• Structural Engineering and Mechanics
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• 제81권1호
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• pp.1-9
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• 2022

Due to the frequency and magnitude of some loads produced by gusts of turbulent wind, building floors can develop lateral displacements and significant accelerations which can produce strong inertial forces on structural, non-structural elements and occupants. A device that can help to reduce the floor accelerations is the well-known Tuned Mass Damper (TMD); however, nowadays there is no enough information about its capacity in order to dissipate energy of turbulent wind loads. For this reason, in this paper different buildings with and without TMD are modeled and dynamically analyzed under simulated wind loads in order to study the reduction of peak floor accelerations. The results indicate that peak floor accelerations can be reduced up to 40% when TMD are incorporated in the buildings, which demonstrated that the Tuned Mass Damper is an efficient device to reduce the wind effects on tall buildings.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.171-171
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• 2022

난류 수체에서 관성입자의 침강속도는 정지 수체에서보다 빠르고, 그 침강속도의 증가비율은 입자의 관성력과 난류의 길이 스케일에 큰 영향을 받는다고 알려져 있다(Wang and Maxey, 1993; Yang and Shy, 2003; Wang et al., 2018). 본 연구에서는 개수로 흐름에서 난류의 영향을 받는 관성입자의 침강속도를 측정하고, 정지 상태의 침강속도에 대한 침강속도의 증가비율과 난류 인자의연관성에 대해 조사하였다. 실험에 사용된 관성입자는 비중 1.35, 직경 300 ㎛에서 2000 ㎛까지의 구형 플라스틱(PE; polyethylene) 입자이며, 해당 입자들의 침강속도는 PTV(particle tracking velocimetry) 방식을 통해 측정하였다. 그리고 PIV(particle image velocimetry) 기법을 통해, 개수로 흐름의 난류 에너지 소산율(energy dissipation rate, ϵ)과 그에 따른 Kolomogorov 길이 스케일을 측정하였다. 실험 결과, 모든 직경 조건에서 플라스틱 입자는 난류 흐름에서의 침강속도가 정지 수체에서의 침강속도보다 빠름을 보였으며, 그 비율은 입자 직경이 난류의 길이 스케일과 유사하거나 작아질 때 큰 폭으로 증가하는 것을 확인하였다. 또한 유체 내에서의 관성입자의 거동에 대한 이론식과 비교하여 관성입자의 침강에 미치는 여러 힘들의 상대적 관계를 파악하였다. 본 연구의 결과는 자연 수체에서 미세플라스틱의 거동을 이해하는데 도움이 될 것으로 기대된다.

• 천문학회보
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• 제40권1호
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• pp.58.2-58.2
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• 2015

We investigate the decaying incompressible MHD turbulence by including the effect of the expansion and contraction of background medium. In such an environment, incompressible MHD turbulence has two kinds of time scale. One is the eddy turn-over time (teddy), the other is the expansion/contraction time (texp-cntr). The turbulence is expected to behave differently according to the relationship between the two time scales. For instance, for teddy < texp-cntr, the turbulence would be decay more or less as in a static medium. On the other hand, for teddy > texp-cntr, the effects of expansion and contraction would be dominant. We examine the properties of turbulence in these two regime cases. Based on it, we derive a scaling for the time evolution of flow velocity and magnetic field. (i) In the decay effect dominant case, the velocity and magnetic field scale as $\sqrt{{\rho}v}{\sim}a^{-3}$, $b{\sim}a^{-2.5}$(expanding media) and $\sqrt{{\rho}v}{\sim}a^{-2}$, $b{\sim}a^{-1.5}$(contracting media). The total energy and residual spectra follow the $E^T_k{\sim}k^{-5/3}$, $E^R_k{\sim}k^{-7.3}$ in the inertial range. (ii) In the expanding and contracting dominant case, the velocity and magnetic field scale as $\sqrt{{\rho}v}{\sim}a^{-2.5}$, $b{\sim}a^{-2}$ (expanding/contracting media). The Kinetic and magnetic energy spectra follow the $E^K_k{\sim}a^{-5}$, $E^M_k{\sim}a^{-4}$. We have confirmed that scaling of velocity and magnetic filed is almost the same from the analytic estimates and computational models

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제14권4호
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• pp.273-279
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• 2011

최근 관심이 높아지고 있는 해상풍력 터빈의 성능평가를 위해 풍력터빈 날개에 대한 점성유동장 해석을 수행하였다. Fluent package를 사용하여 회전하는 비관성 좌표계에서 Reynolds-averaged Navier-Stokes 방정식의 해를 구하였다. 난 류 모형은 realizable k-$\varepsilon$ 모델을 사용하였으며, 격자계는 구조 격자계와 비구조 격자계를 혼합하여 사용하였다. 먼저 실험값이 공개되어 있는 2차원 날개에 대한 유동해석을 통해 수치계산 결과를 검증하였다. 다음으로 NACA 4-series 단면을 가지는 세 개의 날개가 2 MW의 정격출력을 내도록 설계된 풍력터빈 날개를 대상으로 회전수와 피치각을 고정시킨 상태에서 입사류의 속도를 변화하여 주속비 별로 성능해석을 수행하였다. 그리고 풍력터빈의 성능향상을 위해 날개의 끝에 세 가지 형태의 날개 끝판을 붙여 성능 변화를 추정하였다. 그 중에서 날개의 흡입면에 날개 끝판을 붙인 경우가 가장 우수한 성능을 보였다. 또한 풍력터빈 날개가 경사각과 레이크를 가진 경우에 대하여 출력계수를 각각 비교하였다.

• 한국안전학회지
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• 제36권5호
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• pp.71-78
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• 2021

There are regularly planned overhaul periods in thermal power plants, which involve the maintenance of the boiler of the power plants. However, thermal power plants workers are always exposed to risk during overhaul periods owing to the narrow space and significant dust inside the boiler. Therefore, it is essential to develop a safety monitoring system that is suitable for operating in this type of environment. In this study, we developed not only a worker three-dimensional (3D)-location monitoring system that can monitor and record the entry/exit of workers, their 3D-location, and fall accidents but also a method to secure the working environment and operation efficiency. This system comprises of a worker tag, which was equipped with an inertial measurement unit, a barometric pressure sensor, and a Bluetooth low energy (BLE), and the tags were given to each worker. In addition, the location of workers inside the boiler was measured using a pedestrian dead reckoning (PDR) method and BLE beacons. The location data of the workers tag were transmitted to the integrated database (DB) server through a gateway, and to the administrator monitoring system. The performance of the system was demonstrated inside an actual thermal power plant boiler, and the accuracy and reliability of the system were verified through a number of repeated tests. These results provide insights on designing a new system for monitoring enclosed spaces.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제23권2호
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• pp.109-114
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• 1998

모의 및 실폐기물 시험소각 결과를 기준으로 한국원자력연구소 소각시설의 상용운전을 위한 방사학적 위해성을 평가하였다. 연간 정상운전을 통해 배출되는 방사성 물질로 인한 환경영향은 물론 가상된 사고시의 단기(2시간 기준) 배출로 인한 환경적 영향은 무시할 수 있을 것으로 평가되었으나 정상운전시에 배출되는 주배출원인 반휘발성 방사성 세슘의 농도는 공기중 허용농도의 10%를 약간 상회하는 것으로 평가되었다. 비방사능 세슘추적자를 포함하는 모의폐기물의 시험소각을 통하여 포대 여과기의 응축상 세슘성분에 대한 제거특성을 고찰하였다. 포대여과장치를 통과하기전 배기체내에 확산과 관성의 전이영역에 분포하는 입자상 세슘성분은 5%에 불과하였다. 포대여과기의 세슘성분에 대한 총괄제거효율이 99.9% 이상이어서 방사성폐기물 소각설비의 저온 배기체처리계통의 일차 여과장치로서 충분한 제염성능을 가짐을 보였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.835-841
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• 2013

Modern solid-state gyroscopes (HRG) with hemispherical resonators from high-purity quartz glass and special surface superfinishing and ultrathin gold coating become the best instruments for precise-grade inertial reference units (IRU) targeting long-term space missions. Designing of these sensors could be a notable contribution into development of Korea as a space nation. In participial, 40mm diameter thin-shell resonator from high-purity fused quartz, fabricated as a single-piece with its supporting stem has been designed, machined, etched, tuned, tested, and delivered by STM Co. (ATS of Ukraine) several years ago; an extremely-high Q-factor (upto 10~20 millions) has been shown. Understanding of the best way how to match such a unique sensor with inner glass assembly of the gyro means how to use the high potential in a maximal extent; and this has become the urgent task. Inner quartz glass assembly has a very thin indium (In) layer soldered the resonator and its silica base (case), but effects of internal resonances between operational modal pair of the shell-cup and its side (parasitic) modes can notable degrade the potential of the sensor as a whole, instead of so low level of resonator's intrinsic losses. Unfortunately, there are special combinations of dimensions of the parts (so-called, "resonant sizes"), when intensive losses of energy occurs. The authors proposed to use the length of stem's fixture as an additional design parameter to avoid such cases. So-called, a cyclic scheme of finite element method (FEM) and ANSYS software were employed to estimate different combinations of gyro assembly parameters. This variant has no mismatches of numerical origin due to FEM's discrete mesh. The optimum length and dangerous "resonant lengths" have been found. The special attention has been paid to analyses of 3D effects in a cup-stem transient zone, including determination of a difference between the positions of geometrical Pole of the resonant hemisphere and of its "dynamical Pole", i.e., its real zone of oscillation node. Boundary effects between the shell (cup) and 3D short "beams" (inner and outer stems) have been ranged. The results of the numerical experiments have been compared with the classic model of a quasi-hemispherical shell band with inextensional midsurface, and the solution using Rayleigh's functions of the $1^{st}$ and $2^{nd}$ kinds. To guarantee the truth of the recommended sizes to a designer of the real device, the analytical and FEM results have been compared with experimental data for a party of real resonators. The consistency of the results obtained by different means has been shown with errors less than 5%. The results notably differ from the data published earlier by different researchers.

• 터널과지하공간
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• 제29권6호
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• pp.480-507
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• 2019

본 논문은 무풍관 선풍기를 이용한 대단면 갱내 국부통기시스템의 최적화를 목적으로 한다. 갱내 맹갱도 형태의 작업공간을 대상으로 일련의 CFD분석과 현장실험을 수행하였다. 선풍기 위치, 운전방식 및 배치가 최적화의 주요 대상변수이다. 국부선풍기에서 토출되는 제트류는 대부분의 경우, 풍속이 15m/s이상으로 고속이므로 토출 후 갱도 바닥, 내벽, 천정 그리고 다른 선풍기에서 토출되는 제트류와 충돌할 가능성이 있다. 따라서 충돌시 상당한 에너지 손실이 발생하므로 통기 효율이 급격히 저하될 수 있다. 본 논문에서 최적 선풍기 간격은 제트류가 충돌 없이 최대의 유동거리를 유지할 수 있는 거리로 정의하며, 반면 단면상의 최적 위치란 갱도내벽과의 충돌 가능성이 최소화된 위치로 정의하였다. 따라서 선풍기 설치위치의 최적화는 통기의 효율뿐만 아니라 에너지 비용 또한 최소화가 가능하다. 3차원 CFD분석을 위하여 다양한 갱내 맹갱도 작업공간을 가정하였다. 무풍관 국부통기의 설계 및 최적화를 위하여 풍속 및 CO농도 분포를 CFD분석하였으며 동시에 비교 목적으로 현장실험을 수행하였다. 본 논문의 궁극적인 목적은 풍관을 사용하기 않는 국부통기시스템을 최적화함으로써 대단면 맹갱도 작업공간에 고효율, 저비용 국부통기를 가능케하여 깨끗하고 안전한 작업환경을 확보하기 위함이다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제18권2호
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• pp.352-364
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• 2017

A novel 3D mathematical model for water film runback and icing on a rotating surface is established in this work, where both inertial forces caused by the rotation and shear forces due to the air flow are taken into account. The mathematical model of the water film runback and energy conservation of phase transition process is established, with a cyclical average method applied to simulate the unsteady parameters variation at angles of attack. Ice accretion on a conical spinner surface is simulated and the results are compared with the experimental data to validate the presented model. Then Ice accretion on a cowling surface is numerically investigated. Results show that a higher temperature would correspond to a larger runback ice area and thinner ice layer for glaze ice. Rotation would enhance the icing process, while it would not significantly affect the droplet collection efficiency for an axi-symmetric surface. In the case at angle of attack, the effect of rotation on ice shape is appreciable, ice would present a symmetric shape, while in a stationary case the shape is asymmetric.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제6권2호
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• pp.163-171
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• 2020

전력연구원에서 설계한 5 MW급 일괄설치시스템의 예인안정성 및 내항성능 검증을 위해 수조모형시험을 실시하였다. 1/48 축소모형을 만들어 정수 및 파랑 중 시험을 수행하였다. 실선기준 4, 5, 6 knots의 대응속도로 예인하며 예인선의 장력을 계측하고, 실선의 필요 예인 동력을 추정하였다. 또한, 관성계측장치를 이용하여 모형의 6자유도 운동을 계측하였으며, 파랑 중 구속모형시험을 통해 내항성능을 확인하였다.