• Wind and Structures
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• 제20권5호
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• pp.643-660
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• 2015

The wind tunnel test of large-scale sectional model and computational fluid dynamics (CFD) are employed for the purpose of studying the aerodynamic appendices and mechanism on suppression for the vortex-induced vibration (VIV). This paper takes the HongKong-Zhuhai-Macao Bridge as an example to conduct the wind tunnel test of large-scale sectional model. The results of wind tunnel test show that it is the crash barrier that induces the vertical VIV. CFD numerical simulation results show that the distance between the curb and crash barrier is not long enough to accelerate the flow velocity between them, resulting in an approximate stagnation region forming behind those two, where the continuous vortex-shedding occurs, giving rise to the vertical VIV in the end. According to the above, 3 types of wind fairing (trapezoidal, airfoil and smaller airfoil) are proposed to accelerate the flow velocity between the crash barrier and curb in order to avoid the continuous vortex-shedding. Both of the CFD numerical simulation and the velocity field measurement show that the flow velocity of all the measuring points in case of the section with airfoil wind fairing, can be increased greatly compared to the results of original section, and the energy is reduced considerably at the natural frequency, indicating that the wind fairing do accelerate the flow velocity behind the crash barrier. Wind tunnel tests in case of the sections with three different countermeasures mentioned above are conducted and the results compared with the original section show that all the three different countermeasures can be used to control VIV to varying degrees.

• 설비공학논문집
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• 제17권4호
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• pp.370-376
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• 2005

For the purpose of investigating the effective removal of heating/cooling load from light-weighted building envelope, two air-conditioning systems, conventional parameter air-conditioning system and air-barrier system, are evaluated and compared by both experiment and simulation with six different cases during heating and cooling season. In addition, the characteristics of window-side building thermal load are assessed by varying supply air velocity in order to seek the optimal system operation condition. The results are as follows. 1) Air-barrier system is more effective to remove heating/cooling load at perimeter zone than conventional parameter air-conditioning system. Moreover, the better effectiveness appears during cooling season than during heating season. 2) The experiment during cooling season provides that indoor temperature of air-barrier system shows $1^{\circ}C$ less than that of the conventional system with similar outdoor air temperature profile, and indoor temperature distribution is more uniform throughout the experimented model space. It concludes that air-barrier system can achieve energy saving comparing to the conventional system. 3) The capturing efficiency of air-barrier system is 0.47 on heating season and 0.2 on cooling season with the same supply air volume. It results that the system performs effectively to remove building thermal load, moreover demonstrates high efficiency during cooling season. 4) The simulation results provide that capturing efficiency to evaluate the effective removal of building load from perimeter zone shows high value when supply air velocity is 1 m/s.

• 방사성폐기물학회지
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• 제18권2호
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• pp.133-141
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• 2020

고준위방사성폐기물의 처분은 고심도 암반내에 처분시스템을 구축하는 심층 처분방법이 고려된다. 심층 처분은 처분용기, 완충재, 뒷채움재, 근계암반의 설계 요소인 공학적방벽과 천연 방벽으로 구성된다. 공학적방벽 중에서 벤토나이트 완충재는 암반으로부터 유입되는 지하수 흐름을 최소화하고 핵종 유출을 저지하는 기능을 한다. 지하수 유입으로 인한 완충재의 수리전도도 특성 규명은 처분장 공학적방벽의 안정성 및 건전성에 대한 성능 평가에 있어 중요한 사안이다. 본 연구에서는 경주 벤토나이트를 이용하여 다양한 건조밀도와 온도 조건에 따라 포화 수리전도도 실험을 수행하였으며, 120개의 실험 결과를 다중 회귀 분석을 통해 수리전도도 추정 모델을 제시하였다. 실험 결과에서는 건조밀도가 커질수록 수리전도도가 감소하는 경향이 나타났다. 또한, 온도가 증가할수록 수리전도도가 증가하였다. 이러한 실험 결과들을 종합한 다중 회귀 분석 결과에서는 수리전도도 추정식의 결정계수(R²)가 0.93으로 높게 나타났다. 본 연구에서 제시된 수리전도도 추정식은 벤토나이트 완충재의 성능과 연관된 건조밀도와 온도의 영향을 고려하여 처분시스템의 공학적방벽 설계에 활용 될 것으로 판단된다.

• 설비공학논문집
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• 제15권11호
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• pp.970-978
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• 2003

This paper aims at suggesting design guidelines for a perimeter-less HVAC system that contributes energy savings. Perimeter-less HVAC system is one that relieves difficulties such as handling mixing loss, uneven radiative environment, and maintenance and repair. It prevents heat load gained through window and outdoor wall without modifying a previously equipped building skin system. In this paper, we conducted a large-scale model experiment to see how the push-pull air flow would handle indoor heat to obtain an optimized perimeter-less design, and then we plan to perform several kinds of CFD (computational fluid dynamics) cases through numerical simulation

• 방사성폐기물학회지
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• 제22권1호
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• pp.9-16
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• 2024

The bentonite buffer material is a crucial component in an engineered barrier system used for the disposal of high-level radioactive waste. Because a large amount of heat from the disposal canister is released into the bentonite buffer material, the thermal conductivity of the bentonite buffer is a crucial parameter that determines the design temperature. At the Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI), a new standard bentonite (Bentonil-WRK) has been used since 2022 because Gyeongju (KJ) bentonite is no longer produced. However, the currently available data are insufficient, making it essential to investigate both the basic and complex properties of Bentonil-WRK. Thus, this study evaluated its geotechnical and thermal properties and developed a thermal conductivity empirical model that considers its dry density, water content, and temperature variations from room temperature to 90℃. The coefficient of determination (R²) for the model was found to be 0.986. The thermal conductivity values of Bentonil-WRK were 1-10% lower than those of KJ bentonite and 10-40% higher than those of MX-80 bentonites, which were attributable to mineral-composition differences. The thermal conductivity of Bentonil-WRK ranged between 0.504 and 1.149 W·(m^-1·K^-1), while the specific heat capacity varied from 0.826 to 1.138 (kJ·(kg^-1·K^-1)).

• 방사성폐기물학회지
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• 제9권1호
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• pp.23-32
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• 2011

한국형 기준 처분시스템의 공학적 방벽에서의 열-수리-역학 복합 현상을 실증하기 위한 공학적 규모 실증실험 장치인 KENTEX에서 얻은 열, 수리, 역학적 실험 데이터를 이용하여 벤토나이트의 포화공정을 해석하였다. ABAQUS를 사용한 모델계산의 함수율과 실험 결과의 비교에서 불포화 영역에서는 온도상승으로 인해 초기 수분이 감소하는 수분 재분포 공정을 모델에 포함시키지 않아 함수율의 차가 컸다. 포화 영역에서는 실험에서 초기 수분보다 낮은 함수율에서부터 지하수로 포화가 진행되지만 모델과 실험에서 얻은 함수율 값의 차이가 점점 감소해 완전포화에 도달할 때에는 두 함수율 값이 거의 비슷한 결과를 보여주였다. 포화도 약 95%에 이르는 시간은 실험결과와 계산 결과가 서로 비슷한 약 500일 정도로 예측할 수 있었다. 그리고 불포화 영역의 수분 재분포가 벤토나이트의 완전포화에 도달하는 시간에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 분석되었다. 따라서 본 해석기법을 사용하면 지하처분연구시설의 완충재인 벤토나이트의 포화시간을 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권5호
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• pp.51-59
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• 2016

STS 321 스테인리스강은 액체 로켓 엔진을 비롯한 고온 고압의 시스템의 재료로서 많이 사용된다. 321 스테인리스강의 고온에서의 변형 거동을 예측하기 위해 Kocks의 전위 장벽 모델을 근거로 유동응력에 대한 구성 방정식을 열적 응력 요소와 비열적 응력 요소를 사용하여 제안하였다. 제안한 모델은 321 스테인리스강의 상온부터 $500^{\circ}C$의 넓은 온도 영역에서 재료의 변형 거동들을 잘 예측하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.196-208
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• 2009

본 논문에서는 부유 플랩형 고조방파제의 응답특성에 대해서 연구하였다. 효율적인 연구를 위하여 파동장은 선형 포텐셜 이론을 적용하여 모형화하였으며, 구조물의 운동은 Newton의 운동 제2법칙을 사용하여 나타내었다. 유체 영역은 통상의 2차 보간함수를 갖는 등매개변수요소로 모형화하였으며, 방사경계조건에 접하는 외부 영역은 무한요소로 처리하였다. 수리실험결과와의 비교를 통하여 수립된 수치모델의 타당성을 입증하였으며, 개발된 수치모델을 이용하여 마산만에 부유 플랩형 고조방파제 적용가능성에 대해서 살펴보았다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권10호
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• pp.3359-3366
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• 2021

An engineered barrier system (EBS) for the deep geological disposal of high-level radioactive waste (HLW) is composed of a disposal canister, buffer material, gap-filling material, and backfill material. As the buffer fills the empty space between the disposal canisters and the near-field rock mass, heat energy from the canisters is released to the surrounding buffer material. It is vital that this heat energy is rapidly dissipated to the near-field rock mass, and thus the thermal conductivity of the buffer is a key parameter to consider when evaluating the safety of the overall disposal system. Therefore, to take into consideration the sizeable amount of heat being released from such canisters, this study investigated the thermal conductivity of Korean compacted bentonites and its variation within a temperature range of 25 ℃ to 80-90 ℃. As a result, thermal conductivity increased by 5-20% as the temperature increased. Furthermore, temperature had a greater effect under higher degrees of saturation and a lower impact under higher dry densities. This study also conducted a regression analysis with 147 sets of data to estimate the thermal conductivity of the compacted bentonite considering the initial dry density, water content, and variations in temperature. Furthermore, the Kriging method was adopted to establish an uncertainty metamodel of thermal conductivity to verify the regression model. The R² value of the regression model was 0.925, and the regression model and metamodel showed similar results.

• 자원환경지질
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• 제51권2호
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• pp.121-130
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• 2018

KAERI Underground Research Tunnel(이하 KURT)는 한국원자력연구원의 연구지역에 건설된 지하처분연구시설이다. 현재 KURT에서는 방사성폐기물의 심층 처분의 주요 핵심 요소인 공학적 방벽과 천연방벽에 대한 연구를 수행하고 있다. 본 연구에서는 심부영역의 부지특성평가기술을 구축하기 위해 수행된 KURT 연구지역의 부지특성조사를 종합하여, 부지 지질모델을 구축하고, 이로부터 3차원 수리지질모델을 도출하였다. 연구지역에서 수행된 지질조사와 시추공 조사 결과를 이용하여 분석한 결과, 수리지질학적 관점에서 중요한 풍화대, 상부 단열암반대, 하부 단열암반대와 심부 영역에 존재하는 결정론적 단열대를 정의하여 이들을 3차원으로 모형화 하였고, 구축된 지질모델과 현장수리시험 결과를 종합하여 지하수유동모델링 및 처분 안전성 평가에 주요한 입력 자료가 될 수리지질모델을 도출하였다.