• 한국해양공학회지
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• 제20권4호
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• pp.58-63
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• 2006

When the costal zone surrounded by a breakwater has a narrow vertical opening, currents in the vicinity of a narrow entrance can result in a jet flow, coinciding with the tide. Such a Tidal-Jet Generator(TJG) can change the water mass distribution and transport processes in the domain of influence of the jet. Also, it can decrease the residual time of them. In the present study, the water purification utilizing tidal jets in the coastal zone over constant bathymetry are estimated numerically, using a finite-difference numerical scheme, named the NS-MAC-TIDE method, which isbased on the fully 3D Navier-stokes(NS) equations. The shear velocity near the inlet of the TJG are predicted from the flow field simulation, and are assessed qualitatively with the development of scouring or sediment that is caused by the change of diffusion or sweeping flowup from the seabed of sediment particles. Finally, through solving a transport equation of concentration, the residual time related on mass transport processes and the flushing mechanism for water purification are investigated.

• Geomechanics and Engineering
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• 제21권6호
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• pp.551-564
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• 2020

High-stress and complex geological conditions impose great challenges to maintain excavation stability during deep underground mining. In this research, large anisotropic deformation and its management by support system at a deep underground mine in Western Australia were simulated through three-dimensional finite-difference model. The ubiquitous-joint model was used and calibrated in FLAC3D to reproduce the deformation and failure characteristics of the excavation based on the field monitoring results. After modeling verification, the roles of mining depth also the intercept angle between excavation axis and foliation orientation on the deformation and damage were studied. Based on the results, quantitative relationships between key factors and damage classifications were presented, which can be used as an engineering tool. Subsequently, the performance of support system installation sequences was simulated and compared at four different scenarios. The results show that, first surface support and then reinforcement installation can obtain a better controlling effect. Finally, the influence of bolt spacing and ring spacing were also discussed. The outcomes obtained in this research may play a meaningful reference for facing the challenges in thin-bedded or foliated ground conditions.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제72권2호
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• pp.275-291
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• 2019

In a super-large underground with "large span and high side wall", it is buried in mountains with uneven lithology, complicated geostress field and developed geological structure. These surrounding rocks are more susceptible to stability issues during the construction period. This paper takes the left bank of Baihetan hydropower station (span is 34m) as a case study example, wherein the deformation mechanism of surrounding rock appears prominent. Through analysis of geological, geophysical, construction and monitoring data, the deformation characteristics and factors are concluded. The failure mechanism, spatial distribution characteristics, and evolution mechanism are also discussed, where rock mechanics theory, $FLAC^{3D}$ numerical simulation, rock creep theory, and the theory of center point are combined. In general, huge underground cavern stability issues has arisen with respect to huge-scale and adverse geological conditions since settling these issues will have milestone significance based on the evolutionary pattern of the surrounding rock and the correlation analyses, the rational structure of the factors, and the method of nonlinear regression modeling with regard to the construction and development of hydropower engineering projects among the worldwide.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권3호
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• pp.1037-1051
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• 2024

This paper presents the construction results and design of the UNIST Reactor Innovation platform for small modular reactors as a versatile testbed for exploring innovative technologies. The platform uses simulant fluids to simulate the thermal-hydraulic behavior of a reference small modular reactor design, allowing for cost-effective design modifications. Scaling analysis results for single and two-phase natural circulation flows are outlined based on the three-level scaling methodology. The platform's capability to simulate natural circulation behavior was validated through performance calculations using the 1-D system thermal-hydraulic code-based calculation. The strategies for evaluating cutting-edge technologies, such as the integration of a solid oxide electrolysis cell for hydrogen production into a small modular reactor, are presented. To overcome experimental limitations, the hardware-in-the-loop technique is proposed as an alternative, enabling real-time simulation of physical phenomena that cannot be implemented within the experimental facility's hardware. Overall, the proposed versatile innovation platform is expected to provide valuable insights for advancing research in the field of small modular reactors and nuclear-based hydrogen production.

• 지적과 국토정보
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• 제52권2호
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• pp.171-187
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• 2022

최근, 코로나 바이러스 감염증으로 인해 발생한 팬데믹의 영향으로 비대면 서비스에 대한 수요와 발전이 급속도로 진행되고 있는 가운데 중심에 있는 메타버스(Metaverse)에 대한 이목이 집중되고 있다. 가상과 현실을 초월하는 세계를 의미하는 메타버스는 4차 산업혁명 시대에 접어들어 다양한 센싱기술과 3D 재현기술이 융합되어 사용자에게 쉽고 빠르게 다양한 정보를 제공하고 서비스가 가능하다. 특히, 이 가운데 고해상도의 영상촬영이 가능한 무인항공기(UAV) 및 정밀도 높은 LiDAR 센서와 같은 융복합센서의 소형화 및 경제성 증가로 인해 높은 재현도 및 정확도를 가진 3D 공간정보를 획득하여 현실의 쌍둥이를 만들어 시뮬레이션하는 디지털 트윈(Digital-Twin)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한, 컴퓨터 그래픽 분야의 게임엔진(Game engine)이 강력한 3D 그래픽 재현 및 역학적 연산을 바탕으로 한 시뮬레이션 등이 확장되어 메타버스 엔진으로 발전하고 있다. 본 연구는 무인항공시스템(UAS)과 LiDAR 센서를 융합하여 획득한 정확도 높은 3D 공간정보 데이터를 최근 발표된 메타버스 엔진인 언리얼 엔진을 활용하여 실세계 좌표기반 현실을 반영한 거울세계 형태의 메타버스를 구축하였다. 이후, 다양한 공공데이터를 기반으로 사용자를 위한 공간정보 컨텐츠 및 시뮬레이션을 구축하여 재현 정확도를 검증하고, 이를 통해 보다 실감나고 공간정보 활용성이 높은 메타버스 구축에 대하여 고찰하였다. 또한, 언리얼 엔진을 통해 사용자가 직관적이고 쉽게 접근할 수 있는 메타버스를 구축할 경우 재현도 높은 좌표기반의 3D 공간정보를 통해 다양한 컨텐츠 활용성과 효용성을 확인할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권5호
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• pp.515-522
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• 2007

본 연구에서는 가상의 "흑곰-HY" 가스전을 대상으로 상용저류전산시뮬레이터인 "ECLIPSE 300"을 사용하여 가스저장전으로 전환에 대비한 기술적 타당성을 평가하고자 하였다. 이 저류층의 매장량은 143 BCF로서 소규모 가스전이며, 공극률과 투과도는 각각 19.5%와 50 md로 가스의 순환이 원활이 이루어질 수 있는 비교적 양호한 저류층이다. 이 저류층에 대하여 가스저장전으로의 전환시 핵심적 검토항목인 쿠션가스 양, 저장전으로의 전환시점, 운영사이클 변경, 가스정의 수 및 수평정 적용 가능성 등에 대한 분석을 수행하였다. 분석결과, "흑곰-HY" 가스저장전에서 안정적인 가스저장을 위해서는 쿠션가스가 최소한 50% 이상이 되어야 함을 알 수 있었다. 또한 가스를 더 오랜기간동안 생산하기 위해 잔류가스를 적정 쿠션가스 양보다 적게 남겨두어도 추가로 쿠션가스만 주입하면 기술적으로는 아무 문제가 없는 것으로 나타났다. 한편, 가스를 5개월 대신 동절기 3개월간만 재생산하는 운영사이클의 경우에는 쿠션가스를 60% 이상으로 높여주거나 가스정의 수를 늘려야만 재생산이 가능한 것으로 나타났다. 가스정의 수에 대한 분석결과에서는 6개와 8개인 경우에는 저류층내 잔류가스가 증가하여 정상적인 재생산이 불가능하므로 "흑곰-HY" 가스전에서는 최소 10개의 수직가스정이 운영되어야 함을 알 수 있었다. 이에 반해 2개의 기존 수직정에 3개의 수평정을 추가로 시추하게 되면 비교적 안정적인 주입과 재생산이 가능한 것으로 산출되었다.

• 터널과지하공간
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• 제29권6호
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• pp.468-479
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• 2019

최근 대두되고 있는 지하공간 활용의 필요성 증대에 따라 지하공간의 안정적인 활용을 위해서는 수리-역학적 복합거동에 대한 이해가 필수적이다. 본 연구에서는 향후 국내 다양한 현장 및 지중 조건을 고려한 연구를 수행하는데 도구가 될 수 있는 수치해석을 위한 시뮬레이터를 개발하였다. 이를 위해 지중의 유체역학과 열역학, 역학을 해석하는 과학 소프트웨어 중 하나인 OpenGeoSys와 지반의 여러 역학적 문제들을 해석하는데 전문성을 지닌 FLAC3D를 연계하기로 하였다. 연동해석 기법에 대한 조사를 통해 OpenGeoSys를 주(master)로, FLAC3D를 종속(slave)으로 하여 연계 해석하는 파일 기반의 순차적 연계 방식으로 알고리즘을 개발하였다. 또한, 개발된 시뮬레이터의 검증을 위해 포화된 상태에서의 단상 유체 거동과 관련한 Terzaghi의 압밀 문제를 벤치마크 모델로 선정하여 비교 검증을 수행하였으며, 해석적 해와 수치해석의 결과가 잘 일치하는 것을 확인하였다.

• 에너지공학
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• 제28권3호
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• pp.18-25
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• 2019

본 연구에서는 발전사에서 숙련된 사용자가 코드를 입력하여 계산하는 프로그램의 문제점을 해소하고자 광역에너지네트워크 연구단은 확장성을 포함한 누구나 손쉽게 사용할 수 있는 지역난방 운전해석 프로그램 EnetPLAN을 국내 기술로 개발하였다. 이에 EnetPLAN과 시중에서 사용 중인 A프로그램과의 시뮬레이션을 통해 에너지네트워크상의 열원, 열수요 및 CHP(Combined Heat Plant:열병합발전) 운전 결과에 대해 비교하고자 하였다. 그 결과 EnetPLAN과 A프로그램의 에너지네트워크 상의 열 및 전력생산량은 열공급량과 축열조 운영방식의 시뮬레이션 결과에서 대부분 유사한 패턴으로 나타났다. 이는 EnetPLAN이 에너지네트워크 상에 존재하는 열병합발전시설의 다양한 운전모드에 따른 시뮬레이션 적용이 가능함을 확인할 수 있었다. 국내 기술로 개발된 EnetPLAN이 향후 현장에서 쉽게 적용할 수 있으며, 효율적인 운전 시뮬레이션 결과를 제시할 것으로 기대한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.827-834
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• 2010

발광층에 도펀트가 도핑된 다층 유기발광다이오드 소자 구조에서의 발광 메카니즘을 검증하기 위해 전기적인 특성요인들을 수치해석 하였다. 본 논문에 적용한 유기발광다이오드 소자는 ITO/NPB/$Alq_3$:C545T(%)/$Alq_3$/LiF/Al으로 이루어져 있으며 도펀트인 C545T의 도핑 농도를 변화시킨 4종류의 소자 구조에 대해 특성 변화를 검토하였다. 그 결과 도펀트의 도핑 농도 변화에 따라서 전압-전류 특성이 변화되어짐을 확인하였고, 이는 참고 문헌에 제시되어 있는 전압-전류밀도 실험 데이터와 매우 잘 일치되었다. 또한 도펀트를 도핑시킨 소자 구조들에서 전압-휘도 특성이 대폭 향상되어 발광효율이 3배정도 향상되었다. 이와 같은 guest-host system이 적용된 유기발광다이오드 소자의 동작 메카니즘을 분석하기 위하여 소자 내부에서의 전계분포, 전하분포, 재결합율 등의 전기적인 항목들에 대한 특성의 변화를 관찰하였다.

• Wind and Structures
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• 제26권4호
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• pp.191-204
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• 2018

This article presents a study of the largest-ever (height = 220 m) cooling tower using the large eddy simulation (LES) method. Information about fluid fields around the tower and 3D aerodynamic time history in full construction process were obtained, and the wind pressure distribution along the entire tower predicted by the developed model was compared with standard curves and measured curves to validate the effectiveness of the simulating method. Based on that, average wind pressure distribution and characteristics of fluid fields in the construction process of ultra-large cooling tower were investigated. The characteristics of fluid fields in full construction process and their working principles were investigated based on wind speeds and vorticities under different construction conditions. Then, time domain characteristics of ultra-large cooling towers in full construction process, including fluctuating wind loads, extreme wind loads, lift and drag coefficients, and relationship of measuring points, were studied and fitting formula of extreme wind load as a function of height was developed based on the nonlinear least square method. Additionally, the frequency domain characteristics of wind loads on the constructing tower, including wind pressure power spectrum at typical measuring points, lift and drag power spectrum, circumferential correlations between typical measuring points, and vertical correlations of lift coefficient and drag coefficient, were analyzed. The results revealed that the random characteristics of fluctuating wind loads, as well as corresponding extreme wind pressure and power spectra curves, varied significantly and in real time with the height of the constructing tower. This study provides references for design of wind loads during construction period of ultra-large cooling towers.