• 대한토목학회논문집
• /
• 제43권5호
• /
• pp.621-630
• /
• 2023

본 연구에서는 원통형 대책구조물의 토석류 에너지 저감효과를 확인하기 위해, 대책구조물이 설치된 실제 규모의 계곡부를 수치적으로 모사한 후에 대책구조물의 배치조건을 변화시켜가면서 토석류 수치해석을 수행하였다. 해석단면은 강원도 진부면 실규모 실험장에서 측량된 지상 LiDAR 데이터를 토대로 계곡부를 모델링하였고, 해석은 ABAQUS (Ver. 2021)의 Smooth Particle Hydrodynamics (SPH) 기법을 이용하여 토석류-구조물의 상호 흐름거동을 모사하였다. 해석결과, 대책구조물이 설치되지 않는 조건에서의 흐름속도는 기존 실규모 토석류 실험결과와 유사한 흐름속도 변화를 보이는 것으로 나타났으며, 원통형 대책구조물을 설치하면 토석류의 속도를 크게 감소시키는 것으로 나타났다. 또한, 대책구조물을 높이면 토석류의 흐름저항이 증가함에 따라 하류부의 에너지 저감효과를 더욱 증가시키는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
• /
• pp.127-127
• /
• 2023

지표수와 하상 경계층에서 발생하는 흐름 교환은 하천, 호소, 연안, 해안 등 자연계에 존재하는 수환경시스템에서 일반적으로 나타나는 수리학적 특성으로서, 흐름 교환이 발생하는 경계층 아래 하상층 영역을 혼합대(hyporheic zone)라 부른다. 수질오염사고 등에 의해 외부의 오염물질이 하천 내 유입될 경우, 혼합대 흐름에 의해 하상층으로 침투되고 지표수 대비 유속이 느린 하상 내 공극 흐름에 의해 거동함에 따라 이들의 하천 내 체류시간이 증가하게 된다. 따라서, 본 연구에서는 지표수와 하상 흐름을 연계한 수치해석 방법을 적용하여 혼합대가 지표수 내 용질 체류시간에 미치는 영향을 분석하였다. 먼저 연직 2차원 Reynolds 평균 Navier-Stokes(RANS) 방정식과 Darcy 방정식을 연계하여 지표수와 하상 내 흐름을 해석하였다. 지표수 영역은 RANS 방정식을 이용하여 모의하였고, 지표수 흐름해석에서 얻어진 하상의 압력장을 경계조건으로 하여 Darcy 방정식과 함께 하상 내 흐름을 모의하였다. 여기서 하상의 형태는 자연계 하천에서 일반적으로 관찰되는 사련하상(Ripple bed)으로 모사하였다. 이후, 지표수-하상 연계모의를 통해 얻어진 흐름 결과를 바탕으로 지표수-하상 경계층에서 용질거동을 모의하였다. 흐름 모의결과를 과거 실험자료와 비교한 결과, 지표수 영역 내연직흐름 분포를 정확하게 재현하였고, 동시에 혼합대 흐름 구조에 큰 영향을 미치는 지표수-하상 경계층 압력 분포 역시 관측값과 유사하게 나타났다. 용질거동 해석을 통해 얻어진 용질의 체류시간을 분석한 결과, 혼합대 흐름이 고려된 경우(투수성 하상)와 고려되지 않은 경우(불투수성 하상)를 비교했을 때 전자에서 체류시간 분포의 감수곡선이 길어지고 첨두농도가 감소하는 것으로 나타났다. 아울러, 지표수 영역의 유입부 경계의 평균 유속이 증가함에 따라 최대 체류시간이 감소하는 것으로 나타났는데, 이는 지표수-하상 경계층에서의 압력 경사가 커져 혼합대 내 유속이 증가함에 기인하는 것으로 분석되었다.

• 세라미스트
• /
• 제7권3호
• /
• pp.34-37
• /
• 2004

최근 미세가공 기술의 발달로 미세계에서의 전달현상에 대한 관심이 증대되고 있다. 미세계에서는 몇 가지 물리적 효과들이 중요하게 된다. 미세 흐름에서는 관성력과 점성력의 비인 Reynolds 수가 아주 작게 되고 계의 길이 차원이 작아짐에 따라 표면력(suface force)의 효과가 중요하게 되면서 보통은 무시되었던 몇몇 효과들이 중요하게 된다. 그 중의 하나가 혼합이다. (중략)

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.133-137
• /
• 2009

Bleed 영역이 있는 흡입구 주위의 초음속 유동에 대한 수치 모사를 수행하였다. 이를 위하여 RANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes) 방정식과 2-방정식 난류 모델 방정식을 기반으로 한 기존의 코드를 축대칭형으로 변환하고 bleed 경계 조건을 적용하였다. 본 논문에서는 개발한 코드를 검증하기 위해 범프(bump)와 경사충격파와 bleed 영역이 있는 평판 주위에서의 흐름에 대해 실험치 및 타 수치 해석 결과와 비교하였다. 개발한 코드를 이용하여 bleed 장치가 장착된 축대칭 초음속 흡입구 주변의 유동에 대한 수치 모사를 수행하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제46권4호
• /
• pp.290-296
• /
• 2018

본 연구에서는 초고속 비행체 고공환경 모사시험 설비의 운용범위를 확인하기 위하여 시험모델의 형상변수에 따라 상온시험 및 수치해석을 수행하였다. 시험 모델의 형상변수로는 폐색율, 각도 및 길이 비를 고려하였다. 폐색율은 경사충격파와 팽창 팬의 영향으로 40% 이상의 영역에서 운용이 제한될 것으로 판단된다. 각도의 변수는 강한 충격파의 영향으로 45도 이하의 크기에서 모델을 선정해야함을 확인하였다. 길이의 변수는 모델직경대비 8배의 길이 변화에도 성능의 차이가 없었다. 최종적으로 원뿔형 시험 모델의 형상 변수에 따른 성능 데이터베이스를 확보하였으며, 준 자유흐름식 고공환경 모사설비의 운용 가능한 범위를 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제21권2호
• /
• pp.85-91
• /
• 2005

본 논문에서는 실내모형실험 및 유한요소 프로그램인 CRISP을 이용하여 사질토 지반에 근입되어있는 선단지지 말뚝의 하중-침하(P-S) 관계를 규명하였다. 선단지지말뚝의 효과를 유한요소 해석에서 모사하기 위하여 몇 가지 형태의 인터페이스 요소들(slip elements)을 말뚝 주변 및 선단에 도입하였다. 비관련 소성흐름 법칙의 정도, 즉 지반강도 정수인 내부마찰각과 팽창각의 차이 정도를 고려한 Mo-Coulomb 지반 모델에 있어서, 인터페이스 요소들이 포함된 선단지지말뚝은 내부마찰각과 팽창각의 차이가 유한요소 해의 수렴에 매우 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다. 한편, 이와는 대조적으로 말뚝 주변에 적용한 인터페이스 요소 대신 Roller로 모사된 선단지지말뚝의 유한요소 해는 비관련 소성흐름 법칙의 정도에 대해서 영향을 받지 않고 수렴되는 것으로 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
• /
• 한국지하수토양환경학회 2005년도 총회 및 춘계학술발표회
• /
• pp.312-315
• /
• 2005

Visual MODFLOW 프로그램 내 MT3D 패키지를 이용하여 다공 추적자 시험 해석 모델을 제시하였으며, 개념모델을 설정하여 추적자 해석 모델 모사 시 입력상수인 수리전도도(K), 비산출률$(S_y)$, 유효공극률$(n_e)$, 종분산지수$({\alpha}_L)$ 및 횡분산지수$({\alpha}_T)$ 등에 따른 민감도를 분석하였다. 또한, 이를 이용하여 부산과 이천지역의 현장 추적자 시험 자료를 해석하였다. 민감도 분석 결과, 유효공극률과 종분산지수의 민감도가 가장 크게 나타났으며, 비산출률의 민감도가 가장 작게 나타났다. 유효공극률은 관측정에서 측정되는 추적자의 최고농도를 결정하는 인자이며, 종분산지수는 추적자 최고농도가 되는 경과시간과 관계가 깊은 것으로 나타났다. 재순환 추적자 시험 해석 모델을 적용한 부산지역의 경우 유효공극률은 0.15, 종분산지수는 5m인 것으로 모사되었으며, 수렴 흐름 추적자 시험 해석 모델을 적용한 이천지역의 경우 유효공극률은 0.01, 종분산지수는 13m로 산정되었다.

• 터널과지하공간
• /
• 제29권4호
• /
• pp.262-279
• /
• 2019

고준위방사성폐기물처분장의 공학적 방벽에서는 다양한 원인으로 인해 기체가 발생한다. 만약 기체 생성 속도가 기체 확산 속도보다 빠를 경우 기체의 압력이 증가하게 되고, 기체 유입 압력(gas entry pressure)을 넘어서게 되면 기체가 급격히 벤토나이트 완충재를 통과하는 기체 이동 현상(gas migration)이 발생하게 되며 이는 사람과 주변 환경을 방사능에 노출시킬 수 있기 때문에, 공학적 방벽의 장기 건전성 확보 측면에서 기체 이동 현상을 명확히 규명하는 것이 매우 중요하다. 특히 벤토나이트 완충재와 같이 점토 물질을 다량 함유한 매질에서만 나타나는 매우 중요한 기체 흐름 현상인 팽창 흐름에 대한 수리-역학적 메커니즘을 규명하고, 기체 이동 현상의 정량적 평가를 위한 새로운 수치 해석 기법 개발 및 검증이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 공학적 방벽에서의 기체 이동 현상을 모사하고자 역학 손상 모델 및 손상도를 고려한 2상 유동 모델을 개발하였으며, 일정 체적 경계 조건 하에서의 1차원 기체 주입 시험 모사를 통해 개발된 모델의 적용성을 검토하였다. 수치 해석 결과 공극 수압 및 응력, 기체 유출량이 팽창 흐름 발생 시 급격히 증가하는 현상을 모사할 수 있었다.

• 터널과지하공간
• /
• 제33권2호
• /
• pp.83-94
• /
• 2023

원통형 시료의 측면에 일정하게 구속압이 적용되는 통상적인 삼축시험 셀과는 달리, GREAT 셀은 독립적으로 제어되는 8쌍의 측면 가압장치들을 이용하여 차등적으로 구속압을 가할 수 있고, 이를 통해 다양한 크기와 방향의 수평 응력장을 생성시킬 수 있다. 본 연구의 선행 논문에서는 다양한 역학적 재하 조건에서 GREAT 셀 시험을 수치해석적으로 모사하고, 원주변형률에 대한 수치해석 및 실험측정 결과를 비교하여 적용된 수치모델의 적정성을 분석하였다. 본 연구에서는 역학적 재하 조건과 유체흐름 조건을 함께 고려하여 균열이 포함된 인공시료에 대한 GREAT 셀 시험을 수치모사하였다. 값이 알려지지 않은 균열면의 역학적 물성을 다양하게 설정하여 시료의 거동(원주변형률)에 대한 수치해석과 실험 결과를 비교하였으며, 균열면의 특정 역학적 조건에서 실험결과와 잘 일치하는 것으로 검토되었다. 추가적으로 유체흐름 조건이 시료의 역학적 거동에 미치는 영향을 분석하였다.

• 멤브레인
• /
• 제13권4호
• /
• pp.257-267
• /
• 2003

반응성 페놀수지 폐액을 처리하기 위해 중공사막 모듈을 이용한 투과증발 막 탈수공정을 연구하였다. 이 공정의 거동을 예측하기 위한 모사모델을 확립하였고 여기에 사용되는 중요 기본 파라메타들을 평판형 막을 사용하여 직접 구하여 사용함으로써 공정모사의 정확성을 얻을 수가 있었다. 이들을 모사치와 중공사 투과증발 막으로 부터 직접 측정한 각 투과특성들을 비교한 결과 서로 잘 일치함을 보여 본 모사모델의 타당성을 입증하였다. 사용된 중공사막은 중공사 안쪽에 활성층이 도포되어 있으며 공급액은 중공사 내부로 공급하였다. 공급액의 막내에서의 흐름속도에 따라 온도분포가 결정되며 이에 따라 막 투과특성이 달라짐을 모사결과로부터 얻을 수가 있었다. 공급액 온도증가는 막을 통한 탈수 투과 속도를 증가시킬 뿐 아니라 반응속도 증가로 인하여 물 생성속도도 증가시킴으로써 공급액 저장조 내의 수분 함량은 이들 상반된 공정들에 의해 결정이 됨을 보였다. 투과압력이 공급액 증기압보다 훨씬 작은 범위에서 증가할 경우 투과추진력인 공급액과 투과부의 투과물 활성도비 감소가 크지 않아 투과특성을 약간 저하시킨다. 그러나 투과압력이 공급액의 증기압에 접근할 경우 활성도비 감소가 현저하게 일어나 투과특성저하가 급격히 일어난다.