• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제36권5호
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• pp.49-55
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• 2008

This study was carried to investigate the effects of steaming and four different drying methods on the longitudinal liquid permeability of Korean pine (Pinus koraiensis Sieb.et Zucc.) board. Four drying methods were air drying, conventional kiln drying, microwave-vacuum drying and high temperature drying. Darcy equation was used for calculating the specific permeability of the small sapwood specimens taken from the treated boards while capillary rising method was used for the heartwood specimens. The sapwood specimens were extracted with water and benzene-alcohol solution to examine the mechanism of liquid flow in treated wood. No significant correlation was found between specific permeability and the number of resin canals of the sapwood specimens. Extraction decreased the differences of specific permeabilities of the sapwood specimens between the five treatment methods. The effects of extraction on the longitudinal permeability are different between five treatments. The fluid path in heartwood was observed by dynamic observation method.

• Steel and Composite Structures
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• 제51권4호
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• pp.363-375
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• 2024

Within the optimization field, addressing the intricate posed by fluidic pressure loads on functionally graded structures with frequency-related designs is a kind of complex design challenges. This paper thus introduces an innovative density-based topology optimization strategy for frequency-constraint functionally graded structures incorporating Darcy's law and a drainage term. It ensures consistent treatment of design-dependent fluidic pressure loads to frequency-related structures that dynamically adjust their direction and location throughout the design evolution. The porosity of each finite element, coupled with its drainage term, is intricately linked to its density variable through a Heaviside function, ensuring a seamless transition between solid and void phases. A design-specific pressure field is established by employing Darcy's law, and the associated partial differential equation is solved using finite element analysis. Subsequently, this pressure field is utilized to ascertain consistent nodal loads, enabling an efficient evaluation of load sensitivities through the adjoint-variable method. Moreover, this novel approach incorporates load-dependent structures, frequency constraints, functionally graded material models, and polygonal meshes, expanding its applicability and flexibility to a broader range of engineering scenarios. The proposed methodology's effectiveness and robustness are demonstrated through numerical examples, including fluidic pressure-loaded frequency-constraint structures undergoing small deformations, where compliance is minimized for structures optimized within specified resource constraints.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.30-38
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• 2009

최근에 해안구조물의 시공에 있어 친수성 및 방재 기능을 동시에 갖는 구조물이 검토되는 사례가 증가하고 있다. 본 연구의 목적은 비교적 급한 1:5 사면을 가진 해안구조물 위로 전파하는 파랑변형 및 파의 처오름을 예측하는 것이다. 사면 위의 파랑변형 및 처오름을 해석하기 위하여 비선형 천수방정식을 사용하였으며, 투수층 내의 유체운동에는 확장형 Forchheimer의 저항법칙에 근거한 비선형, 비정상 Darcy법칙을 적용하여 규칙파 및 불규칙파를 대상으로 수행되었고, 계산결과는 PBREAK 수치모델의 적용성 및 한계성을 검토하기 위하여 수리모형실험 결과와 비교검토 되었다. PBREAK 수치모델은 사면 위의 파형의 변화를 잘 예측하였으나 질량 및 운동량의 교환이 많이 발생하는 쇄파대 내에서 수리모형실험 결과와 약간의 차이를 보여주었다. 또한 수심평균된 수립자 유속은 파봉 부근을 제외하고 파곡 아래에서 계측한 실험치와 잘 일치하였다.

• 자원환경지질
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• 제29권3호
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• pp.325-333
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• 1996

폐기물 매립지 내에셔 가스 흐름을 추정하기 위하여 수치 모델을 개발하였다. 가스 흐름은 밀도에 영향 받는 밀도류이고 매립지 내의 매체는 매우 불균질하므로 단순한 수학적 해법으로 가스 흐름을 추정하기 어렵다. Darcy 방정식과 절량 보존의 법칙을 결합하고 이상 기체 방정식을 도입하여 지배방정식을 만들어지고, 이 지배방정식을 유한요소법으로 풀이하였다. 정류상태 모의의 결과는 AIRFLOW 모델에 의한 모의 결과와 일치한다. 부정류 상태 모의 결과는 질량 보존 평가와 일정 시간 후의 결과를 정류상태의 결과와 비교하여 간접적으로 결과의 신뢰성을 평가하였다. 대우건설에서 1993년에 실시한 난지도 매립지 가스 추출 시험 결과를 모델을 사용하여 분석하였다. 개발된 모델은 1994년 재단법인 한국컴퓨터 프로그램 보호회에 등록되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권9호
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• pp.89-96
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• 2006

본 연구에서는 소형 위성용 하이브리드 로켓 점화장치에 적용되는 N2O 촉매 베드의 유동 및 열적 현상에 대한 이론적인 고찰을 하였다. 허니콤 형상을 가지는 촉매 베드 내의 열적 현상을 분석하기 위해서 다공성 매질 접근법을 사용하였다. 유동장은 Brinkman- extended Darcy 모델을 사용하였고, 온도장은 One-equation 모델을 사용하여 촉매 베드 내에서 유동장 및 온도장에 대한 해석해들을 구하였다. 다공성 매질 접근법을 적용한 모델의 해석해와 기존 실험결과를 비교하여 본 모델의 정확성을 검증하였다. 해석해에 근거하여 N2O 촉매 베드에 영향을 미치는 중요한 변수들이 촉매 베드의 기공률, 유효 체적비, 촉매 베드와 기공의 직경비, 공급열, 그리고 펌핑파워임을 확인하였으며 촉매 베드 내에서의 열적현상에 대한 중요 변수들의 효과를 연구하였다.

• Environmental Engineering Research
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• 제13권2호
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• pp.73-78
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• 2008

For a given soil-contaminated site, a level of soil contamination is characterized and decisions on risk may be made from the risk assessment. The study evaluated critical design factors for the determination of sample size in the sampling design plan and the assessment of soil contaminant- leaching to groundwater. Two variables, the minimum relative detectable difference (T) and coefficient of variation (CV) were evaluated for the sample size determination. The minimum number of samples can be appropriately determined by CV under a T value greater than or equal to 0.2. Soil-contaminant leaching to groundwater was evaluated by using the Soil Screening Level equation of U.S. Environmental Protection Agency and the Risk Based Screening Level equation of American Society for Testing and Materials, with the same input parameters. The groundwater concentrations estimated from soil contaminant concentrations were significantly affected by the Darcy velocity of groundwater and the organic content of soil.

• Journal of applied mathematics & informatics
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• 제29권5_6호
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• pp.1269-1283
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• 2011

Here we consider magneto-convection in a mushy layer which is formed during solidification of binary alloys. The mushy layer is treated as an active porous media with variable permeability. The equations governing the layer are conservation of mass, conservation of heat, conservation of solute, magnetic induction equation, momentum equation governed by the Darcy's law and Maxwell's equations for the magnetic field. To study the second order effects on the flow without solving the second order system, we need to obtain the adjoint system for the flow. This motivates the authors we derive the adjoint system analytically for the mushy layer case. Numerical results of the adjoint system are presented for passive and active mushy layers at the onset of the motion using a set of parameters experimentalists use.

• 전기화학회지
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• 제9권4호
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• pp.151-157
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• 2006

A two-dimensional numerical model to study the performance of anode-supported flat-tube solid oxide fuel cell (SOFC) far the cross section of the cell in the flow direction of the fuel and air flows is developed. In this model a mass and charge balance, Maxwell-Stefan equation as well as the momentum equation by using, Darcy's law are applied in differential form. The finite element method using FEMLAB commercial software is used for meshing, discritization and solving the system of coupled differential equations. The current density distribution and fuel consumption as well as water production are analyzed. Experimental data is used to verify a predicted voltage-current density and power density versus current density to judge on the model accuracy.

• Tribology and Lubricants
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• 제22권2호
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• pp.93-98
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• 2006

The numerical analysis of the negative pressure porous gas bearings is presented. The pressure distribution is calculated using the finite difference method. The Reynolds equation and Darcy's equation are solved simultaneously. The air bearing stiffness and damping are evaluated using the perturbation method. Rectangular uniform grid is employed to model the bearing. The vacuum preloading is considered. The pressure in the vacuum pocket is assumed to be a constant negative pressure. The total load, stiffness, damping and flow rate are calculated fur several geometrical configurations and several values of negative pressure. It is found that too large vacuum pocket can result in negative total force.

• 전기화학회지
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• 제2권2호
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• pp.98-105
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• 1999

본 연구에서는 전기장에 의하여 유발되는 자연대류의 영향을 줄이기 위하여 수평 다공성 유체층에 열적 성충화를 유지하여 부력과 유체층의 안정화 효과를 체계적으로 조사하였다. 이를 위하여 수평 다공성 유체층에서 이중확산대류에 의한 물질전달 상관식을 이론적으로 유도하고, 전기화학 실험을 통하여 이론에 의한 모델을 보완하였다. 물질전달 상관식은 다공성 매질층에 대한 유동 방정식으로 Forchheimer모델을 사용하고 미세 난류 모델을 적용하여, 용질 및 열 Darcy-Rayleigh수와 Lewis 수로 유도하였다. 실험에서는 다공성매질에 포화된 황산구리황산용액내의 구리이온을 전기 화학적 방법을 통하여 확산 또는 자연대류에 의한 물질전달 실험을 수행하였다. 이론 및 실험적 해석 결과를 종합하면 다공성 매질 내에서 구리이온의 이중확산대류에 의한 물질전달 상관식은 다음과 같다. $$Sh=\frac{0.03054(Rs_D-LeRa_D)^{1/2}}{1-3.8788(Rs_D-LeRa_D)^{-1/10}}$$ 본 연구의 결과는 실험치와 잘 부합되었으며, 모델식의 원형은 열 및 물질전달계에서 자연대류의 영향을 효과적으로 제어할 수 있는 방안으로 활용될 수 있을 것이다.