Wind load acting on a standalone structure is different from that acting on a similar structure which is surrounded by other structures in close proximity. The presence of other structures in the surrounding can change the wind flow regime around the principal structure and thus causing variation in wind loads compared to a standalone case. This variation on wind loads termed as interference effect depends on several factors like terrain category, geometry of the structure, orientation, wind incident angle, interfering distances etc., In the present study, a three building configuration is considered and the mean pressure coefficients on each face of principle building are determined in presence of two interfering buildings. Generally, wind loads on interfering buildings are determined from wind tunnel experiments. Computational fluid dynamic studies are being increasingly used to determine the wind loads recently. Whereas, wind tunnel tests are very expensive, the CFD simulation requires high computational cost and time. In this scenario, Artificial Neural Network (ANN) technique and Support Vector Regression (SVR) can be explored as alternative tools to study wind loads on structures. The present study uses these data-driven approaches to predict mean pressure coefficients on each face of principle building. Three typical arrangements of three building configuration viz. L shape, V shape and mirror of L shape arrangement are considered with varying interfering distances and wind incidence angles. Mean pressure coefficients (Cp mean) are predicted for 45 degrees wind incidence angle through ANN and SVR. Further, the critical faces of principal building, critical interfering distances and building arrangement which are more prone to wind loads are identified through this study. Among three types of building arrangements considered, a maximum of 3.9 times reduction in Cp mean values are noticed under Case B (V shape) building arrangement with 2.5B interfering distance. Effect of interfering distance and building arrangement on suction pressure on building faces has also been studied. Accordingly, Case C (mirror of L shape) building arrangement at a wind angle of 45º shows less suction pressure. Through this study, it was also observed that the increase of interfering distance may increase the suction pressure for all the cases of building configurations considered.
Dye sensitized solar cells(DSC) have been very economical and easy method to convert solar energy to electricity. DSC can reach low costs in future outdoor power applications. However, to commercialize the DSC, there are still many shortages to overcome such as a low efficiency in a large size DSC. In this study, DSCs were fabricated by an electrospray coating method for the $TiO_2$ thin film. They were compared with DSCs prepared by conventional coating methods. We conducted an experiment to obtain the optimized parameters of voltage, flow rate, incident angle and distance in the electrospray method. After we manufactured $TiO_2$ film using that way, we could analyze the characteristics of DSC through SEM, UV curve, EIS.
Zhao, H.Y.;Jeng, D.S.;Zhang, Y.;Zhang, J.S.;Zhang, H.J.;Zhang, C.
Geomechanics and Engineering
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v.5
no.6
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pp.595-611
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2013
This paper presents a three-dimensional (3D) integrated numerical model where the wave-induced pore pressures in a porous seabed around breakwater heads were investigated. Unlike previous research, the Navier-Stokes equation is solved with internal wave generation for the flow model, while Biot's dynamic seabed behaviour is considered in the seabed model. With the present model, a parametric study was conducted to examine the effects of wave and soil characteristics and breakwater configuration on the wave-induced pore pressure around breakwater heads. Based on numerical examples, it was found that the wave-induced pore pressures at breakwater heads are greater than that beneath a breakwater. The wave-induced seabed response around breakwater heads become more important with: (i) a longer wave period; (ii) a seabed with higher permeability and degree of saturation; and (iii) larger angle between the incident waves and breakwater. Furthermore, the relative difference of wave-induced pore pressure between fully-dynamic and quasi-static solutions are larger at breakwater heads than that beneath a breakwater.
The purpose of this study was experimentally to investigate thermal performance of heat pipe for evacuated tubular solar collector. Two sets of evacuated tubular solar collector with different condenser shape of heat pipe were prepared. The experiments were performed under the same operating condition with an indoor testing apparatus. Also, the experiments were carried out various testing conditions including inclination, flow rate, and incident heat flux. The results of thermal performance of collector with enlarged condenser showed that $F_R({\tau}{\alpha})$ was 0.6572 and $F_RU_L$ was -2.0086 at $40^{\circ}$. And the results of thermal performance of collector with straight condenser showed that $F_R({\tau}{\alpha})$ was 0.6233 and $F_RU_L$ was -1.4996 at the same inclined angle.
Kim, Hee-Je;Lee, Jeong-Gee;Hong, Ji-Tae;Kim, Ho-Sung;Lee, Dong-Gil;Hur, Kook-Sung;An, Tae-Pung;Jang, Jin-Ju
The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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v.58
no.11
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pp.2223-2228
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2009
Dye sensitized solar cells(DSCs) have been very economical and easy method to convert solar energy to electricity. DSC can reach low costs in future outdoor power applications. However, to commercialize the DSC, there are still many shortages to overcome such a low efficiency in a large size DSC. In this study, DSCs were fabricated by an electrospray coating method for the $TiO_2$ thin film. They were compared with DSCs prepared by conventional coating methods. We conducted an experiment to obtain the optimized parameters of voltage, flow rate, incident angle and distance in the electrospray method. After we fabricated $TiO_2$ film using that way, we investigated the characteristics of DSC through I-V Curve, SEM and EIS. This novel method shows stable performance with an energy conversion efficiency of 3.44 % under 1 sun illumination (AM 1, $P_{in}$ of $100\;mW/cm^2$).
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2017.05a
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pp.514-514
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2017
Floating breakwaters were treated as solid bodies without any perforation in previous studies. In this study, however, a floating breakwater is perforated to allow the partial absorption of the energy produced by incident waves and an air chamber is placed in the upper part to control the breakwater draft. A series of laboratory experiments for a floating breakwater installed with a mooring system are carried out. In general, a mooring system can be classified by the number of mooring points, the shape of the mooring lines, and the degree of line tension. In this study, a four-point mooring is employed since it is relatively easier to analyze the measured results. Furthermore, both the tension-leg and the catenary mooring systems have been adopted to compare the performance of the system. In laboratory experiments, the hydraulic characteristics of a floating breakwater were obtained and analyzed in detail. Also, a hydraulic model test was carried out on variable changes by changing the mooring angle and thickness of perforated wall. A hydraulic model was designed to produce wave energy by generating a vortex with the existing reflection method. Analysis on wave changes was conducted and the flow field around the floating breakwater and draft area, which have elastic behavior, was collected using the PIV system. From the test results the strong vortex was identified in the draft area of the perforated both-sides-type floating breakwater. Also, the wave control performance of the floating breakwater was improved due to the vortex produced as the tension in the mooring line decreased.
Park, Ji-Ho;Oh, Eun-Joo;Cho, Dong-Woo;Cho, Kyung-Joo;Yu, Jung-Yeon
KIEAE Journal
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v.17
no.1
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pp.69-75
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2017
Purpose: Heat transfer analysis of recently developed 'slim type double-skin system window' were presented. This window system is designed for curtain wall type façade that main energy loss factor of recent elegant buildings. And the double skin system is the dual window system integrated with inner shading component, enclosed gap space made by two windows when both windows were closed and shading component effectively reflect and terminate solar radiation from outdoor. Usually double-skin system requires much more space than normal window systems but this development has limited by 270mm, facilitated for curtain wall façade buildings. In this study, we estimated thermophysical phenomena of our double-skin curtain wall system window with solar load conditions at the summer season. Method: A fully 3-Dimentional analysis adopted for flow and convective and radiative heat transfer. The commercial CFD package were used to model the surface to surface radiation for opaque solid region of windows' frame, transparent glass, fluid region at inside of double-skin and indoor/outdoor environments. Result: Steep angle of solar incident occur at solar summer conditions. And this steep solar ray cause direct heat absorption from outside of frame surface rather than transmitted through the glass. Moreover, reflection effect of shading unit inside at the double-skin window system was nearly disappeared because of solar incident angle. With this circumstances, double-skin window system effectively cuts the heat transfer from outdoor to indoor due to separation of air space between outdoor and indoor with inner space of double-skin window system.
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.
Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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v.2
no.1
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pp.40-48
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1999
Wave absorbing system is needed at various kinds of wave basins (wave flume, towing tank, square tank) for the model test related to the ocean engineering. In this paper, the performance of wave absorbing system with new concept is estimated throughout the experiments. Herein, the wave absorbing system is designed by punching plate with a given porosity which is installed horizontally and submerged near the water surface. As the incident wave generated by a wave maker advances above a punching plate, the strong jet flow is formed near a hole of punching plate. As a result, wave energy is dissipated into heat energy, Systematic model tests were conducted at KRISO to verify the performance of the wave absorber using a punching plate. It was found that the reflection coefficient of wave absorber is deeply dependent on both the porosity and the submerged depth of a punching plate. Inclined installation of a punching plate shows better performance than a horizontal one within a certain inclined angle.
Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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v.50
no.3
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pp.190-198
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2013
In order to predict acoustic pressure distributions by exterior incident wave at Cylindrical Hydrophone Array (CHA) sensor's positions, acoustic pressure analysis is performed by using beam tracing method. Beam tracing method is well-known of reliable pressure analysis methods at high-frequency range. When an acoustic noise source is located at the center of rectangular room, acoustic pressure analysis is performed by using both beam tracing method and Power Flow Boundary Element Method (PFBEM). By comparing with results of beam tracing method and those of PFBEM, the accuracy of beam tracing method is verified. We develop the CHA pressure analysis program by verified beam tracing method. The developed software is composed of model input, sensor array creator, analysis option, solver and post-processor. We can choose a model option of 2D or 3D. The sensor array generator is connected to a sonar which is composed of center position, bottom, top and angle between sensors. We also can choose an analysis option such as analysis frequency, beam number, reflect number, etc. The solver module calculates the ray paths, acoustic pressure and result of generating beams. We apply the program to 2D and 3D CHA models, and their results are reliable.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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