• 터널과지하공간
• /
• 제24권3호
• /
• pp.187-200
• /
• 2014

굴착 또는 발파 후 암반손상대 내 암반 물성은 응력재분배나 발파충격에 의해 영구히 약화된다. 본 논문에서는 이러한 암반손상대를 사면에 적용하였다. 손상대 유 무에 따라 2차원 모델링을 통해 암반사면의 역학적 정성을 비교하고 안전율에 영향을 미치는 인자를 분석하는 것이 본 연구의 목적이다. 모델링 결과 사면의 역학적 안정성은 손상대 유 무에 따라 현저하게 차이가 있었다. 특히 손상대를 고려한 안전율은 고려하지 않을 때 보다 약 49.4%가 감소하였다. 부분요인설계법을 이용하여 안전율에 관한 인자 분석을 실시한 결과 안전율에 영향을 미치는 주요 인자는 사면 경사, 점착력, 내부마찰각, 높이였다.

• 설비공학논문집
• /
• 제30권4호
• /
• pp.175-185
• /
• 2018

This research investigates the internal flow and heat transfer in a plate heat exchanger with chevron shape by utilizing the computational fluid dynamics (CFD) software. The basic unit of the plate heat exchanger is generally composed of a hot channel, an intermediate chevron plate, and a cold channel. Several studies have reported experimental and numerical simulation of heat transfer and pressure drop. This study focused on the detailed numerical simulation of flow and heat transfer in the complicated chevron shape channel. The long chevron plate was designed to include 16 chevron patterns. For proper mesh resolution, the number of cells was determined after the grid sensitivity test. The working fluid is water, and its properties are defined as a function of temperature. The Reynolds number ranges from 900 to 9,000 in the simulation. A realizable $k-{\varepsilon}$ model and non-equilibrium wall function are properly considered for the turbulent flow. The friction factors and heat transfer coefficient are validated by comparing them with existing empirical correlations, and other patterned flow phenomena are also investigated.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
• /
• pp.477-482
• /
• 2009

로켓노즐 유동은 성능에 대단히 중요한 영향을 미치나, 고온 고압의 가스 유동 특성으로 직접적인 측정이 매우 어렵다. 이러한 문제 해결을 위해 수력학적 상사(hydraulic analogy)기법이 개발되었으며, 본 연구에서는 고온 고압의 로켓 노즐 유동에 대한 수력학적 상사의 적용 가능성이 시험되었다. 로켓 모타의 축대칭 De Laval 노즐 내부 유동현상에 관한 연구가 수력학적 상사를 이용하여 설계된 2차원 수문형 시험장치(2-D Sluice-Type Water-Table)에서 수행되었다. 정량적인 시험을 위해서는 $k{\neq}2$인 기체 유동에 대한 비상사성 문제 해결이 필요하며, 본 연구에서는 시험대를 경사시켜 유동방향 중력가속도 영향을 감소시킴으로서 점성에 의한 비상사성 문제 해결을 시도하였다. 유동 가시화를 통해 수력학 상사에 대한 이해를 깊이할 수 있었으며, 수력학적 상사 실험(2차원 등엔트로피 유동)의 관련 분야에 대한 다양한 적용 가능성이 확인되었다.

• 터널과지하공간
• /
• 제12권4호
• /
• pp.248-258
• /
• 2002

1973년 청평에 국내 최초로 지하양수 발전소를 건설한 후 2002년까지 6번째의 지하양수 발전소가 건설 중에 있다. 국내 지하양수 발전소 6개소 중 5개의 지하양수 발전소에서 유한요소법을 이용하여 지하공동의 역학적 안정성을 검토하였다 안정성 해석을 위하여 암반 내 초기응력을 공경변화법으로 측정한 결과 초기연직응력에 대한 초기수평응력의 비는 4개소의 지하양수 발전소에서 약 1.07-1.32이었다 암반의 강도와 탄성계수는 대부분의 경우 암심의 강도와 탄성계수를 보정하여 구하였다. 그 결과 안정성 해석에 입력한 암반의 탄성계수는 암심의 탄성계수에 대한 비율로 약 0.16-0.55이었다. 해석의 종류는 탄소성해석이 주를 이루었으나 점탄성해석의 사례도 있었다. 이를 위한 파괴조건은 모아-쿠롬(Mohr-Coulomb)식이었다. 이를 위해 입력한 점착력과 내부마찰각은 암심의 강도에 대한 비율로 각각 0.12-0.22, 0.6-0.87이었다.

• 한국지반공학회지:지반
• /
• 제3권2호
• /
• pp.17-28
• /
• 1987

본연구에서는 해양토질의 전단강도 산정에 대한 Cone관입시험의 신뇌도를 조사하였다. 사질토에 대하여는 내부마찰각의 불확정성을 조사하였으며, 불확정성에는 자료의 공간적 변화와 해석에 사용 되는 공식의 모텔오차 등이 있고, 그중 해석모텔의 오차가 가장 큰 불확정성이었다. 해석 방법마다 구한 내부마찰각이 서로 다르므로, 해석결과를 종합할 수 있는 주관적 견해개념(subjective opinion) 을 도입하였다. Cone관입시험을 이용하여 잡토지반에서 비배빙전단강도를 산정하기 위해서는 실훈시험이나 현장베인 시험으로 구한 전단강도와 Cone 저항력의 경험적인 관계를 이용하여야 한다. 비배수전단강도의 불확정성은 Cone 계수(Nk)의 자료 산포, Nk의 모델 오차, 이방성과 Cone 저항력의 공간적 변화 등에 기인하며, Nk의 자료산포가 가장 큰 불확정성이었다. Nk값의 산정에 이용되는 비교강도시험은 실내시험보다는 현장베인시험의 신뢰성이 더 큰 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회지:지반
• /
• 제12권4호
• /
• pp.47-60
• /
• 1996

고전 토압이론 중에서 Coulomb 및 Rankine토압이론식을 실무에 주로 사용되고 있는데, 이 들에 의한 토압은 삼각형 분포로 간주하고 있다. 그러나 Terzaghi(1934), Tsagreli(1967), Fang & Ishibashi(1986) 등에 의한 실험결과에서 토압은 삼각형 분포가 아님이 밝혀졌다. 본 연구에서는 흙으로 뒤채움된 지표면이 경사지며, 강성옹벽의 뒷면이 경사진 일반적인 경우에 적용할 수 있는 토압이론식이 아취개념을 사용하여 새로이 제안되었다. 새로이 제안된 이론식에 의한 계산결과는 기존 이론들에 의한 것들과 비교되었으며, 이 이론식에 의하여 토압에 영향을 미치는 요소들을 분석하였다. 비교 및 분석결과를 보면, 전주동토압은 새로이 제안된 이론식에 의한 값이 기존이론에 의한 값들과 잘 일치하였다. 그러나 Rankine이론에 의한 전토압 은 비교된 기타 이론들에 의한 값과 상이하였다. 그리고 작용점 위치(h)는 삼각형 분포의 중심 위치인 0.33이 아니라 옹벽 뒷면의 경사각,뒤채움 지면의 경사각, 흙의 내부마찰각 및 부착력에 의하여 주로 지배되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제3권1호
• /
• pp.5-12
• /
• 2002

본 연구에서는 지하수위, 폐기물의 전단강도 정수 그리고 지층 조건이 비위생 매립지 사면의 안정성에 미치는 영향을 검토하였다. 사면의 안정성 해석은 한계평형방법에 근거한 Janbu의 절편법을 사용하였다. 해석 결과 매립지가 완전건조 상태에 있는 경우가 완전포화 상태에 있는 경우에 비해 안전율이 약 2.4~2.8배 정도 증가되었다. 관측된 지하수위 상태 하에서 폐기물의 점착력과 내부마찰각이 증가할수록 사면의 안전율은 선형적으로 증가하였으며, 예상파괴면이 하부지층까지 도달할 경우 하부지층의 조건에 따라 안전율과 예상 파괴면의 형상이 변화한다는 것을 알 수 있었다. 따라서, 폐기물 매립지 건설 시에는 지반조건이 양호한 지반을 선택하고, 지하수위 감소를 위한 차수 및 배수 시스템을 설치하는 것이 사면의 안정성 향상에 도움을 줄 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제8권4호
• /
• pp.27-34
• /
• 2009

본 연구에서는 토목섬유가 층상으로 보강된 슬래그 재료의 전단강도와 변형특성을 다루었다. PET mat와 같은 토목섬유에 의한 보강이 슬래그의 전단강도와 변형특성에 미치는 영향을 조사 및 분석하기 위해 압밀배수 조건 하에서의 대형삼축압축시험을 수행하였다. 연구에 사용된 슬래그 재료는 현장에서 사용되는 재료와 동일한 재료로서 scale effect로 인한 문제점은 없었다. 토목섬유로 보강된 슬래그의 응력-변형율 거동은 무보강시 보다 다일러턴시의 양이 작고, 축변형율 증가시 항복 이후에도 축차응력이 증가하는 변형율경화(strain hardening) 거동을 나타내었다. 토목섬유로 보강된 슬래그 재료의 겉보기 점착력과 내부마찰각 등의 강도정수는 보강되지 않은 경우의 값보다 1.2-1.4배 정도 크고, 구속압 수준이 클수록 커지는 것으로 나타났다. 따라서 슬래그를 사용한 제방의 설계나 시공시 슬래그 재료에 토목섬유를 층상으로 보강하여 사용할 경우에는 강도증가 효과에 의해 안전율을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제19권6호
• /
• pp.49-59
• /
• 2003

성토지지말뚝의 하중분담효과에 영향을 미치는 요소는 크게 말뚝에 관한 요소와 지반에 관한 요소로 구분할 수 있다. 우선 말뚝에 관한 요소로는 말뚝캡간격비를 들 수 있으며, 지반에 관한 요소는 성토고와 지반정수(c, $\phi$)를 들 수 있다. 본 연구에서는 이들 영향요소들이 성토지지말뚝의 하중분담효과에 미치는 영향정도를 평가하고, 기 제안된 이론식의 타당성을 입증하기 위하여 일련의 모형실험을 수행하였다. 본 모형실험에서 말뚝은 성토지반아래에 6행$\times$6 열(혹은 5행$\times$5열)의 정방형으로 설치하였으며, 각각의 말뚝 두부에 2.5cm$\times$2.5cm 크기의 단독캡을 설치하였다. 실험 결과 성토지지말뚝의 연직하중분담 효과는 말뚝캡 간의 간격이 커질수록 감소하였고, 반면에 성토고가 높아질수록 그리고 성토지반의 상대밀도를 크게 조성할수록 증가하였다. 또한 실험치와 이론치의 비교결과, 제안 이론식이 성토지지말뚝에 작용하는 연직하중을 합리적으로 잘 산정함을 확인하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
• /
• pp.530-533
• /
• 2010

This paper presents numerical analysis and design optimization of various turbine blade cooling techniques with three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes(RANS) analysis. The fluid flow and heat transfer have been performed using ANSYS-CFX 11.0. A fan-shaped hole for film-cooling has been carried out to improve film-cooling effectiveness with the radial basis neural network method. The injection angle of hole, lateral expansion angle of hole and ratio of length-to-diameter of the hole are chosen as design variables and spatially averaged film-cooling effectiveness is considered as an objective function which is to be maximized. The impingement jet cooling has been performed to investigate heat transfer characteristic with geometry variables. Distance between jet nozzle exit and impingement plate, inclination of nozzle and aspect ratio of nozzle hole are considered as geometry variables. The area averaged Nusselt number is evaluated each geometry variables. A rotating rectangular channel with staggered array pin-fins has been investigated to increase heat transfer performance ad to decrease friction loss using KRG modeling. Two non-dimensional variables, the ratio of the eight diameter of the pin-fins and ratio of the spacing between the pin-fins to diameter of the pin-fins selected as design variables. A rotating rectangular channel with staggered dimples on opposite walls are formulated numerically to enhance heat transfer performance. The ratio of the dimple depth and dimple diameter are selected as geometry variables.