• 제목/요약/키워드: 횡방향 이동

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사행수로에서 2차류 거동에 대한 수치해석 (Numerical Analysis of Flow Characteristics of Secondary Currents in Curved Channels)

  • 서일원;신재현;김태원
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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    • pp.558-558
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    • 2012
  • 다수의 자연 하천은 유사 이동과 하안의 침식으로 인하여 사행 하천이 발생한다. 사행 하천에서의 이차류는 원심력, 편수위로 발생하는 중력에 의한 압력차, 그리고 난류로 인하여 발생하는 응력으로 인하여 형성되며 나선형 구조 형태로 표면 유속은 외부로 향하고 하천 바닥의 유속은 안으로 향하게 된다. 이러한 2차류의 형성은 주 흐름의 특성을 변형시킨다. 자연하천에서 2차류는 주 흐름의 15-25%의 크기를 가지고 있으나, 하상의 변화, 유사의 이동 등과 연관되므로 2차류의 영향을 정확히 해석하는 것은 수리학적으로 매우 중요하다. 본 연구에서는 사행수로에서 발생하는 2차류 거동을 수치모의를 통하여 수행하였다. 우선 2차류의 분석을 위하여 실험을 통한 결과물을 비교하였다. 자연 하천의 특성을 반영할 수 있도록 서일원(2006)이 수행한 S-자 형태의 실험 수로의 실험 결과를 분석하였다. 수치 모의를 위하여 3차원 전산유체역학 프로그램을 사용하여 사행수로의 2차원 유속 구조를 모의할 수 있도록 하였다. FLOW-3D 프로그램을 이용하여 실험 결과와 모의 결과를 비교할 수 있도록 하였으며 비교 후 보정을 실시하였다. 모의는 주로 LES (Large Eddy Simulation) 모형을 통해 이루어졌으며, 이를 통하여 실험에서 획득한 결과와 비슷한 유속구조 분포를 확인할 수 있었다. 보정 및 검증 후 수치 모의를 통한 유속 데이터를 이용하여 민감도 분석을 실행하였다. 이후로는 수로의 만곡부, 조도, 수심 등 인공수로의 조건을 변경하여 수치 모의를 수행하였다. 보정된 결과를 이용하여 추가적인 모의를 통한 유속 분포 구조의 비교가 이루어졌다. 이를 통하여 각 조건이 이차류의 크기에 미치는 영향을 확인할 수 있었으며, 모의를 통한 유속분포 결과는 대체적으로 실험을 통한 이차류의 연직분포 구조와 일치하였다.

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연속 쇄파선 끝단 지속시간에 따른 이안류 발달 수리실험 연구 (Laboratory experiment of evolution of rip current according to the duration of successive ends of breaking wave crests)

  • 최준우
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제54권1호
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    • pp.39-48
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    • 2021
  • 연속된 쇄파 파봉선 끝단사이로 발달하는 이안류를 수리실험을 통해 재현하고 입사파 지속시간의 변화에 따른 이안류 발달 특성을 정사보정 영상을 통해 관찰하였다. 서로 다른 두 협각의 파랑 중첩에 의해 생성되는 벌집구조 파를 재현하는 대신에 조파장치를 횡방향 두 그룹으로 나누어 역 위상으로 구동시켜 규칙파를 조파하므로 유사 벌집구조 파형을 생성하여 실험을 수행하였다. 수리 실험에서 재현된 이안류의 생성과 발달 과정을 관찰하기 위해 정사보정 영상기반 입자 추적 기법을 사용하였으며, 이를 통해 이동거리와 속도를 관측하였다. 연속된 쇄파선 끝단이 해안으로 입사하여 이안류가 생성되지만, 이안류가 생성된 후 파랑이 더 이상 입사되지 않아도 상당시간 동안 이안류가 발달하여 입자들이 외해로 이동하는 것을 확인하였다.

응력수준에 따른 암석의 손상기준 결정에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Determination of Damage Thresholds in Rock at Different Stress Levels)

  • 장수호;이정인
    • 화약ㆍ발파
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    • 제23권4호
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    • pp.31-44
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    • 2005
  • 높은 현지응력 조건하에서는 굴착 후에 응력 재분배와 응력 교란에 의해 발생하는 터널 주변의 손상영역을 평가할 필요가 있다. 따라서 암석의 변형 및 파괴 특성을 규명하는 것이 중요하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 미소균열들의 전파와 결합에 의해 형성되는 암석의 파괴 및 손상 메커니즘을 점이동 회귀분석 기법과 단축압축시험 동안 측정된 미소파괴음으로부터 조사하고자 하였다. 특히 암석의 손상기준들을 보다 체계적으로 결정하기 위한 수정 방법을 새롭게 제안하였고 성공적으로 적용하였다. 실험결과, 황등화강암과 여산대리석 모두에서 균열개시응력과 균열손상응력은 단축압축강도의 각각 $33{\~}36\%$$84{\~}89\%$ 수준인 것으로 나타났다. 하지만 여산대리석에서 정규화한 균열닫힘응력 수준은 황등화강암과 비교할 때 더욱 크게 나타났다. 또한 황등화강암에서 발생한 축방향 변형은 탄성변형 단계와 초기 미소균열 발생 과정에서 크게 발생하였다. 하지만 여산대리석에서 발생한 축방향 변형은 초기 균열들의 닫힘과 불안정한 균열전파에 의해 주로 발생하였다. 반면 단축압축조건하에서 암석의 횡방향 변형은 거의 대부분 균열손상응력 수준 이후에 발생하는 불안정한 균열전파로 인해 발생하는 것으로 나타났다.

축산농가를 위한 대규모 목초지 방제용 고속 팬의 실험을 통한 색소 분포에 따른 분석 (Pigment Distribution Analysis of High Speed Fan for Dusting Large Pasture at Livestock Farms)

  • 김창수;민병로;서광욱;이대원
    • 한국축산시설환경학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.99-106
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    • 2009
  • 방제기 분야에서 전통과 기술력이 인정받고 있는 일본 마루야마사에서 개발한 원거리 고속팬과 비교실험을 하였다. 비교 실험 결과 일본 마루야마사에서 개발한 원거리 팬은 120m 살포를 한 반면 자체 개발한 원거리 방제기 고속팬은 160m 까지 살포가 가능하였다. 지금까지 원거리 방제기는 일본에서 개발된 제품을 수입하여 국내에 보급하였으나 앞으로는 성능, 가격 및 A/S 측면에서 유리한 국산 원거리 방제기가 시장을 점유할 것으로 판단된다. 주요 연구 결과를 살펴보면 다음과 같다. 실험은 시중에서 판매되고 있는 플라스틱컵을 사용하였다. 컵의 배치는 10m 간격으로 종방향 5개, 횡방향 18개 총 90개를 설치한 후 원거리 고속 방제기가 이동하면서 분사한 양을 보고 분포도를 작성하였다. 분무지점에서 분무방향과 수직을 이루는 거리를 5m 간격으로 고정하고, 분무량과 수평을 이루는 지점에 따른 분무량 및 관찰자 4명의 데이터를 이용하여 평균을 구했다. 방제기가 출발하면서 살포한 경우 0m의 경우와 방제기가 정지하면서 살포를 중지한 20m의 경우 살포가 잘 되지 않은 것으로 나타났다. 방제기가 출발하면서 살포한 경우 10m에서 높은 살포량을 나타냈다. 방제기가 15m 이동했을 때 20m 구간에서 가장 높은 살포를 보였다. 실험결과 방제기가 출발하면서 방제한 경우와 방제기가 포착하면서 방제를 정지한 경우를 제외하고 전 구간에서 일본 마루야마사의 방제기 보다 높은 살포량을 보였다.

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수제 입사각에 따른 개수로 만곡부의 편수위와 하상변동 (Superelevation and Bed Variation Due to Attack Angle of Submerged Vanes in Curved Channel)

  • 박상덕;백중철;전우성;이현재
    • 대한토목학회논문집
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    • 제39권2호
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    • pp.297-306
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    • 2019
  • 개수로 만곡부에서 흐름은 원심력이 작용하기 때문에 횡방향 수면경사가 나타나고 유심선은 만곡 외측으로 치우친다. 수중 수제는 만곡부의 다양한 공학적인 문제를 해결하는 데 사용될 수 있다. 수중 수제가 흐름방향과 이루는 입사각과 수제 열 간격이 만곡부의 하상변동과 편수위에 미치는 영향을 파악하기 위해서 $90^{\circ}$만곡 직사각형 단면 수로에 잔자갈을 깔고 이동상 수리실험을 하였다. 만곡부에 수중 수제를 설치하면 최대 세굴심은 증가하나 균일한 둔각으로 수제를 설치하면 세굴을 줄일 수 있다. 수제를 설치한 만곡부에 수제설치 기준하상의 형성유량과 같은 유량이 흐를 경우 최대 세굴이 발생하는 위치가 하류로 이동하고 편수위는 증가한다. 그 유량보다 작으면 최대 세굴심의 위치가 상류로 이동하며 편수위는 감소한다. 만곡부에서 수중 수제는 입사각, 유량, 수제 열 간격의 상호작용에 따라 하상변동과 편수위에 대한 영향이 다르다.

시사특집 - 그린 카 시대에 대비한 타이어업체의 대응 전략

  • 이항구
    • 타이어
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    • 통권243호
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    • pp.10-21
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    • 2010
  • 세계경제 불황 이후 자동차산업의 뉴 노멀(New Normal)은 산업 중심지의 동북아 이동 그린 카 소형차 저가차 개발의 가속화 완성차업체간 제휴 확산과 자동차의 공동사용(Car Sharing) 모색 등을 들 수 있다. 이중 주목할 부문은 그린 카 개발과 상용화의 가속화다. 각국 정부가 환경, 연비, 안전 규제를 강화하고 있고 자동차산업의 성장 기반 강화를 위해서 산관 공동으로 그린 카 개발과 상용화에 막대한 재원을 투입하고 있기 때문이다. 주요 완성차업체들은 21세기 세계 자동차산업을 주도할 그린 카 기술과 시장을 선점하기 위해 철저한 기술보호와 함께 합종연횡을 확대하고 있다. 각국 정부도 시범 도시와 구역을 지정해 그린 카 운행을 지원하면서 보급 확산에 적극 나서고 있다. 이하에서는 불황 이후의 지동차산업 환경변화 각국의 그린 카 지원 정책, 자동차업계의 개발 및 상용화 전략, 그린 카에 대한 소비자 인식과 향후 수요 전망 및 우리 정부와 지동차업계의 그린 카 전략 추진 방향에 대해 살펴 본 후 타이어업계의 대응 전략을 제시해 보기로 한다.

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보의 편심효과를 고려한 건축구조물의 효율적인 지진해석 (Efficient Seismic Analysis of Building Structures with Eccentric Beams)

  • 안상경;이동근
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제14권2호
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    • pp.203-211
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    • 2001
  • 고층구조물의 해석에 사용되는 ETABS와 같은 상용프로그램은 해석의 단순화를 위하여 강막가정을 사용하게 된다. 이와 같은 강막가정은 일반적으로 바닥판의 휨 강성과 보의 편심효과를 무시하게 된다. 이러한 가정은 골조구조물의 정적해석에 대해서는 정당한 결과를 얻을 수 있으나 동적해석의 경우에는 바닥판의 휨 강성과 보의 편심효과가 구조물의 횡 방향 거동에 주요한 영향을 미치게 된다. 그러나 바닥판의 영향과 보의 편심효과를 고려하기 위해서는 유한요소의 특성상 바닥판과 보를 여러 개의 요소로 나누어야 하며, 이로 인하여 해석과 구조물의 모형화에 많은 시간이 소요되는 단점이 발생하게 된다. 본 논문에서는 이러한 단점을 보완하기 위하여 부분구조기법과 대형요소를 사용한 효율적인 모형화 방법에 대하여 연구하였다. 또한 최종적으로 각 층에 대하여 강막가정을 적용하여 층 당 3개의 자유도만을 고려하는 막대모델을 제안하였다. 본 논문에서는 제안한 모형화기법의 정당성을 검토하기 위하여 구조물의 응답을 비교하였다.

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유조선 우이산호 사고를 통한 선속제어와 예선 활용 방안

  • 정창현;김득봉;박영수
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2022년도 추계학술대회
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    • pp.155-155
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    • 2022
  • 유조선 우이산호 부두시설 접촉사고는 광양항 원유 2부두에 접근 중 과도한 속력 등 도선사의 부적절한 도선으로 좌회두를 적절하게 통제하지 못해 발생한 사고이다. 광양항 원유 2부두에 접안하고자 하는 VLCC는 부두 법선을 감안하여 약 10도 이내의 경사각으로 서서히 속력을 감속하면서 부두 전면 해상으로 접근하여 부두로부터 선폭의 약 2~3배 거리에 정선시킨 다음 예선의 도움을 받아 접안 예정 선박을 횡방향으로 5~10 cm/s 속도로 평행 이동시켜 부두에 계류시키는 것이 통상적인 접안 방법이다. 하지만, 우이산호의 부두 접근 시 속력을 살펴보면, 부두 1마일 전에서 8.4노트, 부두 0.5마일 전에서 7.1노트, 그리고 부두 0.2마일 전에서 5.2노트로 정상적인 타 선박의 속력보다 2~3배 빠른 속력으로 부두에 접근하면서 예선을 사용하였음에도 속력제어에 실패하여 부두와 접촉한 사고이다.

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MATLAB 기반의 프로그램 BasinVis 2.0을 이용한 분지 모델링: 오스트리아 비엔나 분지의 남부 지역에 대한 사례 연구 (Basin modelling with a MATLAB-based program, BasinVis 2.0: A case study on the southern Vienna Basin, Austria)

  • 이은영
    • 지질학회지
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    • 제54권6호
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    • pp.615-630
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    • 2018
  • 분지 해석은 퇴적분지의 형성과 진화를 이해하기 위한 연구 분야로서 여러 종류의 지구과학 자료들을 종합적으로 분석해야 하며, 분지의 시공간적 발달을 입체적으로 구현하기 위해서는 모델링 기술이 적용된다. 분지해석과 모델링 연구를 위해 2016년 MATLAB 기반의 프로그램 BasinVis 1.0이 공개되었으며 최근에는 새로운 기능과 수정된 사용자 인터페이스를 포함한 BasinVis 2.0이 개발되었다. 이 연구에서는 BasinVis 2.0을 이용한 분지 모델링을 소개하기 위해 비엔나 분지의 남부에서 사례 연구를 수행하였다. 이 연구는 BasinVis 1.0을 이용한 비엔나 분지 중북부의 모델링 연구와 함께 앞으로 수행될 비엔나 분지 전지역의 모델링을 위한 예비 연구로서, 연구 지역의 마이오세 퇴적층과 침강 발달을 시공간적으로 구현하였다. 마이오세 초기의 후반 동안 퇴적과 침강은 북동-남서 방향의 주향이동 단층과 안행성 점완 정단층들을 따라 빠르게 나타난다. 하지만 마이오세 중기부터 후기까지 침강은 급격히 감소한다. 이는 인리형 시스템의 발달에 연관하며, 주향이동 분지의 단기간의 빠른 지구조 침강 패턴과 일치한다. 마이오세 중기의 침강은 주로 주향이동 단층을 따라서 나타나는 반면, 마이오세 중기 후반부터는 북-남 방향의 점완 정단층을 따라 저지대로 퇴적 중심지가 이동되었다. 이는 광역적 고응력장이 북동-남서 방향의 횡인장에서 동-서 방향의 인장으로 변화하는 것과 일치한다. 이 연구에서는 다양한 기능과 기법들이 사례 연구에 적용되었으며, 모델링 결과는 BasinVis 2.0이 분지 모델링 연구에 효과적으로 적용 가능함을 보여준다.

시가지 형상에 따른 흐름 변화 기초 연구 (Basic study on the change in the flow patterns by considering shapes of city districts)

  • 이동섭;성호제
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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    • pp.222-222
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    • 2020
  • 급격한 기후변화와 도시화, 산업화로 인해 도시지역의 홍수피해가 증가하고 있다. 기후변화로 인한 재해 중 45%가 극한 강우 또는 홍수로 인한 재해로 확인되었으며, 급속도로 확장되고 있는 도시화 추세로 인해 도시지역의 홍수피해가 더욱 심화되고 있다(UNISDR, 2016). 기후변화 및 도시화로 인한 도시지역의 홍수피해가 증가하면서 시가지 건물 배치 및 도로망과 같은 복잡한 지역특성이 침수에 주는 영향을 분석할 필요성이 점차 증가하고 있다. 도시지역에서 홍수가 발생할 경우 복잡한 도로망은 배수로 역할을 하며 건물의 밀집도와 배치는 골목길 등에서 침수심을 증가시켜 안전한 구역이 좁아지는 효과를 발생시키고 있다. 본 연구에서는 우선 복잡한 시가지를 특성화하여 분석 할 수 있도록 이상화된 시가지 모형을 설계하고 제작한 후 유량에 따른 흐름 특성 변화를 분석하였으며, 기초 실험 결과를 바탕으로 강우강도에 따른 유황 변화와 연계할 예정이다. 기초 실험 수행을 위하여 먼저 건물 배치 밀집도를 고려하여 주거구역을 불록화하여 직선형의 이상적인 도시지역의 시가지 모형을 설계한 후 실험 모형을 제작하였다. 하천 범람으로 인한 침수발생을 재현하기 위해 상류 도로망에서 유량이 유입되도록 제작하였으며, 유입조건에 따라 변화하는 시가지 내부 침수 흐름은 LSPIV 기법을 이용하여 분석하였다. 유입조건에 따른 시가지 내 침수 특성을 분석한 결과 지형적 경사 특성에 의해 시가지 내부에서 흐름이 가속되며, 모형의 사거리 구간에서는 흐름 유입 방향에 대해 횡방향으로 흐름이 합류하는 경우에는 합류 흐름이 유속이 더 높은 것으로 분석되었다. 따라서 합류 이후 유속이 증가하면서 피해 발생 가능성이 높은 것으로 나타났다.

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