 면적에 대한 조건부 평균을 이용하여 파악했는데, 조건부 평균의 구간은 재순환 흐름의 중심에서 지배적인 주기값을 이용했다. 역방향 흐름이 작은 영역에선, 보 상류의 흐름이 재순환 흐름으로 말려들어가는 열린 박리흐름이 나타나며, 역방향 흐름이 큰 경우에는 재순환 영역의 흐름은 보 상류의 흐름과 분리되는 닫힌 박리흐름이 발생하였다. 역방향 흐름이 가장 큰 경우, 보 전방의 박리흐름은 보의 상단을 넘는 것으로 관찰되었다. 이러한 결과를 통해 보 마루에서 발생하는 박리흐름이 보 전방에 박리흐름에 영향을 미치는 것으로 파악되었다. 조건부 평균된 역방향 흐름의 면적과 박리 지점(separation point)의 관계를 분석한 결과, 역방향 흐름의 오른쪽으로 기울어진 분포와 대규모 흐름 방출 현상이 관측되었다. 박리 지점의 위치와 수리 매개변수의 관계를 분석한 결과, 상류의 수심 증가에 따라 증가하는 경향이 나타났다.

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Behavior of Non-buoyant Round Jet under Waves (파랑수역에서 비부력 원형 제트의 거동)

  • Ryu, Yong-Uk;Lee, Jong-In;Kim, Young-Taek
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.19 no.6
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    • pp.596-605
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    • 2007
  • The behavior of a non-buoyant turbulent round jet discharging horizontally was investigated experimentally. The instantaneous velocity field of the jet was obtained using the particle image velocimetry (PIV) method and used to calculate the mean velocity field by phase-averaging. This study tested regular waves with a relatively small wave height for a wavy environmental flow. The centerline and cross-sectional velocity profiles were reported to demonstrate the effect of the waves on the jet diffusion in respect of wave height and wave phase. The wave phase effect was studied for three phases: zero-upcrossing point, zero-downcrossing point, trough. From the results, it is found that the centerline velocity decreases and width of the cross-sectional profile increases as the wave height increases. In addition, the self-similarity of the cross-sectional profile appears to break down although the width of each case along the axial distance does not vary significantly. The phase effect is found to be relatively small compared to the wave height effect.

3D Numerical Study of Horizontal Falling Film Evaporator in Multi Effect Distillation (MED) Plant (MED 담수기내 수평관 강하막식 증발기의 3D 수치해석적 연구)

  • Kim, Soo Jae;Je, Junho;Kim, Moo Hwan
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.37 no.5
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    • pp.513-522
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    • 2013
  • In the present work, a numerical study of a horizontal falling film evaporator in a multi-effect distillation (MED) plant is performed. Tube bundles in the evaporator are described as porous media, and a volume-averaged method is applied. To calculate the fluid flow and phase change in the evaporator due to heat transfer in the system, FLUENT and user-defined functions (UDF) are used. To observe the performance of the evaporator under different operational conditions, tests are conducted for a steam mass flux ranging from 0.5 to 2.5 $kg/m^2s$ in the horizontal tube, for mass fraction of the noncondensable gas in the tube inlet ranging from 0% to 1%, and for film Reynolds numbers ranging from 100 to 1,000 for the falling film. The evaporation rate increases with the steam mass flux and Reynolds number. In contrast, the evaporation rate decreases by 0.87% with a 1% increase in the mass fraction of the noncondensable gas in the tube.