• Title/Summary/Keyword: 혼합거동

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Experimental Study of Flow and Pollutant Dispersion in Meandering Channel (사행수로에서의 흐름 및 오염물질 혼합에 관한 실험적 연구)

  • Park, Sung-Won;Seo, Il-Won;Lee, Kyu-Hwan
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.883-888
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    • 2007
  • 일반적인 하천의 흐름방향으로 발생하는 주흐름(primary flow)에 중첩하여 주흐름 방향의 수직단면에 이차류(secondary flow)가 발생하게 되며 이러한 이차류의 발달은 투입된 오염물질의 횡혼합을 증대시킨다. 오염물질의 혼합은 이송(advection)과 확산(diffusion) 또는 분산(dispersion)의 과정으로 설명되며 본 연구에서는 수로전체의 혼합과정을 설명하기 위해서 이송 확산 방정식을 적용하였다. 본 연구에서는 실험수조를 $150^{\circ}$의 중심각을 갖는 S자 형태의 만곡수로를 제작하여 유량조건은 15, 30, $60\;{\ell}l/sec$의 세 가지 경우로, 수심은 15, 20, 30, 40 cm의 경우로 총 12 케이스의 실험을 수행하였다. 유속장의 측정은 Sontek사의 3차원 micro-ADV(Acoustic Doppler Velocimeter)를 이용하였다. 오염물질 확산실험은 소금물 용액에 주변수와의 밀도차를 없애기 위해서 메탄올 용액을 첨가하여 추적자로 이용하여 농도장의 분석을 일본 KENEK사의 전기전도도계(conductivity meter)와 Gartner사의 DAS(data acquisition system)를 이용하여 횡방향 유속장의 분포와 오염운의 거동을 비교하여 다음과 같은 결론을 얻게 되었다. 주 흐름은 직선구간에서는 중앙에서 최대 유속을 나타내며, 좌우대칭적인 유속분포의 모습을 보이고, 만곡부에서는 수로안쪽을 따라 최대유속이 발생하였다. 수로의 직선구간에서는 최대유속이 발생하는 즉, 중앙에서의 오염물질의 분산이 가장 활발하게 이뤄졌으며 농도의 퍼짐형상인 오염운 역시 만곡부에서는 수로만곡부의 안쪽을 따라 확산 이동함을 알 수 있었다. 만곡부 외측에서는 오염물질의 정체현상이 일시적으로 발생하며, 유속구조의 횡방향 비대칭구조로 인한 종 횡방향의 분리현상이 발생하고, 오염운의 중첩현상이 종방향으로 연속되게 나타난다. 향후 수심방향 거동을 포함한 3차원적 분석이 요구되며 이 연구결과는 2차원적 수치해석의 적용 및 분석 자료로써 이용이 가능하다.

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A Study on the Flame Behavior of Substitute Fuel of Gasoline Engine (가솔린엔진용 대체연료의 화염거동에 관한 연구)

  • Yang, Jeong-Gyu;Ryu, Jeong-In
    • Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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    • v.21 no.2
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    • pp.157-166
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    • 1985
  • The Purpose of this study are to investigate the characteristics of the flame behavior of gasoline-methanol blended fuels in spark ignition engine. Ionization probe were installed at the cylinder head and piston in order to measure flame speed. Other parameter such as engine performance, fuel consumption rate and exhaust gas were measured. The results were as follows. 1. In the case of increase methanol contents in blend fuel, flame propagation speed were increased, and thermal efficiency of the engine were increased due to decrease of energy consumption rate. 2. In the case of fixed equivalance ratio, NO sub(X) in exhaust gas were increased in accordance with increase of spark advance, and mean effective pressure were decreased in accordance with increase of methanol contents. 3. CO and HC concentration were decreased in accordance with increase of methanol contents.

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Predicting Longitudinal Dispersion Coefficient of Two-dimensional Model for Analysis of Mixing in Natural Streams (하천 혼합 해석을 위한 2차원 이송-분산 모형의 종분산계수 예측)

  • Seo, Il Won;Choi, Hwang Jeong
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.75-75
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    • 2015
  • 오염원과 취수장이 동일 구간 내에 공존하는 국내하천의 특성상, 하천 평면 내에서 오염물의 거동 및 혼합 특성을 보다 정확하게 해석하기 위해서는 2차원 이송-분산 모형의 적용이 필요하다. 이를 위해서는 2차원 모형의 주요 매개변수인 종분산계수와 횡분산계수의 적절한 입력이 매우 중요하다. 하지만 국내외적으로 횡분산계수에 대한 연구는 많이 진행된 반면, 현재까지 종분산계수에 대한 연구는 충분히 이루어지지 않은 실정이다. 분산계수를 결정하는 방법에는 실측된 농도 자료의 유무에 따라 크게 두 가지로 분류된다. 실측된 농도 자료가 없는 경우, 이론식이나 경험식을 이용하는 방법이 있다. 반면에 추적자 실험 등을 수행하여 실측된 농도 자료가 있는 경우, 모멘트법 또는 추적법을 적용하여 농도-시간 분포 곡선으로부터 분산계수를 계산하는 것이다. 모멘트법은 임의 지점에서 농도의 횡분포를 통해 얻을 수 있는 2차 모멘트의 종방향 변화율이 횡분산계수와 비례한다는 원리를 이용한 것이며, 추적법은 상류부의 관측된 농도를 입력자료로 하여 하류부의 농도를 계산한 후 계산된 농도와 실측된 하류부 농도의 비교를 통해 분산계수를 산정하는 방법이다. 본 연구에서는 불규칙한 단면 형상을 가지는 자연하천에서의 2차원 종 횡분산계수를 산정하기 위해서 Baek & Seo(2010)가 제안한 2차원 유관추적법(2D Stream-tube Routing Procedure)을 적용하였다. 본 연구에서는 국내 자연하천 중 다양한 사행형태를 갖으며 수질오염 사고의 위험이 높은 구간을 선정하고, 추적자로서 Rhodamine WT를 이용하여 현장실험을 수행하였다. 실험에서 수집된 수리량 및 농도자료로부터 추적자의 2차원적 거동을 분석하였으며, 2차원 유관추적법을 적용하여 종분산계수를 산정하였다. 그 결과 하폭 대 수심비(W/H)와 마찰손실관련 무차원변수(U/U*)의 증가에 따라 종분산계수가 증가됨을 확인 할 수 있었다. 본 연구에서 산출된 종분산계수와 선행 연구에서 수집된 자료를 이용하여 추정식을 개발하였다. 차원해석을 통해 무차원 종분산계수에 영향을 미치는 무차원 인자를 선별하고 회귀분석을 이용하여 종분산계수 추정식을 유도하였다. 추정식을 이용하여 산정한 종분산계수의 범위는 Elder (1959)가 제안한 이론값보다 약 10배 정도로 크게 나타났다. 혼합 특성이 밝혀지지 않은 자연하천에 2차원 확산모형을 적용하고자 할 때 본 연구에서 개발된 추정식으로부터 계산된 종분산계수를 사용할 수 있을 것이다.

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Mechanical Properties of Waste Tire Powder - Added Lightweight Soil (폐타이어 분말을 이용한 혼합경량토의 역학적 특성 연구)

  • Kim, Yun Tae;Kang, Hyo Sub
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.28 no.4C
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    • pp.247-253
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    • 2008
  • This paper investigates the mechanical characteristics of waste tire powder-added lightweight soil in which dredged soils, waste tire powder and bottom ash were reused. In this study, 5 groups of soil samples were prepared with varing contents of waste tire powder ranged from 0% to 100% at 25% intervals by the dredged soil weight. The mixed soil samples were subjected to unconfined compression and elastic wave tests to investigate their unconfined compressive strengths and dynamic properties. Test results showed that the unconfined compressive strength and unit weight decreased as the waste tire powder contents increased, but axial strain at failure increased. Also stress-strain relationship of waste tire powder-added lightweight soil showed a ductile behavior rather than a brittle behavior. The result of elastic wave tests indicated that the higher waste tire powder content, the lower elastic wave velocity and the lower shear modulus (G).

Behaviour of Embankment using Bottom Ash-Tire Shred Mixture (저회(Bottom Ash)와 폐타이어를 활용한 성토구조물 거동에 관한 연구)

  • Lee, Sung Jin;Shin, Min ho;Koh, Tae hoon;Hwang, Seon Keun
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.29 no.1C
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    • pp.21-31
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    • 2009
  • Based on the proven feasibility of bottom ash and tire shred-soil mixtures as lightweight fill materials, tire shred-bottom ash mixtures were suggested as a new lightweight fill material to replace the conventional construction material (soil) with bottom ash. Therefore, we carried out the field compaction test and performance test of large scale embankment in order to evaluate their suitability for the use of lightweight fill materials. In these tests, we could assess the settlement, earth pressure, stress-strain relation, vibration of large scale embankment which were made with tire shred-bottom ash mixture and the conventional fill material(weathered soil) respectively. The earthpressure and vibration transmission was decreased and the settlement behaviour of the 2 materials (tire shred mixture and weathered soil) was measured similarly under static/cyclic loading condition.

Study on Laminar Mixed Convection of Developing Flow in Vertical Pipe (수직관내 발달 유동의 층류혼합대류 연구)

  • Ko, Bong-Jin;Chung, Bum-Jin
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.34 no.5
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    • pp.481-489
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    • 2010
  • Experiments on laminar mixed convection in a vertical pipe were performed for the Re range 1,000-3,000, the $Gr_H$ range $10^5-10^8$, the Pr range 2,000-7,000, and aspect ratio range 1-7. Using the analogy concept, heat transfer systems were simulated by mass transfer systems. A cupric acid.copper sulfate electroplating system was adopted as the mass transfer system, and the mass transfer rates were measured. The measured Nu values were far greater than those previously reported because of the large value of pr in this experiment. As the aspect ratio in this study was not sufficiently large for the flow to be fully developed, the test results were similar to those for mixed convection on a vertical plate rather than that inside a long vertical pipe. It was concluded that the behavior of laminar mixed convection of a developing flow in a vertical pipe at a low aspect ratio and low $Gr_H$ is similar to that of laminar mixed convection in the vertical plate. As the aspect ratio and $Gr_H$ increase, the laminar mixed convection phenomena becomes similar to that observed in a fully developed flow in the vertical pipe.

Comparing Microscale Behaviors of Block Copolymer with Polymer Blend Thin Films under Electric Fields (전기장 하에서의 블록 공중합체와 고분자 블렌드의 미세 구조 변화 거동 비교)

  • Bae, Joonwon
    • Applied Chemistry for Engineering
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    • v.29 no.4
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    • pp.395-398
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    • 2018
  • In this work, profound microscale behaviors of block copolymer and polymer blend under electric field were investigated using microscopic methods and compared systematically. To this end, both the block copolymer and blend containing polyacrylonitrile (PAN) and poly(methyl methacrylate) (PMMA) were introduced. The two polymers have a similar dielectric constant. Under an identical experimental condition such as temperature, film thickness, field intensity, and exposure time, the polymer blend responded more sensitively than the block copolymer. The presence of covalent bond suppressed the mobility of constituents in block copolymer. This study will be essential for future research activities regarding behaviors of polymeric materials under external fields.

Unconfined Compressive Stress-Strain Behavior of Cemented Granular Geomaterials (강화된 입상지반재료의 일축압축 응력-변형거동)

  • Park, Seong-Wan;Cho, Chung Yeon
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.29 no.5C
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    • pp.183-190
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    • 2009
  • It is necessary to predict the deformation and stresses on soils to establish the nonlinear stress-strain relationship of geomaterials at various strain levels. Especially, a need exists to establish the pre-failure nonlinear characteristic of cemented granular geomaterials used in road constructions. In this paper, therefore, conventional granular soils were mixed with various cementing materials, such as cement and fly ash from coal combustion by-products. Then, the normalized nonlinear behavior of cemented geomaterials was assessed using unconfined compression test. In addition, various constitutive models of soils were evaluated for estimating pre-failure non-linear behavior of cemented geomaterials from the test results.

Mixed distributions and Laten Process over Nonstationary Rainfall/Flood Frequency Estimates over South Korea: The Role of Large Scale Climate Pattern (혼합 분포와 은닉 과정 모의를 통한 비정상성 강우/빈도 빈도해석: 전지구 기상학적 변동성의 역할)

  • Kwon, Hyun-Han
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2018.05a
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    • pp.8-8
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    • 2018
  • 전통적인 빈도해석은 정상성 가정을 기초로 단일 확률분포를 강우 및 홍수량 자료에 적용하는 과정을 통해 확률수문량을 추정하는 것을 목적으로 하고 있다. 그러나 전지구적인 기상학적 변동성 및 기후변화로 기인하는 극치수문량의 발생 빈도 및 양적 크기의 변화는 확률통계학적 관점에서 서로 다른 분포특성을 가지게 된다. 대표적인 기상변동성인 엘니뇨가 발생하는 경우 지역에 따라 홍수 및 가뭄이 발생 발생하게 되며, 이러한 극치수문량은 일반적으로 나타나는 홍수 및 가뭄의 분포특성과는 상이한 경우가 많다. 즉, 2개 이상의 확률분포 특성이 혼재된 혼합분포의 특성을 가지는 경우가 나타내게 되며 이를 고려한 빈도해석 기법의 개발 및 적용이 필요하다. 혼합분포를 활용한 빈도해석에서 가장 중요한 사항 중에 하나는 개별 분포에 적용되는 가중치를 추정하는 것으로서 통계학적 관점에서 자료의 특성에 근거하여 내재되어 있는 은닉상태(latent process)를 추정하는 과정과 유사하다. 이와 더불어 앞서 언급된 기상학적 변동성을 빈도해석에 반영하기 위한 비정상성 해석기법의 개발 및 적용도 필요하다. 본 연구에서는 혼합분포를 활용한 비정상성빈도해석모형을 개발하는데 목적이 있으며 개별매개변수의 동적거동 뿐만 아니라 가중치에 대한 시간적인 종속성도 고려할 수 있는 모형으로 동적모형으로 다양한 실험적 해석이 가능하다. 본 연구에서는 개발된 모형을 기반으로 엘니뇨와 같은 기상변동성에 따른 강우 및 홍수빈도해석 측면에서 은닉상태에 변화, 이로 인한 확률분포의 특성 및 설계수문량의 동적변동성을 평가하고자 한다.

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A Study on Co-carbonization Behavior of CoaI Tar and Petroleum Pitch (석유핏치와 석탄타르핏치의 공탄화 거동에 관한 연구)

  • Sim, Hwan-Bo;Lee, Baek-Hyeon;Hong, Seong-Wan;Lee, Bo-Seong
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.6 no.2
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    • pp.138-144
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    • 1996
  • 탄소재료 결합모재의 전구체로 핏치류가 많이 이용된다. 본 연구에서는 탄화거동에서 차이를 보이고 있은 석유계와 석탄계 핏치의 첨가량을 10-70wt%까지 배합하여 400-50$0^{\circ}C$ 온도범위에서 열처리하는 동안에 나타나는 흐름거동, 용해도 정도 등을 관찰함으로서 모재로서의 가능성을 평가하였다. 질소분위기에서 열처리속도 2.5$^{\circ}C$/min로 43$0^{\circ}C$까지 승온하여 30분 동안 처리한 결과 석유계 핏치의 첨가량이 50%가 될 때 까지는 핏치의 유동성과 점결력을 좌우하는 것으로 알려질 $\beta$-resin의 양이 45wt%이상으로 나타났으며, 이렇게 혼합된 핏치는 탄화수율도 같은 조건으로 처리된 원료 핏치에 비해 73-100%까지 높은 값을 보임으로서 모재로서의 가능성이 있음을 보였다.

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