• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.53 no.8
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• pp.617-626
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• 2020

This study investigates changes of bifurcation discharge ratio, flow velocity distributions and characteristics of separation zone due to variation of bifurcation angle by using TELEMAC-2D model. When the bifurcation angle is reduced from 90° to 45° without changing the boundary conditions, the bifurcation discharge ratio increased by 1.5 times from 0.523 to 0.785 because of increasing the radius of curvatures, the inertia force of the downstream flow, and the pressure gradient by the downstream boundary conditions. The bifurcation discharge ratio increases non-linearly whenever the bifurcation angle decreases by 15° intervals from 90° to 45° in flow with the upstream Froude number of 0.45 to 0.74. In flow with a maximum Froude number of 0.74, the rate of increase for bifurcation discharge ratio is 31.1% and the minimum value. When the Froude number is 0.58, the bifurcation discharge ratio is 0.7 or less, and the maximum rate of increase for that ratio is 53.5%. As the upstream Froude number decreases less than 0.58, the bifurcation discharge ratio exceeds 0.7, and the rate of increase decreases. When the upstream Froude number is 0.4 higher, the dimensionless width and length changing ratio of the separation zone are about 2.56 and 5.5 times higher than in 0.4 or less.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.50 no.11
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• pp.755-762
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• 2022

The wind tunnel test data for the missile configuration were compared with analysis results using various semi-empirical code and CFD analysis code. The three types of configurations were used for comparison including 2 types of main wing, inline and interdigitate configuration that the main wing and tail intersect. Additionally, it was confirmed that the vortex flow was accurately predicted by comparing the CFD analysis result with the flow visualization test result.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.248-252
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• 2010

홍수기 호우로 인한 피해는 대부분 하천구역에서 발생되며, 이러한 피해는 인간에게 직 간접적으로 영향을 미치게 된다. 자연 상태의 하천형상은 대부분 호우로 인한 홍수로 인해 자연스럽게 만들어지게 되며, 대부분 사행하천의 형태를 띠게 된다. 사행하천에서의 흐름의 기하학적 특성은 성장이나 사멸, 또는 두 가지 모두의 형태를 보인다. 사행하천에서의 흐름 및 유속 분포는 하천제방 보호, 주운, 취수, 그리고 유사 이동 및 퇴적 패턴과 관련하여 실용적인 관점에서 연구하여야 하는 하천수리학에서는 매우 중요한 주제이다. 그리고 사행하천은 특히 만곡부가 교호적으로 나타나는 곳에서의 흐름구조가 매우 복잡하다. 이러한 사행하천에서는 회전방향이 교호적으로 바뀌는 나선형의 흐름(2차류)이 3차원적으로 발생하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 사행하천이 많은 국내 하천특성을 고려하여, 하천 만곡부에서의 흐름특성을 분석하고자 하였으며 2차원 CCHE2D 와 3차원 FLOW3D 모형을 적용하였으며 가상 하도에 대하여 수리모형 실험의 실측치와 비교하여 모형의 정확성과 안정성을 검증하였다. 그리고 남강댐 하류에 대하여 만곡부의 흐름특성(유속 분포 및 최대유속경로, 수위분포, 2차류 거동, 편수위, 전단응력 분포 등)을 분석함으로써, 하천 만곡부에서의 수리적 특성을 보다 정확하게 제시하고자 한다. 모의 분석결과 동일 하도에 대하여 유량을 변동시킬 경우, 유량이 증가할수록 만곡부에서의 수리영향이 더욱 뚜렷해짐을 알 수 있었고 2차원 모형보다 3차원모형의 결과의 정확도가 더 높은 것으로 분석되었다. 곡률반경이 1,300~1,600 정도인 실제하천에 적용한 결과, 수위의 경우 2차원 결과가 3차원 결과보다 최대 3%정도 수위가 높은 것으로 나타났으며, 또한, 상관계수가 평균 0.91의 값을 보이고 있어 2차원모형과 3차원모형의 결과가 비교적 잘 일치하는 것으로 분석되었다. 흐름 분석을 통해서 만곡부에서의 최대유속은 최정점(apex)에서 보다는 오히려 최정점 이전 하도의 내측에서 발생하였으며, 정점에서의 종단유속은 감소하지만 횡단유속은 오히려 크게 증가하는 경향을 보이고 있었다. 따라서 하천설계시 사행하천의 제방 안정성 확보를 위하여 종단유속 뿐만 아니라 횡단유속 또한 고려할 필요가 있음을 확인하였다. 또한 남강댐 하류 만곡부에서의 내측 및 외측의 수위를 분석한 결과, 제방 외측의 수위가 평균수위에 비해 최대 약 37cm정도 증가하는 것으로 분석되었다. 따라서 만곡부에 대한 하천제방설계시 좌, 우안의 여유고를 일률적으로 적용하기 보다는 만곡에 따른 흐름특성을 분석하여 설계에 적용하여야 안정성 및 경제성을 동시에 확보할 수 있을 것으로 사료된다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2012.05a
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• pp.371-374
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• 2012

본 연구는 "사이클론과 관성충돌 및 백필터의 제진원리를 일체화한 고효율 멀티 제진시스템의 최적화 설계를 위한 수치 해석적 연구(I) : 집진기 입구 최적화 설계"에 이은 일련의 연구로서 앞선 연구에서 도출된 사이클론부 하단 벤츄리(Venturi)에서의 강한 하향 기류의 가속에 따른 분진 재비산 가능성에 대한 추가적 검토를 위한 연구이다. 사이클론부를 통과한 기류가 상향 흐름으로 방향을 전환할때 좀 더 가속시켜 빠르게 곡률반경을 형성하여 조대 입자의 분리를 극대화시키기 위한 목적으로 사이클론부 하단을 벤츄리 형상으로 설계하였으나, 유동장 분석 결과 벤츄리를 통과한 처리가스 흐름이 가속되면서 호퍼 하단까지 약 4~5 m/s의 강한 하향 흐름을 형성하고 호퍼 하부의 말단 부근에서 상향 흐름으로 방향 전환을 하고 있는 것으로 예측됨에 따라 설계 의도와는 달리 벤츄리 설치시 호퍼 하단에 포집된 분진의 재비산을 예방하는데는 크게 역할을 하지 못하는 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.68-68
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• 2016

하천의 사행 및 합류 형상은 복잡한 나선 흐름을 발생시킨다. 그 중 이차류는 사행에 의한 편수위 형성과 횡단 압력의 불균형, 그리고 수심에 따라서 변화하는 원심력에 의하여 형성된다. 이러한 흐름은 주로 3차원 모형으로 재현할 수 있으며 이에 관련된 연구는 계속 이루어졌으나 3차원 모형의 구성과 사용에는 상당한 시간 및 노력이 요구된다. 본 연구에서는 이러한 이차류의 영향을 수심적분된 2차원 모형으로 구현하고자 하였으며 이를 위해 이차류 연직 분포에 대한 기존 연구를 확인하고, 이러한 연직 분포를 표현할 수 있는 경험식을 3차원 모형인 FLOW3D를 통해 모의하고 개발하였다. 3차원 모형을 다양한 사행반경을 갖는 실험 사행수로에 적용하여 사행도에 따른 민감도를 분석하고 경험식을 개발하였다. 개발된 식은 2차원 수리해석 모형인 RAMS(River Analysis and Modeling System)에 적용되었다. RAMS는 수심 적분된 2차원 천수 방정식을 지배방정식으로 사용하는 수리해석모형인 HDM-2D를 해석엔진으로 사용하며, 이차류의 영향을 반영하기 위하여 개발한 수직분포 경험식을 분산 응력항 형태로 적용하였다. 모형의 적용성 확인을 위하여 사행 실험수로 및 합류수로에 모의를 수행하였다. 사행수로 및 합류수로는 실험 경계조건과 동일한 상류 입력 유량과 하류 경계조건을 사용하여 결과를 비교하였다. 사행수로 모의 결과 유속분포의 거동이 실험수로의 사행으로 인하여 2차류 효과로 주 흐름이 바깥쪽으로 기울어짐을 일부 재현하였다. 합류수로의 경우 기존 모형에 비하여 분산 응력항이 포함된 본 모형이 실측값에 근접하였는데 이는 이차류가 발생하는 영향으로 하류에 유속편차가 줄어드는 영향을 더 정확히 묘사한 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.31 no.8
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• pp.99-106
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• 2003

Geometrical design variables are numerically investigated to improve aerodynamic performance of the supersonic impulse turbine of a turbopump in a liquid rocket engine. Aerodynamic redesign was performed for maximization of the blade power. Four design variables considered are blade angle, blade thickness and radii of upper and lower arc blade with appropriate constraints. A fast Navier-Stokes solver was developed and Chien's k-$\varepsilon$ turbulence modelling was used for turbulence closure. In initial shape, a flow separation was found in the middle of blade chord. However, it disappeared in final shape via its geometrical design variable change. About 3.2 percent of blade power was increased from this research.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.13 no.4
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• pp.131-140
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• 1993

A new model which requires one branch of main curves for the model calibration is developed based on the assumption that the weighting factor accounting for the pore blockage effect against air entry, $P_a({\theta})$, in Mualem's Model III-1 has a linear relation to the dimensionless pore radius r. The proposed model simulates experimental data more accurately than existing models which require one branch of main curves for the model calibration. Previous study showed that Model III-1 is the most appropriate model among domain models which require two branches of main curves for the model calibration. In comparison of the proposed model with Model III-1, both simulate hysteresis curves with almost the same accuracy. The proposed model can be applied efficiently in analyzing the unsaturated flow.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.24 no.4
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• pp.289-298
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• 2008

An algorithm was developed to retrieve both cloud optical thickness and effective particle radius considered the aerosol effect on clouds. This study apply the algorithm of Nakajima and Nakajima (1995) that is used to retrieve cloud optical thickness and effective particle radius from visible, near infrared satellite spectral measurements. To retrieve cloud properties, Look-up table (LUT) was made under different atmospheric conditions by using a radiative transfer model. Especially the vertical distribution of aerosol is based on a tropospheric aerosol profile in radiative transfer model. In the case study, we selected the extensive forest fire occurred in Russia in May 2003. The aerosol released from this fire may be transported to Korea. Cloud properties obtained from these distinct atmospheric situations are analysed in terms of their possible changes due to the interactions of the clouds with the aerosol particle plumes. Cloud properties over the East sea at this time was retrieved using new algorithm. The algorithm is applied to measurements from the MODerate Resolution Imaging Spectrometer (MODIS) onboard the Terra spacecrafts. As a result, cloud effective particle radius was decreased and cloud optical thickness was increased during aerosol event. Specially, cloud effective particle radius is hardly greater than $20{\mu}m$ when aerosol particles were present over the East Sea. Clouds developing in the aerosol event tend to have more numerous but smaller droplets.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.15 no.6
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• pp.111-120
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• 1999

Leachate flow behavior due to intermediate cover soil of low hydraulic conductivity and the applicability of pumping method for reducing the leachate level in the landfill are analyzed with the numerical flow model, MODFLOW. Using the hydraulic conductivity and storativity data obtained from the field pumping and slug tests(Jang and Cho, 1999), the hydraulic condition within the landfill is validated. The optimum rate of pumping, the radius of influence, and the efficiency of horizontal drain are analyzed for reducing the leachate level in the landfill. From the results of the analyses, the barrier effect that the buried cover soil of low hydraulic conductivity prevents the vertical movement of leachate flow through the cover soil, which is found from the in-situ geotechnical studies(Jang and Cho, 1999), is identified again. Also, the installation of horizontal drains to the pumping well can increase the pumping rate from 120 ton/day per a well to 300 ton/day. The length of horizontal drain did not influence significantly on the drawdown-time curve of leachate in the landfill.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.33 no.3
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• pp.191-195
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• 2011

The measurement and prediction of bacterial transport of bacteria in aquatic systems is of fundamental importance to a variety of fields such as groundwater bioremediation ascending urinary tract infection. The motility of pathogenic bacteria is, however, often missing when considering pathogen translocation prediction. Previously, it was reported that flagellated E. coli can translate upstream under low shear flow conditions. The upstream swimming of flagellated microorganisms depends on hydrodynamic interaction between cell body and surrounding fluid flow. In this study, we used a breathable microfluidic device to image swimming E. coli at a glass surface under low shear flow condition. The tendency of upstream swimming motion was expressed in terms of 'A' value in parabolic equation ($y=Ax^2+Bx+C$). It was observed that high shear flow rate increased the 'A' value as the shear force acting on bacterium increased. Shorter bacterium turned more tightly into the flow as they swim faster and experience less drag force. The result obtained in this study might be relevant in studying the fate and transport of bacterium under low shear flow environment such as irrigation pipe, water distribution system, and urethral catheter.