• 한국전산유체공학회지
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• 제3권1호
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• pp.73-81
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• 1998

The effect of vertical or horizontal throughflow on natural convection in horizontal porous layer was investigated. The computations were performed by employing Darcy-Brinkman-Forchheimer equation to consider the effect of inertia and viscous effect. The patterns of streamlines and isotherms are observed by changing the strength of throughflow. The vertical throughflow stabilizes the natural convection in porous layer. It also disturbs the developing vertical and horizontal velocity component of natural convection cell and increases the critical modified Rayleigh number. The horizontal throughflow influences the stabilization of natural convection in porous layer much more than the vertical throughflow. And it changes a stable convection into a oscillatory convection.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1890-1894
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• 2006

해안지하수유출량의 평가는 물수지분석에 있어 불확실성이 큰 요인인 지하수 함양량에 대한 정밀도를 높일 수 있으며 해안지역의 수자원 개발가능량의 근거를 제시 할 수 있을 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서는 해안지역의 지하수유출량 평가를 위하여 지하수기초조사보고서와 광역지하수보고서를 이용하여 지하수유출량 산정을 위한 기초자료를 수집하고 이를 바탕으로 정밀지하수해안유출량 및 주요하천권역별 지하수해안 유출량을 산정하였다. 전국의 해안지역 중 낙동강권역, 영산강-섬진강권역, 금강권역의 지하수기초조사사업이 수행된 지역을 대상으로 지하수 및 대수층특성자료에 대하여 지하수기초조사보고서를 중심으로 조사하고 Darcy의 법칙을 적용하여 연안유역의 정밀 지하수해안유출량을 산정하였다. 지하수기초조사가 수립되지 않은 지역은 광역지하수조사보고서를 이용하여 지하수해안유출량를 산정하고 이를 정밀지하수해안유출량과 통합하여 주요하천권역별 지하수해안유출량을 평가하였다.

• 에너지공학
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• 제15권1호
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• pp.60-66
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• 2006

발포 알루미늄이 삽입된 환형관에서의 유동과 대류 열전달 특성을 실험적 연구를 수행하여 분석하고 heat sink로서의 실현 가능성을 검토하였다. 다른 기공밀도를 갖는 두 종류의 발포 알루미늄을 사용하여 유동과 열전달 특성을 파악하고 마찰계수와 열전달 관련 Nusselt수를 Darcy 수, Reynolds수, Prandtl수의 함수로 상관식을 구하였다. 발포 알루미늄이 없는 경우에 비해 마찰계수는 증가하지만 Nusselt수에서도 6에서 10배의 증가를 나타낸다. 따라서 열교환기의 크기가 제한되는 경우 열교환기에 발포알루미늄을 삽입하면 전열면적을 감소시킬 수 있으므로 열교환기를 소형화할 수 있다.

• Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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• 제5권1호
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• pp.55-78
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• 2001

Given the anisotropic Poisson equation $-{\nabla}{\cdot}{\mathcal{K}}{\nabla}p=f$, one can convert it into a system of two first order PDEs: the Darcy law for the flux $u=-{\mathcal{K}{\nabla}p$ and conservation of mass ${\nabla}{\cdot}u=f$. A very natural mixed finite volume method for this system is to seek the pressure in the nonconforming P1 space and the Darcy velocity in the lowest order Raviart-Thomas space. The equations for these variables are obtained by integrating the two first order systems over the triangular volumes. In this paper we show that such a method is really a standard finite element method with local recovery of the flux in disguise. As a consequence, we compare two approaches in analyzing finite volume methods (FVM) and shed light on the proper way of analyzing non co-volume type of FVM. Numerical results for Dirichlet and Neumann problems are included.

• Journal of applied mathematics & informatics
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• 제40권1_2호
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• pp.99-115
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• 2022

The problem of Benard double diffusive Marangoni convection is investigated in a horizontally infinite composite layer system consisting of a two component fluid layer above a porous layer saturated with the same fluid, using Darcy-Brinkman model with constant heat sources/sink in both the layers. The lower boundary of the porous region is rigid and upper boundary of the fluid region is free with Marangoni effects. The system of ordinary differential equations obtained after normal mode analysis is solved in closed form for the eigenvalue, thermal Marangoni number for two types of thermal boundary combinations, Type (I) Adiabatic-Adiabatic and Type (II) Adiabatic -Isothermal. The corresponding two thermal Marangoni numbers are obtained and the essence of the different parameters on non-Darcy-Benard double diffusive Marangoni convection are investigated in detail.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.201-209
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• 1993

본 연구는 하수관망의 신뢰성을 분석하기 위한 것으로, AFOSM 방법의 적용성을 판단하기 위해 이 기법을 신정유수지 유역에 적용하였다. 파괴점을 찾기 위한 방법으로는 비선형성에 의한 오차를 줄일 수 있는 Rackwitz Algorithm을 이용하였다. 위험도를 산정하는데 필요한 실행함수를 설정하기 위해 하중을 결정하는 데는 합리식을 사용하였고, 용량을 결정하는 식으로는 Manning의 식과 Darcy-Weisbach 식의 2가지를 이용하여 위험도를 구하였으며, 위험도는 각각 0.119, 0.127로 나타났다. 또한, 재현기간별 Risk-Safety Factor 관계를 유도하여 신뢰성 분석에 기초한 하수관망의 설계를 할 수 있도록 하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제22권12호
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• pp.1657-1668
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• 1998

In the analysis of a mushy solidification system with natural convection using a fixed grid method, the enthalpy method has been used to account for the release of latent heat. The variable viscosity, Darcy source, and hybrid methods have been employed for the velocity suppression in a mushy region. The choice of the values of solid viscosity and permeability constant in conjunction with the Darcy source term plays an important role in forming the location and shape of the phase boundaries. In this work the effects of these major parameters related to steady-state behavior in the system of mushy solidification are investigated through a simple test problem. The effective specific heat based on the spatial gradients of the enthalpy and temperature is adopted for the treatment of the release of latent heat. The effects of the Prandtl and Rayleigh numbers on the shape of mushy region are examined using the hybrid method.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.438-443
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• 2007

개수로 흐름에 대한 연구는 1700년대 중엽 Chezy에 의해 이론적인 기초를 다졌으며, 광범위하고 조직적인 관측연구는 Darcy(1803-1858)에 의해 약 150년 전에 폭 2m, 길이 600m에 이르는 수로에서 실험관측을 수행하고자 시도하였다. Darcy의 동료이자 후계자인 Bazin은 제한된 조건의 현장관측뿐 아니라 다양한 조건의 수로를 제작하여 실험관측을 수행하였으며 그의 실험자료는 Bazin 자신 뿐만 아니라 Manning이나 Ganguillet와 Kutter 등 여러 연구자들의 경험식 개발에도 이용되었다. Nikuradse(1933)의 균일조도 원형관수로 실험결과로부터 관로 흐름은 층류, 천이층류, 완난류, 천이난류, 전난류 등 다섯 종류의 흐름특성을 가지고 있음을 확인하였고 Bazin(1829-1917)과 varwick(1945)의 실험결과로부터 개수로 흐름에서도 관로 흐름과 마찬가지로 층류, 천이층류, 완난류, 천이난류, 전난류 등 다섯가지의 흐름특성이 존재함을 알 수 있다. 본 연구에서는 기존의 지수형 마찰계수 산정식에서 단순히 조고만의 함수였던 ${\alpha}$에 물의 기본적인 성질인 표면장력, 점성력, 밀도와 자연 하천의 경사, 수심, 수면, 폭, 조고의 영향을 고려한 수심에 관한 무차원수 $Y_h$, 수면 폭에 관한 무차원수 $Y_b$, 조고에 관한 무차원수 $Y_k$를 도입하였다. 따라서 개수로 흐름 해석에 있어서 기존의 마찰계수 산정치보다 여러 영향을 반영하여 정확한 값을 산정할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.127-127
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• 2023

지표수와 하상 경계층에서 발생하는 흐름 교환은 하천, 호소, 연안, 해안 등 자연계에 존재하는 수환경시스템에서 일반적으로 나타나는 수리학적 특성으로서, 흐름 교환이 발생하는 경계층 아래 하상층 영역을 혼합대(hyporheic zone)라 부른다. 수질오염사고 등에 의해 외부의 오염물질이 하천 내 유입될 경우, 혼합대 흐름에 의해 하상층으로 침투되고 지표수 대비 유속이 느린 하상 내 공극 흐름에 의해 거동함에 따라 이들의 하천 내 체류시간이 증가하게 된다. 따라서, 본 연구에서는 지표수와 하상 흐름을 연계한 수치해석 방법을 적용하여 혼합대가 지표수 내 용질 체류시간에 미치는 영향을 분석하였다. 먼저 연직 2차원 Reynolds 평균 Navier-Stokes(RANS) 방정식과 Darcy 방정식을 연계하여 지표수와 하상 내 흐름을 해석하였다. 지표수 영역은 RANS 방정식을 이용하여 모의하였고, 지표수 흐름해석에서 얻어진 하상의 압력장을 경계조건으로 하여 Darcy 방정식과 함께 하상 내 흐름을 모의하였다. 여기서 하상의 형태는 자연계 하천에서 일반적으로 관찰되는 사련하상(Ripple bed)으로 모사하였다. 이후, 지표수-하상 연계모의를 통해 얻어진 흐름 결과를 바탕으로 지표수-하상 경계층에서 용질거동을 모의하였다. 흐름 모의결과를 과거 실험자료와 비교한 결과, 지표수 영역 내연직흐름 분포를 정확하게 재현하였고, 동시에 혼합대 흐름 구조에 큰 영향을 미치는 지표수-하상 경계층 압력 분포 역시 관측값과 유사하게 나타났다. 용질거동 해석을 통해 얻어진 용질의 체류시간을 분석한 결과, 혼합대 흐름이 고려된 경우(투수성 하상)와 고려되지 않은 경우(불투수성 하상)를 비교했을 때 전자에서 체류시간 분포의 감수곡선이 길어지고 첨두농도가 감소하는 것으로 나타났다. 아울러, 지표수 영역의 유입부 경계의 평균 유속이 증가함에 따라 최대 체류시간이 감소하는 것으로 나타났는데, 이는 지표수-하상 경계층에서의 압력 경사가 커져 혼합대 내 유속이 증가함에 기인하는 것으로 분석되었다.

• 에너지공학
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• 제7권2호
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• pp.209-215
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• 1998

본 연구에서는 수평 가공층의 하부에서 가열하고 상부에서 냉각하는 자연대류현상을 Brinkman-Darcy 방정식을 이용하고 하부 경계면에서 상부 경계면으로 균일한 관통류가 있을 경우를 고려하여 수직 관통류가 자연대류에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 관통류가 없을 경우의 임계 Rayleigh수와 있을 경우의 임계 Rayleigh수를 비교하였다. 또, 일정한 Rayleigh수에서의 관통류의 세기에 따른 Nusselt수, 등온선의 형태, 유동현상의 변화를 고찰하였다. 이와 같은 연구를 하기 위해 수치 해석적 연구로는 2차원 비정상 유동으로 가정하고 유한차분법(FDM)을 이용하였으며, 실험적 연구에서는 수치해석상의 결과를 검증하기 위해 액정(Liquid Crystal)을 시험체적 앞면에 부착하여 관통류의 세기에 따른 온도장의 재 분포를 가시화 하였다. 결론적으로 관통류는 순수 자연대류상에서의 온도장의 형태를 크게 변화시키고, 관통류의 세기가 강해짐으로써 대류 열전달의 불안정성이 감소함을 알 수 있었다. 또, Nusselt수를 구함으로써 대류열전달의 강도를 추정할 수 있었다.