대표적인 하천횡단구조물 중 하나인 낙차공은 하천하상의 안정을 목적으로 설치되지만 이는 하천환경의 연속성을 차단하고, 수생태환경의 파괴를 야기하는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 생태통로로서의 기능을 갖는 저낙차 자연형 낙차공을 모형으로 제작하여 실험실 실험을 수행하고, 적절한 지배인자 사이의 관계를 도출하여 국부세굴공 규모의 예측식을 제안하였다. 직선형과 6가지 상향 V 자형의 낙차공 모형에 대하여 각각 실험유량은 4가지로 총 28개의 조건에 대해서 실험을 수행하였다. 각각의 실험조건별 세굴실험 결과를 바탕으로 기존에 제안된 세굴심 추정식을 적용한 결과보다 최대세굴심이 다소 크게 발생함을 확인하였다. 따라서 낙차공 직하류부에서 발생하는 세굴공 발생 주요인자들 사이의 상관관계를 분석한 결과, 낙차공으로의 유입흐름 특성과 낙차공의 높이, 낙차공의 총횡단길이와의 상관관계가 높게 나타남을 확인하였다. 또한 이를 토대로 각 실험조건별 세굴심과 세굴길이에 상관관계가 높다고 판단되는 변수들을 무차원화하여 최대세굴공의 깊이와 길이 산정식을 각각 제안하였다. 향후 추가적으로 다양한 하상토 재료와 수심변화를 고려한 실험적 연구 및 수치해석 연구를 병행하여 보다 정확한 세굴심 산정식을 도출할 수 있다.
기체 유동층에서 입자비산속도에 관한 상관식을 사용하여 입자의 수송속도를 예측하는 모델을 제안하였다. Choi 등과 Li와 Kato의 상관식을 사용하여 emptying time 방법을 모사하였다. 기체속도의 단위에 의한 영향을 배제하기 위해서, 기체속도를 종말속도로 나눈 무차원 속도를 x-축의 값으로 사용하였다. y-축은 입자비산속도의 역수를 사용하였다. 기체속도를 증가시킬 때, y-값의 감소 기울기가 절대값으로 0.398 [$m^2s/kg$]를 나타내는 무차원 속도를 수송속도로 간주하였다. 모델의 예측값은 고온, 고압에서도 측정값과 비교적 잘 일치하였다.
본 연구에서는 유효수직응력의 영향을 받고 있으며, 공간적으로 상관된 간극분포를 포함하고 있는 단일 균열 내에서의 용질이동에 대한 공간적 거동을 수치적으로 분석하였다. 분석결과 단일 균열에서의 용질이동은 간극분포의 공간적 상관정도와 적용된 유효수직응력에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 공간적 상관길이가 증가함에 따라 용질입자의 평균이동시간은 감소하였으며, 또한 용질이동에 대한 굴곡도와 Peclet 수(유체흐름에 의한 용질의 이송율과 분자확산율과의 관계를 나타내는 무차원 수)가 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 공간적 상관길이가 증가할수록 단일 균열 내의 간극분포가 용질입자의 이동에 유리하다는 것을 의미한다. 그러나 유효수직응력이 증가할수록 용질입자의 평균이동시간과 굴곡도는 증가하는 경향을 나타냈으며, Peclet 수는 감소하는 경향을 나타냈다. 이는 유효수직응력이 증가할수록 접촉면의 증가로 인해 한 두 개의 상대적으로 큰 국부유량을 가지는 유로를 따라 이동하기 때문인 것으로 판단된다. 또한 본 연구에서 용질이동에 대한 모의된 결과에 근거하여 공간적 상관길이에 따른 유효수직응력과 용질의 평균이동시간과의 관계를 나타내는 지수형태의 상관식을 제안하였다.
Convective nucleate boiling and burnout heat flux have been studied on a flat, downward facing, constant heat flux surface cooled by an impinging water jet. The tests are progressed from low, nonboiling power to high, burnout heat flux power. The jet velocity and the subcooling do not affect the nucleate boiling curve of $q{\sim}{\Delta}T_{sat}$ diagram, but the supplementary water height affects the curve. For the case of dimensionless height of supplementary water S/D=1, the boiling curve shift to the heigher heat flux than that of S/D=0 or S/D=2. Burnout heat flux is enhanced with increasing jet velocity and subcooling. Also. by using the supplementary water(S/D=1 or S/D=2), burnout heat flux is larger than that of the simple water jet(S/D=0). A generalized correlation for the burnout heat flux data in the present boiling system with an impinging water jet is successfully evolved.
The interaction of turbulent mixed convection and surface radiation in a three-dimensional channel with the heated blocks is analyzed numerically. Two blocks are maintained at high temperature and the other bottom and horizontal walls are insulated. S-4 method is employed to calculate the effect of the radiative heat transfer. The low Reynolds number k-$\varepsilon$ model proposed by Launder and Sharma is used to estimate the turbulent influence on the heat transfer enhancement. From above modeling, the effects of various channel specifications on the flow and heat transfer characteristics are investigated. The variables used for the present study are Reynolds number, block spacing, the channel height spacing for block and the emissivity. Average Nusselt numbers along the block surfaces are correlated and presented in terms of Reynolds number, emissivity and dimensionless geometric parameters. For the range of conditions in this study, average Nusselt numbers along the block surfaces are strongly influenced by the Reynolds numbers and channel height spacing for block but weakly influenced by the block spacing and the emissivity of the adiabatic walls.
The vortex-induced vibration of an ${\sqcap}$-shaped bridge deck sectional model is studied in this paper via the wind tunnel experiment. The vibratory behavior of the model shows that there is a transition of the predominant vibration mode from the vertical to the rotational degree of freedom as the wind speed increases gradually or vice versa as the wind speed decreases gradually. The vertical vibration is, however, much weaker in the latter case than in the former. This is a phenomenon which is difficult to model by existing parametric models for vortex-induced vibrations. In order to characterize the aeroelastic property of the ${\sqcap}$-shaped sectional model, a time domain force identification scheme is proposed to identify the time history of the aeroelastic forces. After the application of the proposed method, the resultant fluid forces are re-sampled in dimensionless time domain so that reduced frequency response function (RFRF) can be obtained to explore the properties of the vortex-induced wind forces in reduced frequency domain. The RFRF model is proven effective to characterize the correlation between the wind forces and bridge deck motions, thus can explain the aeroelastic behavior of the ${\sqcap}$-shaped sectional model.
The energy conservation theory is introduced for investigating processes of runoff and soil erosion on the hillslope system changed vegetation condition by wildfire The rainfall energy, input energy consisted of kinetic and potential energy, is influenced by vegetation coverage and height. Output energy at the outlet of hillslope is decided as the kinetic energy of runoff and erosion soil, and mechanical work according to moving water and soil is influenced dominantly by the work rather than the kinetic energy. Relationship between output and input energy is possible to calculate the energy loss in the runoff and erosion process. The absolute value of the energy loss is controlled by the input energy size of rainfall because energy losses of runoff increase as many rainfall pass through the hillslope system. The energy coefficient which is dimensionless is defined as the ratio of input energy of rainfall to output energy of runoff water and erosion soil such as runoff coefficient. The energy coefficient and runoff coefficient showed the highest correlation coefficient with the vegetation coverage. Maximum energy coefficient is about 0.5 in the hillslope system. The energy theory for output energy of runoff and soil erosion is presented by the energy coefficient theory associated with vegetation factor. Also runoff and erosion soil resulting output energy have the relation of power function and the rates of these increase with rainfall.
This paper describes the numerical prediction of the thermal fatigue life of a $\mu$BGA(Micro Ball Grid Array) solder joint. Finite element analysis(FEA) was employed to simulate thermal cycling loading for solder joint reliability. Strain values, along with the result of mechanical fatigue tests for solder alloys were then used to predict the solder joint fatigue life using the Coffin-Manson equation. The results show that Sn-3.5mass%Ag solder had the longest thermal fatigue life in low cycle fatigue. Also a practical correlation for the prediction of the thermal fatigue life was suggested by using the dimensionless variable ${\gamma}$, which was possible to use several lead free solder alloys for prediction of thermal fatigue life. Furthermore, when the contact angle of the ball and chip has 50 degrees, solder joint has longest fatigue life.
Regression analyses were conducted for prediction of benzo(a)pyrene (BaP) and total polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in soils. Dimensionless units were applied after each PAH was divided by naphthalene (Nap) for the regression analyses using a previously published Swiss data set or all data sets, including Chinese and Brazilian. A strong correlation was found between BaP/Nap ($R^2=0.95$) or ${\Sigma}PAH/Nap$ ($R^2=0.99$) and Pyr/Nap ratios from the Swiss data set. When the developed prediction equation was applied to other measurements to validate its accuracy, there was great agreement between the data and predicted values. This model could be used as a useful tool for the calculation of average BaP and ΣPAH in specific regions without additional tests.
건물 화재시 예상되는 내장재의 실째 화재성농올 기준으로 한 위험성 명가방법올 제시하였다. 이률 위해 ISO Room Corner Test. (9705)를 기준으로 Qui ntie re의 화재확산 모델을 이용하여 내장재의 열 적 특성과 플래쉬 오버 도달시간과의 상관성을 유도하고 스쩨덴의 실제 시험결과와 비교 분석하였다. 이 결과, 내장재의 상대척인 화재위험성은 화재확산 변수 b륨 기준으로 명가될 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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