• 한국분말재료학회지
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• 제29권2호
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• pp.99-109
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• 2022

Powder flowability is critical in additive manufacturing processes, especially for laser powder bed fusion. Many powder features, such as powder size distribution, particle shape, surface roughness, and chemical composition, simultaneously affect the flow properties of a powder; however, the individual effect of each factor on powder flowability has not been comprehensively evaluated. In this study, the impact of particle shape (sphericity) on the rheological properties of Ti-6Al-4V powder is quantified using an FT4 powder rheometer. Dynamic image analysis is conducted on plasma-atomized (PA) and gas-atomized (GA) powders to evaluate their particle sphericity. PA and GA powders exhibit negligible differences in compressibility and permeability tests, but GA powder shows more cohesive behavior, especially in a dynamic state, because lower particle sphericity facilitates interaction between particles during the powder flow. These results provide guidelines for the manufacturing of advanced metal powders with excellent powder flowability for laser powder bed fusion.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권2호
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• pp.133-139
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• 2019

본 연구는 하상재료의 종류와 유속에 따른 세굴변화에 대한 연구를 진행하였고, 유속, 구성방법 및 재료와 세굴에 대한 상관관계를 정의하여 호안 및 제방의 운용성을 검토하고자 실험을 통한 연구를 진행하였다. 본 연구의 실험에 사용된 재료는 제방에 사용되고 있는 재료로 모래, 황토를 이용하였다. 실험실규모 고속수로에서 다양한 계측장비들을 이용하여 유속의 변화에 따른 재료의 세굴을 측정하였다. 이를 통해 세굴 전 후의 재료변화를 수치적으로 분석하였다. 고유속흐름에서 하상재료에 따라 세굴의 정도를 비교 평가하여 안정성에 대한 연구도 진행하였다. 실험 결과 모래의 경우 응집력이 매우 약하여 1.0 m/s 이하에서도 40% 이상의 재료가 유실이 되고 황토의 경우 모래보다 유속이 빠른 2 m/s 이상에서도 6% 이하의 재료가 유실이 되었다. 재료가 유실된 이유중 하나는 강한 응집력으로 건조균열이 발생하여 세굴에 취약한 결과를 보였다. 본 연구에서는 이러한 건조균열의 발생부터 재료가 유실되는 현상을 제거하는 방법부터 재료에 대한 구성과 유실정도를 평가 하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제9권1호
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• pp.43-55
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• 1997

니토층의 압밀과 침식 및 파랑에 의한 유동화에 대한 이론과 실험결과를 개략적으로 고찰하였으며, 영광 해역의 기존자료를 재분석하여 주기적 및 비수기적 압밀과 유동화를 겪는 해저 니토층의 전단강도 연직분포의 시간변화 이력의 중요성에 관하여 정성적의로 논하였다. 기존의 실내설험 결과 및 영광 해역의 현장자료에 따르면, 저면의 압밀과 유동화를 고려하지 않고 니토 혹은 오염물질을 수치모의할 경우 ,유체역학적 작용력과 수주내 농도증가 사이에 시간차이를 유발할 수 있다. 이러한 시간차이는, 특히 파랑에너지가 비교적 큰 대조차 환경에서 저면으로부터 기인하는 고농도 물질의 이동방향 측면, 즉 물질수지 측면에서 심각한 오차를 발생시킬 수 있다

• 한국환경과학회지
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• 제15권6호
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• pp.571-577
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• 2006

This study make a comparison between the phosphorus removal performance of FNR(Ferrous Nutrient Removal) process and A/O process by the laboratory experiments. For simultaneous removal of phosphorus, iron electrolysis was combined with oxic tank. Iron precipitation reactor on the electrochemical behaviors of phosphorus in the iron bed. The phosphorus removal in FNR process was more than A/O process. Iron salts produced by iron electrolysis might help to remove COD and nitrogen. And the demanded longer SRT is the more removes the removes COD, nitrogen, and phosphorus. Also, FNR process of sludge quantity more reduce than A/O process to input cohesive agents.

• 한국습지학회지
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• 제19권3호
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• pp.303-310
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• 2017

본 연구의 목적은 난류흐름에서 이온의 영향아래 점착성 유사의 침강특성을 이해하는데 있다. 실험연구는 자유수면을 가지는 소형 환형수조에서 실시하였다. 실험에서 유사 재료로써 실리카($SiO_2$)를 사용하였으며, 부유농도는 CCD-Camera로 측정하였다. 실리카의 침강실험은 7g/L의 농도일 경우 다양한 바닥전단응력을 부여해 실시되었다. 바닥전단응력이 증가하게 되면 실리카의 플럭(floc)입자 입경(D)은 pH6.8에서보다 pH4.2와 높은 NaCl 농도에서 더 크다. 실리카의 침강속도($W_s$)는 pH4.2에서보다 10g NaCl/L에서 더 높다. 본 연구에서 예측된 농도-시간 곡선은 실제 흐름에서 이온의 영향아래 실측된 농도-시간 곡선과 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 한국습지학회지
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• 제21권3호
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• pp.207-214
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• 2019

본 실험연구는 자유수면을 이루는 환형수조에서 초음파 유속계를 이용하여 흐름특성을 분석하였다. 여기서 점착성 유사의 응집을 방해하지 않도록 설계된 실린더의 회전에 따라 흐름이 형성되도록 하였다. 종방향 유속에 대한 내부 실린더의 영향은 이동 경계 근처에서 가장 높았고 외측 벽쪽으로는 감소했다. 종방향 저유속에서 난류 운동에너지는 바닥근처 지점에서 가장 크게 나타났지만 종방향 유속이 증가함에 따라 위쪽으로 이동하였다. 멱법칙으로 산정된 종방향 유속은 바닥 마찰길이를 고려한 대수분포형태인 로그법칙으로 예측한 값보다 실측치와 잘 일치하였다. 레이놀즈 응력 방법으로 산정한 평균마찰속도는 종방향 유속이 증가할 때 로그법칙과 멱법칙으로 계산된 값보다 작게 나타났다.

• 한국해양학회지
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• 제22권1호
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• pp.25-33
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• 1987

河口와 인접한 內 에서 海流에 의한 微細粒 堆積物質의 輸送, 擴散現象을 數値的으로 分析하였다. 사용된 모델은 水理實驗과 現場觀測의 최근 硏究結果를 근거로 開發되었으며 堆積物의 浮上, 堆積, 輸送過程을 보다 실제 상황에 근접하도 록 數値, 計算하였다. 江의 흐름과 潮汐에 의한 海水流動, 이에 따른 沿岸海域에서의 浮遊物質 濃度, 海底寢食 그리고 堆積分布에 대한 時間別 變化를 計算하였다. 初期 에는 浮上된 堆積物에 의해 浮遊物質의 濃度가 크게 增加되었으나, 時間이 경과됨 에 따라 外海로 輸送되어 江河口에서는 濃度가 크게 줄어들었다. 河口隣接 內 의 海底 堆積物의 寢食과 堆積狀態는 內 의 地形的 條件에 따른 海流의 流速分布와 堆積物 特性에 의해 주로 決定됨을 나타내었다.

• 한국해양공학회지
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• 제19권2호
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• pp.82-89
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• 2005

This study deals with the development of the extended Kalman filter(EKF) algorithm for the localization of underwater mining vehicles. Both simulation and experimental studies in a test bed are carried out. For the experiments, a scale dawn tracked vehicle is run in a soil bin containing cohesive soil of bentonite-water mixture. To develop the EKF algorithm, we use a kinematic model including the inner/outer track slips and the slip angle for the vehicle. The measurements include the inner and outer wheel speeds from encoders, the heading angle from a compass sensor and a fiber optic rate gyro, and x and y coordinate position values from a vision system. The vision sensor replaces the LBL(Long Base Line) sonar system used in the real underwater positioning situations. Artificial noise signals mimicking the real LBL noise signal are added to the vision sensor information. To know the mean slip values of the tracks in both straight and cornering maneuver, several trial running experiments are executed before applying the EKF algorithm. Experimental results show the effectiveness of the EKF algorithm in rejecting the sensor measurements noise. Also, the simulation and experimental results show close correlations.

• Ocean Systems Engineering
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• 제6권1호
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• pp.23-60
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• 2016

The major objective of this study was to develop further understanding of 3D nearshore hydrodynamics under a variety of wave and tidal forcing conditions. The main tool used was a comprehensive 3D numerical model - combining the flow module of Delft3D with the WAVE solver of XBeach - of nearshore hydro- and morphodynamics that can simulate flow, sediment transport, and morphological evolution. Surf-swash zone hydrodynamics were modeled using the 3D Navier-Stokes equations, combined with various turbulence models (${\kappa}-{\varepsilon}$, ${\kappa}-L$, ATM and H-LES). Sediment transport and resulting foreshore profile changes were approximated using different sediment transport relations that consider both bed- and suspended-load transport of non-cohesive sediments. The numerical set-up was tested against field data, with good agreement found. Different numerical experiments under a range of bed characteristics and incident wave and tidal conditions were run to test the model's capability to reproduce 3D flow, wave propagation, sediment transport and morphodynamics in the nearshore at the field scale. The results were interpreted according to existing understanding of surf and swash zone processes. Our numerical experiments confirm that the angle between the crest line of the approaching wave and the shoreline defines the direction and strength of the longshore current, while the longshore current velocity varies across the nearshore zone. The model simulates the undertow, hydraulic cell and rip-current patterns generated by radiation stresses and longshore variability in wave heights. Numerical results show that a non-uniform seabed is crucial for generation of rip currents in the nearshore (when bed slope is uniform, rips are not generated). Increasing the wave height increases the peaks of eddy viscosity and TKE (turbulent kinetic energy), while increasing the tidal amplitude reduces these peaks. Wave and tide interaction has most striking effects on the foreshore profile with the formation of the intertidal bar. High values of eddy viscosity, TKE and wave set-up are spread offshore for coarser grain sizes. Beach profile steepness modifies the nearshore circulation pattern, significantly enhancing the vertical component of the flow. The local recirculation within the longshore current in the inshore region causes a transient offshore shift and strengthening of the longshore current. Overall, the analysis shows that, with reasonable hypotheses, it is possible to simulate the nearshore hydrodynamics subjected to oceanic forcing, consistent with existing understanding of this area. Part II of this work presents 3D nearshore morphodynamics induced by the tides and waves.

• Ocean Systems Engineering
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• 제6권1호
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• pp.61-97
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• 2016

This is the second of two papers on the 3D numerical modeling of nearshore hydro- and morphodynamics. In Part I, the focus was on surf and swash zone hydrodynamics in the cross-shore and longshore directions. Here, we consider nearshore processes with an emphasis on the effects of oceanic forcing and beach characteristics on sediment transport in the cross- and longshore directions, as well as on foreshore bathymetry changes. The Delft3D and XBeach models were used with four turbulence closures (viz., ${\kappa}-{\varepsilon}$, ${\kappa}-L$, ATM and H-LES) to solve the 3D Navier-Stokes equations for incompressible flow as well as the beach morphology. The sediment transport module simulates both bed load and suspended load transport of non-cohesive sediments. Twenty sets of numerical experiments combining nine control parameters under a range of bed characteristics and incident wave and tidal conditions were simulated. For each case, the general morphological response in shore-normal and shore-parallel directions was presented. Numerical results showed that the ${\kappa}-{\varepsilon}$ and H-LES closure models yield similar results that are in better agreement with existing morphodynamic observations than the results of the other turbulence models. The simulations showed that wave forcing drives a sediment circulation pattern that results in bar and berm formation. However, together with wave forcing, tides modulate the predicted nearshore sediment dynamics. The combination of tides and wave action has a notable effect on longshore suspended sediment transport fluxes, relative to wave action alone. The model's ability to predict sediment transport under propagation of obliquely incident wave conditions underscores its potential for understanding the evolution of beach morphology at field scale. For example, the results of the model confirmed that the wave characteristics have a considerable effect on the cumulative erosion/deposition, cross-shore distribution of longshore sediment transport and transport rate across and along the beach face. In addition, for the same type of oceanic forcing, the beach morphology exhibits different erosive characteristics depending on grain size (e.g., foreshore profile evolution is erosive or accretive on fine or coarse sand beaches, respectively). Decreasing wave height increases the proportion of onshore to offshore fluxes, almost reaching a neutral net balance. The sediment movement increases with wave height, which is the dominant factor controlling the beach face shape.