• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.65-65
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• 2016

위어나 낙차공 같은 수공구조물 직하류부에서는 다양한 형태의 흐름조건이 발생한다. 낙차공 하류에서 발생하는 독특한 흐름형태 중 하나는 정상파형도수를 갖는 파형흐름이다. 이 연구에서는강 등(2010)이 수리실험을 수행한 바 있는 계단형 위어 하류부에서의 형성되는 파형흐름을 3차원 수치해석을 수행한다. 위어 구조물 위를 통과하는 난류흐름을 해석하기 위해서 Spalart-Allamaras 1방정식 모형을 이용한 URANS 수치모의와 DES (detached eddy simulation)을 실시하였다. 위어 주변에서의 자유수면 변동, 파상도수, 자유수면에서의 와류 그리고 바닥부근에서의 재순환 영역의 형상과 크기, 선정된 종방향 위치들에서의 흐름방향유속분포 등의 항으로 수치해석결과를 실험값과 비교하여 수치모의의 적절성과 난류모델들의 성능을 평가한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권1호
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• pp.55-64
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• 2017

본 연구에서는 ULTIMATE 기법을 이용하여 밀도류 층적분 모형의 해석을 위한 수치모형을 제시하였다. 개발된 모형을 경사부와 평탄부로 이루어진 실내 실험에 적용하여 경사부에 유입된 부유사 밀도류의 전파 특성에 대해 분석하였다. ULTIMATE 기법의 범용제한자로 인하여 밀도류의 선단부가 수치진동 없이 비교적 급한 형태로 전파되는 것을 모의하였다. 그리고 사류로 전파되고 수로 끝에서부터 상류로 변화되는 밀도류의 내부 도수 발생 과정을 재현하였다. 이러한 내부 도수는 ULTIMATE 제한자를 사용하면 Courant 수가 1 미만일 때 안정적으로 모의되는 것을 확인하였다. 또한 밀도류의 전파 속도에 영향을 주는 인자에 대하여 분석하였다. 입자의 크기는 $9{\mu}m$ 이하일 때 밀도류의 전파 속도에 큰 영향을 주지 않는 반면, 부력 흐름률은 확연한 영향을 주는 것을 확인하였다. 마지막으로 부유사 밀도류에 의한 하상변동에 대해 검토하였다. 수치모형으로 부유사 밀도류의 전파에 의한 하상변동을 정량적으로 적절히 모의하였으며, 도수로 인한 부유사 연행의 차이와 이로 인한 하상의 불연속적인 형태를 관찰할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.105-114
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• 1993

밀도가 큰 유체의 유입으로 인한 소규모저수지의 바닥밀도류에 의한 순환이 수치해에 의하여 해석된다. 밀도류전면이 하류경계에 도달하기전에는 밀도류전면의 이동에 따라 침강점 하류에 형성된 반시계방향 와의 이동에 의하여 저수지내 순환과 혼합이 이루어지며, 밀도류전면이 하류경계에 도달한 후에는 하류경계에서 밀도류의 상승으로 인한 일종의 내부파가 형성되고 이 파의 상 하류 반복 전파됨에 따라 저수지내 혼합이 이루어지면서 밀도층의 두께는 증가한다. 하류경계에서 유출되는 유체의 희석은 유입밀도후르드수 Fre, 저수지길이, 시간의 함수이며 유출유체의 밀도가 일정값에 도달되는 시간은 저수지길이가 길수록, Fre가 작을수록 증가하는 것으로 나타났다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제31권6호
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• pp.548-560
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• 1999

An experimental investigation has been peformed to examine the effects of various geometrical parameters and an initial operating condition on the air-water countercurrent How limitation (CCFL) in a simulated PWR hot leg. A total of 118 experimental data for the onset of CCFL and zero liquid penetration were obtained for various combinations of test parameters. It was observe that the CCFL can be classified into three different categories: (the onset of CCFL, (the partial liquid delivery, and (r) the zero liquid penetration. The observed mechanisms of the onset of CCFL were different depending on the inlet water flow rate. The parametric effects of pipe diameter, horizontal pipe length, horizontal pipe length-to-diameter (L/D) ratio, and initial water level in the horizontal pipe of the test section on the onset of air-water CCFL were also examined. An empirical correlation for the onset of CCFL in a horizontal pipe connected to an inclined riser was developed in terms of Wallis flooding parameters for the low inlet water flow rate region. Comparisons of the present empirical correlation with the air-water CCFL data of large pipe diameters show that the present correlation agrees more closely with the experimental data than the existing CCFL correlations.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제44권8호
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• pp.871-888
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• 2012

This paper aims at presenting the state of the art, the recent progress, and the perspective for the future, in the modelling of two-phase flow in the horizontal legs of a PWR. All phenomena relevant for safety analysis are listed first. The selection of the modelling approach for system codes is then discussed, including the number of fluids or fields, the space and time resolution, and the use of flow regime maps. The classical two-fluid six-equation one-pressure model as it is implemented in the CATHARE code is then presented and its properties are described. It is shown that the axial effects of gravity forces may be correctly taken into account even in the case of change of the cross section area or of the pipe orientation. It is also shown that it can predict both fluvial and torrential flow with a possible hydraulic jump. Since phase stratification plays a dominant role, the Kelvin-Helmholtz instability and the stability of bubbly flow regime are discussed. A transition criterion based on a stability analysis of shallow water waves may be used to predict the Kelvin-Helmholtz instability. Recent experimental data obtained in the METERO test facility are analysed to model the transition from a bubbly to stratified flow regime. Finally, perspectives for further improvement of the modelling are drawn including dynamic modelling of turbulence and interfacial area and multi-field models.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2006년 창립20주년기념 정기학술대회 및 국제워크샵
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• pp.386-391
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• 2006

This study presents experimental results of sloshing phenomenon done on rectangular box. A simple harmonic excitation was done on the box. Two kinds of filling ratio, 20% and 30% of height, were tested. A total of 15 pressure sensors were installed to monitor the impact pressure. Each test was repeated for 20 times to ensure the repeatability. The high speed camera captured the flaw filed and the corresponding pressure were synchronize with video signal so that the video image can help the interpretation of the impact pressure. The two filling ratio made difference in the flaw characteristic and impact pressure. The use of high speed camera made it possible to understand the bubble generation mechanism. The pressure time histories were presented.

• 한국수자원학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.35-44
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• 1997

Dynamic wavetlr의 Petrov-Galerkin 방법에 의한 유한요소모형을 점변 및 급변 부정류의 경우에 적용하였다. 정상도수, 마찰없는 수평수로상에서의 비선형 표면동요의 전달 및 댐 파괴 등의 급변 부정류의 경우에서 그 해석결과는 기존방법에 비해 우수하게 나타났고 해석적인 해와도 잘 일치되고 있었다. 본 연구모형은 마찰없는 수평수로상의 surge의 전파에 대하여 적용하여 급격한 선단부를 해석적인 해의 경우와 같이 재현할 수 있어 그 적용성을 입증하였다. 점변 부정류의 경우에는 태화강 하류부에 대해서 적용되었는데 그 계산결과는 수위, 유량의 수문곡선과 그 종단형상에 있어 기존의 DWOPER모형과 대등한 계산결과로 나타나 본 연구의 활용성을 입증하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권2호
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• pp.155-166
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• 2005

상류이송기법은 불연속 흐름을 해석할 수 있기 때문에 댐붕괴류, 천이류 등의 해석에 많이 이용되고 있다. 그러나 상류이송기법은 생성항 처리과정에서 발생하는 오차로 인해 불균일한 단면을 가진 자연하천에는 거의 적용되지 못하고 단순화된 하도에만 주로 적용되어 왔다. 본 논문에서는 생성항의 차분화를 위해서 정규화된 Jacobian을 사용하는 상류이송형 생성항 처리기법을 개발하였다. 적용 결과 본 연구에서 제안된 생성항 처리기법이 정확하면서 효율적인 것으로 나타났다. 본 연구에서 제안한 방법은 단순한 형태를 지니고 있으며 다른 상류이송기법에도 다양하게 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1997년도 추계학술발표회논문집(1)
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• pp.481-486
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• 1997

The interfacial shear stress is experimentally investigated for co-current air-water stratified flow in inclined rectangular channels having a length of 1854mm, width of 120mm and height of 40mm at almost atmospheric pressure. Experiments are carried out in several inclinations from $0^{\circ}\;up\;to\;10^{\circ}$. The local film thickness and the wave height are measured at three locations, i.e., L/H = 8,23, and 40. According to the inclination angle, the experimental data are categorized into two groups; nearly horizontal data group ($0^{\circ}\;{\leq}\;{\theta}\;{\leq}\;0.7^{\circ}$), and inclined channel data group ($0.7^{\circ}\;{\leq}\;{\theta}\;{\leq}\;10^{\circ}$). Experimental observations for nearly horizontal data group show that the flow is not fully developed due to the water level gradient and the hydraulic jump within the channel. For the inclined channel data group, a dimensionless wave height, $\Delta$h/h, is empirically correlated in terms of $Re_{G}$ and h/H. A modified root-mean-square wave height is proposed to consider the effects of the interfacial and wave propagation velocities. It is found that an equivalent roughness has a linear relationship with the modified root-mean-square wave height and its relationship is independent of the inclination.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.65-65
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• 2021

보를 월류하는 흐름에 대하여 하류 수심이 보의 높이보다 낮고, 보 월류 후 수심의 공액수심보다 작거나 크고 같은 경우를 각각 자유도수와 수중도수라고 한다. 수중도수가 발생하는 경우 하류 수심이 보의 경사면을 따라 흐르는 하강류를 덮게 되며 유속을 감쇄시키기 때문에 최대 유속은 자유도수에 비해 매우 작게 발생한다. 그러나 수중도수는 자유도수에 비해 에너지 감쇄 효율이 낮기 때문에 도수구간의 거리가 증가하게 된다. 따라서 인명피해를 발생시키는 도수구간 재순환영역의 길이를 검토하는 것이나 보 하류 바닥보호공 길이 설계를 위해 수중도수에서의 흐름에 대하여 검토하는 것은 중요하다. 본 연구에서는 k-ω SST 난류모형을 이용하여 보 월류 후 발생하는 수중도수를 수치모의하고 평균흐름과 난류량의 종방향 변화에 대하여 검토하였다. 기존 실험수로에 k-ω SST 난류모형을 사용하여 모형의 적용성을 검토하였다. 다양한 하류 수심을 설정하여 평균흐름과 난류량에 대한 침수도의 영향 및 자유도수 계산결과와 벽면 제트 결과를 함께 비교하였다. 검토 결과 수중도수는 평균흐름과 난류량의 변화율이 자유도수보다 작고 벽면 제트보다는 큰 것을 확인하였다. 또한 침수도가 증가되면서 평균흐름과 난류량의 변화율이 작아지는 것을 확인하였다. 이것은 침수도의 변화에 따른 역압력경사의 차이에 의한 것으로 판단된다.