In this study, a series of numerical analyses has been performed in order to evaluate the performance of a full-scale closed-loop vertical ground heat exchanger constructed in Wonju. The circulation pipe HDPE, borehole and surrounding ground were modeled using FLUENT, a finite-volume method (FVM) program, for analyzing the heat transfer process of the system. Two user-defined functions (UDFs) accounting for the difference in the temperatures of the circulating inflow and outflow water and the change of the surrounding ground temperature with depth were adopted in the FLUENT model. The thermal properties of materials estimated in laboratory were used in the numerical analyses to compare the thermal efficiency of the cement grout with that of the bentonite grout used in the construction. The results of the simulation provide a verification of the in situ thermal response test data. The numerical model with the ground thermal conductivity of 4W/mK yielded the simulation result closer to the in-situ thermal response test than with the ground thermal conductivity of 3W/mK. From the results of the numerical analyses, the effective thermal conductivities of the cement and bentonite grouts were obtained to be 3.32W/mK and 2.99 W/mK, respectively.
A two-dimensional particle image velocimetry (2D PIV) system in a towing tank is employed to measure a wake field of a very large crude oil carrier model with rotating propeller in self propulsion condition, to identify characteristics of wake of a propeller working behind a ship. Phase-averaged and time-averaged flow fields are measured for a horizontal plane. Scale ratio of the model ship is 1/100 and Froude number is 0.142. By phase-averaging technique, trajectories of tip vortex and hub vortex are identified and characteristic secondary vortex distribution is observed in the hub vortex region. Propeller wake on the starboard side is more accelerated than that on the port side, due to the difference of inflow of propeller blades. The hub vortex trajectory tends to face the port side. With the fluctuation part of the phase-averaged velocity field, turbulent kinetic energy (TKE) is also derived. In the center of tip vortex and hub vortex region, high TKE concentration is observed. In addition, a time-averaged vector field is also measured and compared with phase-averaged vector field.
임하호 유역은 지질 및 지형이 토사유실에 취약한 구조를 가지고 있어 강우발생시 많은 토사가 호소로 유입되어 고탁수의 원인이 되고 있다. 특히 임하호유역의 농경지가 주로 하천주변에 분포하고 있어 강우시 토사유실로 인한 탁수발생이 큰 지역이다. 따라서, 탁수저감을 위한 수변구역의 체계적인 관리와 대책 마련을 위해서는 수변구역에서 발생하는 토사유실량의 영향을 평가하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 GIS 기반 RUSLE 모형을 선정하여 수변구역에서의 토사유실 비율을 평가한 결과 약 12.23%로서 임하호 전체유역과의 면적비율(9.95%) 보다 높게 나타남을 알 수 있었다. 이러한 결과는 수변구역 주변의 농경지비율(27.24%)이 전체유역에 대한 농경지비율(14.96%) 보다 높은 특성이 반영된 것으로 해석된다. 또한 소유역별 분석결과를 볼 때 수변구역중 대곡천 유역이 가장 높은 토사유실량 분포를 나타냈으며, 반변천_10 그리고 서시천 순서로 나타났다.
밀폐용기 내 Zirconium/Potassium Perchlorate의 연소를 수치적 모델링을 통해 전산해석을 수행하였다. 5차 WENO 공간차분법과 improved delayed detached eddy (IDDES) 난류모델을 사용하여 충격파가 동반되는 내부 유동구조를 모사하였고, 라그랑지안 연소모델을 통해 화약 입자를 계산하였다. 옆면 중앙에 센서가 설치된 원통형 밀폐용기 내부 유동분석을 통해 압력 진동이 발생하는 원인을 규명하였다. 또한 센서 다이어프램 깊이 변화에 따라 측정되는 압력 데이터를 실험값과 비교분석 하였다. 그 결과 센서 탭의 깊이가 약 2.36 mm 이상으로 커지면 유동속도가 아음속으로 감쇠하고 복잡한 eddy가 발생하여 측정값에 큰 불규칙성을 야기하는 현상을 관측하였다.
현재 우리나라에서는 매일 막대한 양의 교통 데이터가 측정장치들로부터 수집되고 있으나 오류 데이터와 누락된 데이터들이 상당히 많은 실정이다. 더구나 이러한 데이터는 중요한 분석의 대상이 될 수 있음에도 불구하고 일정 시간이 지나면 삭제되고 있다. 그리하여 본 논문에서는 이러한 교통 데이터를 지속적으로 누적하여 다차원 모델로 저장하면서 데이터의 품질을 결정하는 유효성과 완전성을 높이면서 what-if 분석 기능을 지원하는 일련의 자료처리 과정을 제공하는 통합 교통이력 데이터베이스 시스템의 구현을 설명한다. 구현된 시스템에서는 다양한 오류 및 누락 데이터 패턴들을 보정하는 기법들을 제공하며, what-if 분석 기능은 다양한 데이터 정제 및 가공 과정들에 관련된 환경변수와 일련의 처리 과정들의 조합을 융통성 있게 정의하도록 함으로써 다양한 상황들을 가정하고 실험하여 결과를 분석할 수 있게 해준다. 이러한 what-if 분석 기능은 교통 데이터의 활용도를 획기적으로 높여주며 외국의 교통데이터 시스템들에서도 제공하지 못하고 있다. 교통이력데이터를 정제한 실험결과 매우 우수한 유효성 및 완전성을 가진 교통 데이터를 생성함을 확인하였다.
본 연구는 전문대학 공학계열 신입생들을 대상으로 메타인지, 문제해결력, 몰입과 성취도간의 관계를 규명하는 것을 목적으로 하였다. 본 연구를 위하여 메타인지 문제해결력 몰입을 독립변인으로 성취도를 종속변인으로 하는 가설적 모형을 상정한 다음, 2009년 D 대학 공학계열 6개학과 신입생 396명을 대상으로 2009년 2학기 초에 메타인지와 문제해결력을 학기말에 몰입과 성취도(성적)를 측정하였다. 수집한 자료를 대상으로 회귀분석을 실시하여 독립변인이 종속변인에게 미치는 영향력을 검증하였다. 분석결과, 메타인지와 문제해결력이 전문대학 공학계열 신입생들의 성취도에 유의한 영향을 미치는 변인임을 확인하였으며, 몰입은 학생들의 메타인지, 문제해결력 및 성취도간을 매개하는 역할을 하는 것으로 예측되었다. 이러한 연구결과를 바탕으로 전문대학 공학계열 학생들의 수업효과를 높이기 위한 전략과 방법을 수립 시 메타인지와 몰입과 같이 학생들의 문제해결능력에 영향력이 높은 변인들을 우선적으로 고려할 것을 제안하였다.
An injection experiment was carried ut to investigate the pressure domain within which hydromechanical coupling influences considerably the hydrologic behavior of a granite rock mass. The resulting database is used for testing a numerical model dedicated to the analysis of such hydromechanical interactions. These measurements were performed in an open hole section, isolated from shallower zones by a packer set at a depth of 275 m and extending down to 840 m. They consisted in a series of flow meter injection tests, at increasing injection rates. Field results showed that conductive fractures from a dynamic and interdependent network, that individual fracture zones could not be adequately modeled as independent systems, that new fluid intakes zones appeared when pore pressure exceeded the minimum principal stress magnitude in that well, and that pore pressures much larger than this minimum stress could be further supported by the circulated fractures. These characteristics give rise to the question of the influence of the morphology of the natural fracture network in a rock mass under anisotropic stress conditions on the effects of hydromechanical couplings.
Lava caves could be useful as outposts for the human exploration of the Moon. Lava caves or lava tubes are formed when the external surface of the lava flows cools more quickly to make a hardened crust over subsurface lava flows. The lava flow eventually ceases and drains out of the tube, leaving an empty space. The frail part of the ceiling of lava tube could collapse to expose the entrance to the lava tubes which is called a pit crater. Several pit craters with the diameter of around 100 meters have been found by analyzing the data of SELENE and LRO lunar missions. It is hard to use these pit craters for outposts since these are too large in scale. In this study, small scale pit craters which are fit for outposts have been investigated using the NAC image data of LROC. Several topographic patterns which are believed to be lunar caves have been found and the similar pit craters of the Earth were compared and analyzed to identify caves. For this analysis, the image data of satellites and aerial photographs are collected and classified to construct a database. Several pit craters analogous to lunar pit craters were derived and a morphological pit crater model was generated using the 3D printer based on this database.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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제5권4호
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pp.559-568
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2013
Increased worldwide concerns about fossil fuel costs and effects on the environment lead many governments and scientific societies to consider the hydrogen as the fuel of the future. Many researches have been made to assess the suitability of using the hydrogen gas as fuel for internal combustion engines and gas turbines; this suitability was assessed from several viewpoints including the combustion characteristics, the fuel production and storage and also the thermodynamic cycle changes with the application of hydrogen instead of ordinary fossil fuels. This paper introduces the basic environmental differences happening when changing the fuel of a marine gas turbine from marine diesel fuel to gaseous hydrogen for the same power output. Environmentally, the hydrogen is the best when the $CO_2$ emissions are considered, zero carbon dioxide emissions can be theoretically attained. But when the $NO_x$ emissions are considered, the hydrogen is not the best based on the unit heat input. The hydrogen produces 270% more $NO_x$ than the diesel case without any control measures. This is primarily due to the increased air flow rate bringing more nitrogen into the combustion chamber and the increased combustion temperature (10% more than the diesel case). Efficient and of course expensive $NO_x$ control measures are a must to control these emissions levels.
In this study, the characteristics of water treatment mixer with various propeller profiles are numerically invesitgated. The computation was conducted by solving the incompressible Navier-Stokes equations on unstructured tetrahedral elements with k-${\varepsilon}$ turbulence model. It was found that the spreading angle and swirl magnitude of the jet are important factors for the mixer efficiency, since they clearly characterize the propeller and the frontal surface area of the propeller but not so much affected by the skew angle if it exceeds 30 degrees. The case1 and case2 models are found to show the best propeller efficiency. The case2 with low blade angle, however, requires the lowest power input for the same discharge capacity as the case1.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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