• 제목/요약/키워드: Airflow model

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갑상선절제술을 받은 여성 환자의 공기역학 검사변수 조사 (Investigation of aerodynamic evaluation in female patients undergoing thyroidectomy)

  • 강영애;권인선;원호륜;장재원;구본석
    • 말소리와 음성과학
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    • 제12권2호
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    • pp.73-80
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    • 2020
  • 갑상선 수술 후 음성변화를 보이는 경우가 흔하며 신경손상의 성대마비부터 심인성 음성장애까지 그 증상은 복합적이고 다양하다. 대부분 자연적으로 회복을 보이지만 환자에게 회복시점에 대한 자세한 정보가 부족하다. 호흡은 음성을 만드는 동력이면서 동시에 후두 기능과 효율에 대한 조절자 역할을 하는데, 갑상선 암 수술의 전신마취 부작용으로 호흡기능 부조화를 유발할 수 있다. 이에 본 연구에서는 갑상선 수술 전후 공기역학적 검사결과를 추적하여 갑상선 수술 후 음성회복에 실제적이고 보완적인 정보를 제공하고자 한다. 2014년 5월부터 2015년 7월까지 갑상선 유두암으로 진단받고 수술 받은 환자를 대상으로 술전 1주일, 술후1개월, 술후3개월에 공기역학 검사를 실시하였다. 성대마비, 보청기 착용자, 항우울증약 복용자, 호흡기 질환자, 뇌졸중 병력자 및 임신 대상자는 제외시켜 최종 34명을 대상자로 선정하였다. 공기역학 검사는 PAS 기계를 사용하였고 분석변수는 총 29개이며, 시간요인에 따른 최고호기류율(p=0.004), 평균음도(p<0.01), 호기류지속시간(p=0.001), 호기량(p=0.018) 변수가 통계적으로 유의미한 차이를 보였다. 이때 시간요인의 대응비교에서 최고호기류율과 평균음도 변수는 술전-술후1개월, 술전-술후3개월 간 차이를 보였고, 호기류지속시간과 호기량 변수는 술전-술후3개월, 술후1개월-술후3개월 간 차이를 보였다. 시간과 수술범위의 교호작용 효과는 호기량 (p=0.024) 변수에서만 유의하였다. 갑상선절제술을 받은 여성군에서 최고호기류율과 평균음도 변수의 차이가 있으며 이는 수술 후 호흡훈련의 필요성이 있으며 호기류지속시간과 호기량 변수의 변화는 수술 후 긍정적 생활습관의 반영으로 여겨진다.

3차원불규칙파동장하의 진동수주형 파력발전구조물에서 불규칙공기흐름의 수치시뮬레이션 (Numerical Simulation of Irregular Airflow within Wave Power Converter Using OWC by Action of 3-Dimensional Irregular Waves)

  • 이광호;박정현;김도삼
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제24권3호
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    • pp.189-202
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    • 2012
  • 공기실 내에서 해수면의 상하운동을 공기흐름으로 변환하고, 이를 터빈의 구동력으로 이용하는 진동수주형(OWC; Oscillating Water Column)의 파력발전시스템은 파랑에너지흡수장치 중에 가장 효율적인 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 3차원불규칙파수치파동수로에 기초한 3D-NIT(3-Dimensional Numerical Irregular wave Tank)모델을 규칙파동장에 적용하여 산정된 공기실 내 수위변동의 시간변화로부터 공기흐름속도를 추정하고, 이의 결과와 수리모형실험으로부터 얻어진 공기흐름속도와를 비교하여 본 3D-NIT모델의 적용성을 검토하였다. 또한, 불규칙파동장하의 OWC파력발전구조물에서 공기실 내 공기흐름의 해석에 3D-NIT모델을 적용하여 입사주파수스펙트럼의 변화에 따른 공기흐름 주파수스펙트럼의 변화특성, 구조물의 존재여부에 따른 공기실 위치에서 주파수스펙트럼의 변화특성 및 구조물에 의한 반사율의 변화특성 등을 검토하였다. 이로부터 공기실 내에서 수위변동 및 공기흐름의 시계열 자료에서 위상차가 존재하며, 공기실 내의 공진에 의해 수위변동의 주파수스펙트럼에서 첨두치가 증폭되는 현상 등을 알 수 있었다.

쓰로틀밸브 급개방시 기류소음의 4극음원에 대한 정량적 해석 (Quantitative Analysis of Quadrupole Noise Sources upon Quick Opening The Throttle)

  • 김재헌;정철웅;김성태;이수갑
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2002년도 하계학술발표대회 논문집 제21권 1호
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    • pp.469-474
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    • 2002
  • In recent years, modularization of engine parts has increased the application of plastic products in air intake systems. Plastic intake manifolds provide many advantages including reduced weight, contracted cost, and lower intake air temperatures. These manifolds, however, have some weakness when compared with customary aluminium intake manifolds, in that they have low sound transmission loss because of their lower material density. This low transmission loss of plastic intake manifolds causes several problems related to flow noise, especially when the throttle is opened quickly. The physical processes, responsible for this flow noise, include turbulent fluid motion and relative motion of the throttle to the airflow. The former is generated by high-speed airflow in the splits between the throttle valve and the inner-surface of the throttle body and surge-tank, which can be categorized into the quadrupole source. The latter induces the unsteady force on the flow, which can be classified into the dipole source. In this paper, the mechanism of noise generation from the turbulence is only investigated as a preliminary study. Stochastic noise source synthesis method is adopted for the analysis of turbulence-induced, i.e. quadrupole noise by throttle at quick opening state. The method consists of three procedures. The first step corresponds to the preliminary time-averaged Navier-Stokes computation with a $k-\varepsilon$ turbulence model providing mean flow field characteristics. The second step is the synthesis of time-dependent turbulent velocity field associated with quadrupole noise sources. The final step is devoted to the determination of acoustic source terms associated with turbulent velocity. For the first step, we used market available analysis tools such as STAR-CD, the trade names of fluid analysis tools available on the market. The steady state flows at three open angle of throttle valve, i.e. 20, 35 and 60 degree, are numerically analyzed. Then, time-dependent turbulent velocity fields are produced by using the stochastic model and the flow analysis results. Using this turbulent velocity field, the turbulence-originated noise sources, i.e. the self-noise and shear-noise sources are synthesized. Based on these numerical results, it is found that the origin of the turbulent flow and noise might be attributed to the process of formulation and the interaction of two vortex lines formed in the downstream of the throttle valve. These vortex lines are produced by the non-uniform splits between the throttle valve and inner cylinder surface. Based on the analysis, we present the low-noise design of the inner geometry of throttle body.

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자연공기(自然空氣)에 의한 벼건조(乾燥) 시뮤레이션(I) (Simulation of Rough Rice Drying by Natural Air(I))

  • 장동일
    • 농업과학연구
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    • 제10권1호
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    • pp.118-128
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    • 1983
  • 자연공기(自然公氣)에 의(依)한 곡물건조(穀物乾燥)의 시뮤레이숀 모델에 관(關)하여 논(論)한 후(後), 벼 건조(乾燥)에 있어서 곡물수분(穀物水分)과 건물손실(乾物損失)의 변화(變化)를 예측(豫測)할 수 있도록 시뮤레이숀 모델을 수정개발(修正開發)하였으며, 이것을 실재(實在) 실험치(實驗値)와 비교(比較)하여 모델의 유효성(有效性)을 입증(立證)하였다. 그 후(後) 자연공기(自然空氣)에 의(依)한 벼 건조(乾燥)의 최소송풍량(最小送風量)과 최대곡물층(最大穀物層)의 두께를 결정(決定)하기 위(爲)하여 벼 건조(乾燥) 시뮤레이숀을 행(行)하였는데, 이를 위(爲)하여 배의 최초수분함량(最初水分含量) 송풍량(送風量) 및 수확시기(收穫時期)를 건조(乾燥)의 조건(條件)으로 하였으며 텍사스 버어몬트 지방(地方)의 15년간(年間)의 공인기상(公認氣象) 자료(資料)를 이용(利用)하였다. 이상(以上)의 연구(硏究)를 통(通)하여, 다음과 같은 결론(結論)을 얻을 수 있었다. 1. 벼의 specific heat, equilibrium relative humidity, 비중(比重), mass transfer coefficient, 그리고 건물손실(乾物損失) 방정식(方程式)이 주어진다면 자연공기(自然空氣)에 의(依)한 곡물건조(穀物乾燥) 시뮤레이숀 모델 (KSUDRYER)은 벼건조(乾燥)에도 이용(利用)이 가능(可能)하였다. 2. 유효성(有效性) 검정결과(檢定結果)에 의(依)하면, 수정개발(修正開發)된 시뮤레이숀 모델은 자연공기(自然空氣)에 의(依)한 건조시(乾燥時) 벼의 수분변화(水分變化)를 정확(正確)히 예측(豫測)할 수 있었다. 3. 일반적(一般的)으로 다음의 건조조건(乾燥條件)을 사용(使用)한다면, 텍사스 지방(地方)의 기상조건하(氣象條件下)에서 벼는 자연공기(自然空氣)에 의(依)하여 건조(乾燥)될 수 있겠다. 최소(最初) 벼수분(水分)이 24%, 22%, 20% 그리고 18%일때, 각각(各各)의 최소송풍량(最小送風量)은 $5.5m^3/min-t$, $3.3m^3/min-t$, $2.2m^3/min-t$, 그리고 $1.1m^3/min-t$이며, 각각(各各)의 최대건조층(最大乾燥層) 두께는 0.91m, 1.52m, 2.13m, 그리고 2.44m였다. 이상(以上)의 결과(結果)는 Morrison(1954), 그리고 Sorenson and Crane (1960)의 실재실험(實在實驗) 결과(結果)와 비교(比較)해 볼 때 별 차이(差異)가 없었다.

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HVAC 관련 매개변수 및 탑승조건에 따른 자동차 실내의 온열쾌적성 평가모델에 관한 수치해석적 연구 (A Numerical Study of Automotive Indoor Thermal Comfort Model According to Boarding Conditions and Parameters Related to HVAC)

  • 윤성현;박준용;손덕영;최윤호;박경석
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권9호
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    • pp.979-988
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    • 2014
  • 자동차를 이용하는 시간이 늘어남에 따라 자동차 실내의 온열쾌적성에 대한 관심이 급증하고 있다. 그러나 아직까진 실제 자동차 중에서 공조시스템의 냉방성능은 자동차 제조사별로 온열쾌적성 지표를 통해 평가되지 않고, 실내의 공기 속도와 온도 등 열환경 기준에 의해 평가되고 있다. 또한 차 실내의 온열쾌적성을 수치해석으로 평가하는 경우 타당한 결과를 도출할 수 있는 수치기법에 대한 기준이 확립되지 않은 상황이다. 본 연구에서는 외부 열원을 모사하기 위하여 태양광선 추적모델을 사용하고, 공조시스템 작동 후 20 분까지 다양한 매개변수(공조시스템의 작동모드와 작동풍량, 인체모델 탑승조건)에 대한 자동차 실내의 온열쾌적성 평가를 수행하였다. 이를 통해 자동차 실내의 온열쾌적성 지표를 예측할 수 있는 평가모델을 도출하였다.

시뮬레이션에 의한 벼의 누적혼합 상온통풍건조의 송풍기 및 가열기의 운영방법에 관한 연구 (Fan and Heater Management Schemes for Layer Filling and Mixing Drying of Rough Rice with Natural Air by Simulation)

  • 금동혁;한충수;박춘우
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제23권3호
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    • pp.229-244
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    • 1998
  • This study was performed to determine proper fan and heater management schemes for natural air drying of rough rice in round steel bin with stirring device under Korean weather conditions. A computer simulation model was developed to predict moisture content changes, energy requirements, and drymatter losses during drying of rough rice by natural air. Drying test was conducted to validate the simulation model using round steel bin of holding capacity of 300ton at Rice Processing Complex in Jincheon. The bin was filled with rough rice every day and mixing by stirring device. Moisture contents, ambient air temperatures, relative humidities, static pressures in plenum chamber in the bin, airflow rates, and electrical and fuel energy were measured. Relative errors of moisture content changes predicted by the simulation model were below 5ft, and relative errors of final moisture content, final grain weight, required energy ranged from 0.9% to 6%. These not levels indicated that the simulation model can satisfactorily predict the performance factors of natural air drying system such as drying rates and energr consumptions comparing error level of 10% to 15% in other drying simulation models generally used in dryer desists. Twelve different fan and heater management schemes were evaluated using the computer simulation model based on three hourly weather data from Suweon for the period of 1952-1994. The best management schemes were selected comparing the drymatter losses, required drying times, required energy consumptions. Operating fan without heating only when ambient relative humidity was below 85% or 90% appeared to be the most effective method of In operation in favorable drying weather. Under adverse drying climates or to reduce required drying time, operating fan continuously, and heating air with $1.5^{\circ}C$ temperature rise only when ambient relative humidity was over 85% appeared to be the most suitable method.

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강제환기식 돈사의 환기 효율성 분석을 위한 CFD 모델 개발 (Development of a CFD Model to Study Ventilation Efficiency of Mechanically Ventilated Pig House)

  • 서일환;이인복;홍세운;황현섭;;유재인;권경석;하태환;김현태
    • 한국농공학회논문집
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    • 제50권1호
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    • pp.25-37
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    • 2008
  • When livestock facilities in Korea have been changed larger and denser, rearing conditions have been getting worse and the productivity of animal production have been decreased. Especially in the cold season, the minimized ventilation has generally been operated to save energy cost in Korea resulting in very poor environmental condition and high mortality. While the stability, suitability, and uniformity of the rearing condition are the most important for high productivity, the ventilation configuration is the most important to improve the rearing condition seasonally. But, it is so difficult to analyze the internal air flow and the environmental factors by conducting only field experiment because the weather condition is very unpredictable and unstable as well as the structural specification can not be easily changed by the researchers considering cost and labor. Accordingly, an aerodynamic computer simulation was adopted to this study to overcome the weakness of conducting field experiment and study the aerodynamic itself. It has been supposed that the airflow is the main mechanism of heat, mass, and momentum transfers. To make the simulation model accurately and actually, simplified pig models were also developed. The accuracy of the CFD simulation model was enhanced by 4.4 % of errors compared with the data collected from field experiments. In this paper, using the verified CFD model, the CFD computed internal rearing condition of the mechanically ventilated pig house were analyzed quantitatively as well as qualitatively. Later, this developed model will be computed time-dependently to effectively analyze the seasonal ventilation efficiency more practically and extensively with tracer gas decay theory.

인공 도로협곡 관측 자료를 활용한 전산유체역학모델 검증 (Verification of Computational Fluid Dynamics Model Using Observation Data in Artificial Street Canyon)

  • 김도형;홍선옥;이대근;이영곤;김백조
    • 대기
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    • 제26권3호
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    • pp.423-433
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    • 2016
  • In this study, performance of a computational fluid dynamics (CFD) model is assessed from analysis on air flow pattern which is observed in the artificial street canyon. Field observations focusing on flows were conducted at an artificial street canyon in Magok region. For the observation of three-dimensional airflow structures, twelve three-dimensional wind anemometers (hereafter, CSAT3) were installed inside the street canyon. The street canyon was composed of two rectangular buildings with 35-m length, 4-m width, and 7-m height. The street width (distance between the buildings) is 7 m, making the street aspect ratio (defined by the ratio of building height to street width) of 1. For the observation of above-building wind, a CSAT3 was installed above the northwest-side building. Southwesterly, westerly and northwesterly were dominant in the street canyon during the observations. Because wind direction is parallel to the street canyon in the southwesterly case, westerly and northwesterly were selected as inflow directions in numerical simulations using a computational fluid dynamics model developed through the collaborative research project between National Institute of Meteorological Sciences and Seoul National University (CFD_NIMR_SNU). The observations showed that a well-structured vortex flow (skimming flow) and an evidence of a small eddy at the corner of the downwind building and ground appeared. The CFD_NIMR_SNU reproduced both the observed flow patterns reasonably well, although wind speeds inside the street canyon were underestimated.

Effect of bogie fairings on the snow reduction of a high-speed train bogie under crosswinds using a discrete phase method

  • Gao, Guangjun;Zhang, Yani;Zhang, Jie;Xie, Fei;Zhang, Yan;Wang, Jiabin
    • Wind and Structures
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    • 제27권4호
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    • pp.255-267
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    • 2018
  • This paper investigated the wind-snow flow around the bogie region of a high-speed train under crosswinds using a coupled numerical method of the unsteady Realizable $k-{\varepsilon}$ turbulence model and discrete phase model (DPM). The flow features around the bogie region were discussed and the influence of bogie fairing height on the snow accumulation on the bogie was also analyzed. Here the high-speed train was running at a speed of 200 km/h in a natural environment with the crosswind speed of 15 m/s. The mesh resolution and methodology for CFD analysis were validated against wind tunnel experiments. The results show that large negative pressure occurs locally on the bottom of wheels, electric motors, gear covers, while the positive pressure occurs locally on those windward surfaces. The airflow travels through the complex bogie and flows towards the rear bogie plate, causing a backflow in the upper space of the bogie region. The snow particles mainly accumulate on the wheels, electric motors, windward sides of gear covers, side fairings and back plate of the bogie. Longer side fairings increase the snow accumulation on the bogie, especially on the back plate, side fairings and brake clamps. However, the fairing height shows little impact on snow accumulation on the upper region of the bogie. Compared to short side fairings, a full length side fairing model contributes to more than two times of snow accumulation on the brake clamps, and more than 20% on the whole bogie.

자연공기(自然空氣)에 의(依)한 벼 건조(乾燥) 시뮤레이션(II) : 요인분석(要因分析) 및 열대기후하(熱帶氣候下)의 건조가능성(乾燥可能性) 조사(調査) (Simulation of Rough Rice Drying by Natural Air(II) : Factors Evaluation and Feasibility Study for Tropical Weather)

  • 장동일
    • 농업과학연구
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    • 제11권2호
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    • pp.270-277
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    • 1984
  • 자연공기(自然空氣)에 의(依)한 벼 건조의 요인영향(要因影響)을 시뮤레이션 모델에 의(依)하여 분석(分析)하였다. 분석(分析)된 요인(要因)들은 송풍량(送風量), 수확시기(收穫時期), 초기수분함량(初期水分含量) 그리고 기상조건(氣상條件)이었다. 시뮤레이션을 위해서는 RICEDRY model 을 이용(利用)하였다. 그리고 개발(開發)된 시뮤레이션 모델이 외국(外國)의 기상조건하(氣象條件下)에서 적용(適用)될 수 있는가와 자연공기(自然空氣)에 의(依)한 벼 건조(乾燥)가 가능(可能)한가를 중남미(中南美)의 코스타리카의 기상자료(氣상資料)를 이용(利用)하여 시험(試驗)하였다. 이상(以上)의 연구(硏究)를 통(通)하여 다음과 같은 결론(結論)을 얻을 수 있었다. 1. 송풍량(送風量)이 많을수록, 건조시간(乾燥時間)이 짧았고 건물손실(乾物損失)이 적었다. 2. 수확시기(收穫時期)에 따른 건물손실간(乾物損失間)에는 현저(顯著)한 차이(差異)가 있었다. 3. 초기수분함량(初期水分含量)이 높을수록, 건조층내(乾燥層內)에서 건물손실(乾物損失) 변화도(變化度)가 컸다. 4. 건조층(乾燥層)의 최하부(最下部)의 벼 수분함량(水分含量)은 기상변화(氣象變化)에 매우 민감(敏感)하게 변화(變化)하였으며, 중간층(中間層)과 최상층(最上層)의 수분함량(水分含量)은 비교적(比較的) 기상변화(氣象變化)에 따른 변화(變化)가 적었다. 5. 시뮤레이션 모델(RICEDRY)는 외국(外國) 기상조건하(氣象條件下)에서도 적용(適用)될 수 있었으며, 열대기후하(熱帶氣候下)에서도 자연공기(自然空氣)에 의(依)한 벼 건조(乾燥)가 가능(可能)함을 알 수 있었다.

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