• 제목/요약/키워드: Flow stress equation

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해양환경의 변동성을 고려한 해상풍력터빈 지지구조물의 기대수명 평가 (Expected Life Evaluation of Offshore Wind Turbine Support Structure under Variable Ocean Environment)

  • 이기남;김동현;김영진
    • 한국해양공학회지
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    • 제33권5호
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    • pp.435-446
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    • 2019
  • Because offshore structures are affected by various environmental loads, the risk of damage is high. As a result of ever-changing ocean environmental loads, damage to offshore structures is expected to differ from year to year. However, in previous studies, it was assumed that a relatively short period of load acts repeatedly during the design life of a structure. In this study, the residual life of an offshore wind turbine support structure was evaluated in consideration of the timing uncertainty of the ocean environmental load. Sampling points for the wind velocity, wave height, and wave period were generated using a central composites design, and a transfer function was constructed from the numerical analysis results. A simulation was performed using the joint probability model of ocean environmental loads. The stress time history was calculated by entering the load samples generated by the simulation into the transfer function. The damage to the structure was calculated using the rain-flow counting method, Goodman equation, Miner's rule, and S-N curve. The results confirmed that the wind speed generated at a specific time could not represent the wind speed that could occur during the design life of the structure.

시스템다이내믹스를 활용한 국내청소년 사이버불링피해 모델 개발 (Development of a Quantitative Model on Adolescent Cyberbullying Victims in Korea: A System Dynamics Approach)

  • 유미진;함은미
    • 대한간호학회지
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    • 제49권4호
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    • pp.398-410
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    • 2019
  • Purpose: This study used a system dynamics methodology to identify correlation and nonlinear feedback structures among factors affecting adolescent cyberbullying victims (CV) in Korea and to construct and verify a simulation model. Methods: Factors affecting CV were identified by reviewing a theoretical background in existing literature and referencing various statistical data. Related variables were identified through content validity verification by an expert group, after which a causal loop diagram (CLD) was constructed based on the variables. A stock-flow diagram (SFD) using Vensim Professional 7.3 was used to establish a CV model. Results: Based on the literature review and expert verification, 22 variables associated with CV were identified and the CLD was prepared. Next, a model was developed by converting the CLD to an SFD. The simulation results showed that the variables such as negative emotions, stress levels, high levels of conflict in schools, parental monitoring, and time spent using new media had the strongest effects on CV. The model's validity was verified using equation check, sensitivity analysis for timestep and simulation with 4 CV adolescent. Conclusion: The system dynamics model constructed in this study can be used to develop intervention strategies in schools that are focused on counseling that can prevent cyberbullying and assist in the victims' recovery by formulating a feedback structure and capturing the dynamic changes observed in CV. To prevent cyberbullying, it is necessary to develop more effective strategies such as prevention education, counseling and treatment that considers factors pertaining to the individual, family, school, and media.

전분반죽의 점도에 미치는 수분함량의 영향 (Effect of Moisture Content on Viscosity of Starch Dough)

  • 이부용;이창호;이철호
    • 한국식품과학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.582-592
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    • 1995
  • 옥수수전분과 찰옥수수전분을 사용하여 중간 수분계의 수분함량으로 반죽을 제조하고 수분함량과 가열온도, 가열시간에 따른 전분 반죽의 물성 변화와 호화양상을 밝혀보고자 하였다. 이를 위하여 먼저 전분반죽과 같은 반고체(semi-solid) 물질의 물성을 측정할 수 있는 Extrusion Capillary Viscometer(ECV)를 자체 제작하였다. ECV를 사용하여 수분함량 $36{\sim}52%$ 범위로 제조된 옥수수전분과 찰옥수수전분 반죽의 물성측정 시 반죽의 열전달 특성은 가열온도 $60{\sim}100^{\circ}C$ 범위에서 수분함량이 36%에서 52%로 증가할수록 반죽의 중심온도가 원하는 가열온도에 도달하는데 걸리는 시간이 220초에서 140초로 크게 단축되었다. 가열 후 ECV로 물성을 측정한 결과, 수분함량과 가열온도의 모든 범위에서 반죽은 의가소성 유체의 흐름 특성을 나타내었다. 동일한 전단속도에서는 반죽 수분함량이 증가할수록 전단응력과 전단점도가 전체적으로 감소하여 수분함량 증가에 따른 반죽의 유동성(flowability) 증가 영향이 매우 큰 것으로 나타났다. 그러나 44% 이상의 동일 수분함량 내에서는 $80^{\circ}C$ 이상의 가열온도부터는 동일한 전단속도에서 $80^{\circ}C$ 이하로 가열한 반죽에 비해 전단응력과 전단점도가 증가하는 경향을 보여 주었다. 반죽의 점도에 미치는 수분함량의 영향은 수분함량이 증가할수록 반죽의 유동성의 크기가 증가하여 전체적으로 전단응력이나 점도가 감소하는 것으로 나타나지만, 가열온도가 호화온도 이상인 $80^{\circ}C$부터는 전분호화에 의한 점도 증가에 의하여 수분함량에 따른 농도 의존성지수(B)값이 크게 감소하고 $60^{\circ}C$$70^{\circ}C$ 가열온도보다도 수분함량의 영향이 적게 미치는 것으로 나타났다.

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고구마전분-sucrose 복합물의 레올로지 특성 (Rheological Properties of Sweet Potato Starch-sucrose Composite)

  • 조선아;유병승
    • 한국식품과학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.184-189
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    • 2008
  • 농도(0, 10, 20, 30%, w/w)를 달리한 sucrose가 혼합된 고구마 전분 페이스트(5% w/w)의 정상유동 특성과 동적 점탄특성에 미치는 영향에 대하여 평가하였다. 고구마전분-sucrose 복합물의 정상유동 특성은 power law 모델 및 Casson 모델로부터 레올로지 계수를 결정하였다. 일정한 온도(25$^{\circ}C$)에서 모든 시료들은 높은 항복응력과 함께 pseudoplastic과 thixotropic 거동을 나타내었다. 고구마전분-sucrose 복합물의 점조도 지수(K), 겉보기 점도(${\eta}_a$), 그리고 항복응력(${\sigma}_{oc}$) 값들은 control(0% sucrose)에 비해 10% sucrose가 더 높았으며, 또한 sucrose 농도(10-30%)가 증가함에 따라 이들 값들은 감소하였다. 팽윤력은 30% 농도에서 급격한 감소를 나타내었고, 레올로지 계수(K, ${\eta}_a$, ${\sigma}_{oc}$)값이 낮게 나타난 시료는 낮은 팽윤력을 보여주었다. 온도 의존성은 25-70$^{\circ}C$ 온도 범위에서 Arrhenius 관계식에 의하여 높은 상관관계를 나타내었다. 또한 동적 점탄특성 측정 결과에 의하면 고구마전분-sucrose 복합물은 약한 젤과 같은 거동을 보여주었으며, G'과 G" 값들은 sucrose 농도와 진동수($\omega$)가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였다. Cox-Merz 중첩원리는 30% sucrose 농도를 가진 고구마전분-sucrose 복합물에서 잘 적용되는 것으로 나타났다. 따라서 sucrose 첨가에 의해 고구마전분 페이스트의 레올로지 특성이 변화하게 되며, 이들 특성은 sucrose의 농도에 의해 크게 영향을 받는 것으로 나타났다.

선미 점성 유동장에 미치는 척고효과에 관한 연구 (Study on the Scale Effect of Viscous Flows around the Ship Stern)

  • 곽영기;민계식;오건제;강신형
    • 대한조선학회논문집
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    • 제34권1호
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    • pp.1-10
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    • 1997
  • 본 연구는 실제 선박 주위의 점성 유동에 대해 RANS방정식을 사용하여 해석함으로써 그 계산 방법의 타당성 및 선형 설계에의 유효성을 입증하고, 모형선 크기에 따른 점성 유동의 영향, 즉 척도효과에 대한 기초 연구를 목적으로 하였다. 높은 레이놀즈수에서의 난류유동을 계산하기 위해 k-${\varepsilon}$ 난류모형을 채용하였으며, 물체 근처에서는 벽법칙을 사용하였다. 선체의 3차원 형상을 효과적으로 처리하기 위해 물체적합좌표계를 이용하여 실제영역에서 유도된 지배방정식을 계산영역으로 변환시켰으며, 유한체적법을 사용하여 이산화시켰다. 압력 계산은 SIMPlE법을 사용하였으며, 이산화된 식들은 TDMA를 이용한 선순법으로 해를 구하였다. 실제 계산대상 선박은 4410 TEU급 콘테이너 운반선과 50,000 DWT급 살물 운반선으로 모형선 크기와 실선 크기에 대해 점성유동을 해석하여 비교하였으며, 모형선에 대해서 저항시험, 프로펠러 면에서의 반류분포 조사 시험, 그리고 한계유선 조사시험을 수행하여 계산결과와 비교 검토하였다. 계산결과는 선미 유동장에서의 평균속도와 압력 분포에 있어서 선미 형상에 따른 효과와 척도효과를 잘 묘사하고 있다. 특히, 계산된 프로펠러 변에서의 반류분포와 선체 표변에서의 한계유선 분포는 실험과 정성적으로 잘 일치하고 있으며, 점성저항 추정에 있어서는 실험 값과 ${\pm}5%$ 이내로 예측하고 있음을 보여 주고 있어 선형 개발의 설계 도구로 활용될 수 있음을 알 수 있다.

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2차원 단순 물체의 초공동 유동에 대한 수치해석 (Numerical Analysis of Supercavitating Flows of Two-Dimensional Simple Bodies)

  • 이현배;최정규;김형태
    • 대한조선학회논문집
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    • 제50권6호
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    • pp.436-449
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    • 2013
  • In this paper, a numerical analysis is carried out to study the characteristics of supercavitating flows and the drag of relatively simple two-dimensional and axisymmetric bodies which can be used for supercavity generation device, cavitator, of a high-speed underwater vehicle. In order to investigate the suitability of numerical models, cavity flows around the hemispherical head form and two-dimensional wedge are calculated with combinations of three turbulence models(standard $k-{\epsilon}$, realizable $k-{\epsilon}$, Reynolds stress) and two cavitation models(Schnerr-Sauer, Zwart-Gerber-Belamri). From the results, it is confirmed that the calculated cavity flow is more affected by the turbulence model than the cavitation model. For the calculation of steady state cavity flows, the convergence in case of the realizable $k-{\epsilon}$ model is better than the other turbulence models. The numerical result of the Schnerr-Sauer cavitation model is changed less by turbulence model and more robust than the Zwart-Gerber-Belamri model. Thus the realizable $k-{\epsilon}$ turbulence model and the Schnerr-Sauer cavitation model are applied to calculate supercavitating flows around disks, two dimensional $10^{\circ}$ and $30^{\circ}$ wedges. In case of the disk, the cavitation number dependences of the cavity size and the drag coefficient predicted are similar to either experimental data or Reichardt's semi-empirical equations, but the drag coefficient is overestimated about 3% higher than the Reichardt's equation. In case of the wedges, the cavitation number dependences of the cavity size are similar to experimental data and Newman's linear theory, and the agreement of the cavity length predicted and Newman's linear theory becomes better as decreasing cavitation number. However, the drag coefficients of wedges agree more with experimental data than those of Newman's analytic solution. The cavitation number dependences of the drag coefficients of both the disk and the wedge appear linear and simple formula for estimating the drag of supercavitating disks and wedges are suggested. Consequently, the CFD scheme of this study can be applied for numerical analysis of supercavitating flows of the cavitator and the cavitator design.

동결건조 분말고추장의 재수화시 리올로지 특성 (Rheological Properties of Rehydrated Suspensions of Freeze Dried Kochujang Powders)

  • 김석신;장규섭;윤한교;이상규;이신영
    • 한국식품과학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.81-88
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    • 1987
  • 동결속도를 달리하여 제조한 2종의 동결건조 분말고추장 재수화 현탁액의 리올리지 특성을 원료고추장을 대조구로 온도 $25{\sim}60^{\circ}C$, 고형물 함량 $47{\sim}56^{\circ}C$, 전단속도 $0.1965{\sim}1.9650\;sec^{-1}$의 범위에서 Brookfield 단 원통 회전점도계로 측정하였다. 급속동결 분말고추장 및 완만동결 분말고추장의 재수화 현탁액과 원료고추장은 모두 항복치를 지닌 의가소성을 나타내고. 전단초기 20분까지 Tiu의 모델에 따라 2차 반응속도식으로 붕괴되는 thixotropic거동을 보여주였으며. 분말고추장 현탁액의 구조붕괴 속도가 원료고추장 보다 빨랐다. 평형구조변수는 전단속도에 크게 영향받지 않았으며 그 값은 세가지 시료 모두 비슷하였다. 급속동결분말고추장 및 완만동결 분말고추장의 재수화 현탁액과 원료고추장의 곁보기점도의 온도 의존성은 Arrhenius식과 일치하였으며. 활성화 에너지의 값은 가각 2.21, 2.18, $2.32\;Kcal/g{\cdot}mole $이었다. 세가지 시료의 점조도지수는 온도의 증가에 따라 감소하었으며, 고형물 함량의 증가에 따라 증가하였으나, 유동거동지수는 온두 및 고형물 함량에 거의 영향을 받지 않았다. 급속동결 분말고추장과 완만동결 분말고추장의 러올로지 성질은 큰 차이가 없었다.

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입자법을 이용한 토사의 대변형 해석법 개발 (Development of Numerical Method for Large Deformation of Soil Using Particle Method)

  • 박성식;이도현;권민호
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제29권12호
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    • pp.35-44
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    • 2013
  • 본 연구에서는 토사 유동과 같은 대변형 해석을 위해 기존 유한요소법이나 유한차분법과 달리 격자를 사용하지 않는 입자법을 사용하였으며, 입자법은 구배, 발산, 라플라시안과 같은 미분연산자에 대응하는 입자간 상호작용모델을 이용하여 연속체의 지배방정식을 이산화하였다. 외부 하중이나 함수비 증가에 따라 고체에서 유체 상태로 변하는 흙의 3차원 대변형 거동을 해석하기 위해 기존 입자법에 흙의 파괴상태를 고려할 수 있는 Mohr-Coulomb 파괴기준을 도입하였으며, 흙의 파괴 이전의 항복이나 경화현상으로 인한 대변형은 흙을 점성 유체로 가정하여 해석하였다. 개발된 입자법은 먼저 구속압이 작용하지 않고 강도가 0인 모래기둥 붕괴실험 결과를 이용하여 검증한 다음, 점착력을 가지고 자립이 가능한 점토기둥 붕괴실험을 실시하여 흙의 항복이나 파괴로 인한 대변형을 시뮬레이션하였다. 개발된 입자법은 모래와 점토의 3차원 대변형 거동을 유사하게 잘 예측하였으며, 파괴 이전에 발생하는 흙의 항복으로 인한 소성변형에 따른 흙기둥 내의 수직 및 전단응력 변화도 계산할 수 있었다.

Swash대역에서의 해빈표사 부유거동에 관한 연구 (Suspension of Sediment over Swash Zone)

  • 조용준;김권수;유하상
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권1B호
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    • pp.95-109
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    • 2008
  • 본 연구에서는 LDS 난류응력 모형, Van Rijn의 pick up 함수를 활용하여 일정 경사부에서의 파랑의 이행과 천수, 연이은 쇄파현상, plunging breaker에 후행하는 해저질의 역동적인 부유와 down rush와 후행 파랑에 의한 표사의 재분배를 수치모의 하였다. 이 과정에서 해저질과 소통하는 저면 유체력에 대한 quadratic law를 중심으로 한 기존의 연구 성과들은 정상상태에 기초하여 급속히 가속되고 감속되는 swash 대역의 수리특성을 반영할 수 없다는 결론에 도달하고 이러한 인식에 기초하여 새로운 산출방법이 제시되었다. 새로운 산출방법을 토대로 수치모의하여 비선형 천수과정의 일반적인 특징, 동조 비동조 고차 조화성분으로 전이된 파랑에너지로 인해 상당히 예리하고 왜도된 파형, 파형의 마루로부터 시작되는 물입자 자유낙하, 착수로 인한 커다란 물보라의 형성, 물보라 형성층의 해변으로의 이행, wave finger (Narayanaswamy와 Dalrymple, 2002), swash 대역에서 진행되는 부유사 순환과정, swash 대역에서 처오름으로 인해 부유된 부유사 무리의 off shore 방향으로의 순 이동 등이 비교적 정확히 재현되는 등 상당히 고무적인 결과를 얻을 수 있었다. 이러한 결과는 기존의 Euler 좌표계에서 정의되는 파랑모형과 이동경계 기법의 한계를 뛰어 넘는 것으로 향후 보다 정확한 침식해석이 가능 할 것으로 판단된다.

비만아에서 조기 동맥경화증 지표들의 변화 (Change of early atherosclerotic markers in obese children)

  • 노의정;윤정민;임재우;천은정;고경옥
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제49권4호
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    • pp.368-374
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    • 2006
  • 목 적 : 비만증은 소아과 영역에서 비교적 흔한 영양장애이며 우리나라에서도 현저히 증가되고 있고, 비만으로 인한 성인의 동맥경화증은 대부분 소아시기부터 시작된다는 것이 알려져 있다. 또한 경동맥의 기계적 특성과 상완동맥의 내피세포 기능 변화를 조사함으로써 동맥경화증의 발생과 진행에 예측 인자로 사용할 수 있다. 따라서 본 저자들은 비만아들이 이러한 혈관 이상과 내피세포 기능 이상을 보이는지 측정을 하여 알아보았다. 방 법 : 14-16세의 38명의 비만아를 대상군으로 하였고 같은 성별과 연령의 45명의 건강한 소아를 대조군으로 하였다. 고해상도 초음파를 이용하여 경동맥의 내중막 두께와 혈관 내피세포에 의존적인 혈류 의존성 상완 동맥 확장능을 측정하였으며, 경동맥의 유순도와 신전도, 경직도, 증분 탄성률, 확장기 혈관벽 중압은 공식으로 계산하여 두 군간에 차이가 있는지 조사해 보았다. 결 과 : 비만아가 정상아보다 내중막 두께가 유의 있게 증가되어 있었고, 혈류 의존성 확장능은 현저하게 감소되어 있었다. 유순도, 신전도, 경직도는 두 군간 차이가 없었다. 또한 비만 정도가 심할수록, 혈압이 높을수록 내중막 두께는 증가하였으며, 비만이 독립적으로 내피세포 기능 이상을 초래함을 알 수 있었다. 결 론 : 본 연구결과 초음파를 이용하여 동맥경화증의 초기 변화로 내피세포 기능과 혈관 내벽 두께 이상을 관찰할 수 있었다. 따라서 무증상인 비만아에서 일차적인 선별검사로서 내중막 두께와 혈류 의존성 확장능은 심혈관 합병증의 위험성을 발견하는데 이용할 수 있을 뿐만 아니라 치료 경과를 파악하는데도 이용할 수 있을 것이다.