• 제목/요약/키워드: Mean Flow Coefficient

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조류발전용 수직축 터빈의 방수로 설치에 따른 성능에 관한 연구 (Study on Performance of Vertical-axis Tidal Turbines Applied to the Discharged Channel of Power Plant)

  • 이정기;현범수
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.274-281
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    • 2015
  • 국내 연안에 위치해 있는 화력 및 원자력 발전소는 발전시설 냉각을 위해 해수를 사용한다. 입구를 통해 배출되는 온배수는 유량이 상당하여 입구 근처에 큰 운동에너지가 존재한다. 이러한 제한된 입구에서 빠른 흐름이 존재하는 제트류 영역에 설치된 수직축 터빈의 성능을 수치적으로 조사하였다. 제트류 영역에서 입구와 터빈간 거리, 입구 직경과 수직축 터빈의 직경에 따른 성능 변화를 TSR=3.0에서 조사하였다. 또한, 입구가 1개인 경우와 2개인 경우에 대해 직경이 다른 터빈을 배치하여 성능 및 발전량을 비교하였다. 입구가 1개인 경우 입구로부터 터빈과의 거리가 증가함에 따라 터빈 효율이 감소함을 알 수 있었고, 터빈 직경과 입구 직경이 동일할 때 효율이 가장 좋은 것을 알 수 있었다. 입구가 2개인 경우는 효율 및 총 발전량을 고려하여 입구와 동일한 크기의 터빈을 각각 배치하는 것이 좋은 것을 확인하였다. 본 연구는 방수로 입구 전방에 설치된 수직축 터빈을 개념적으로 설계하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

수문학적 토양군의 분류기준에 따른 SCS CN 및 유출변화특성에 관한 연구 (Study on SCS CN Estimation and Flood Flow Characteristics According to the Classification Criteria of Hydrologic Soil Groups)

  • 안승섭;박노삼;고수현;송인렬
    • 한국환경과학회지
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    • 제15권8호
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    • pp.775-784
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    • 2006
  • In this study, CN value was estimated by using detailed soil map and land cover characteristic against upper basin of Kumho watermark located on the upper basin of Kumho river and the hydrologic morphological characteristic factors were extracted from the basin by using the DEM document. Also the runoff analysis was conducted by the WMS model in order to study how the assumed CN value affects the runoff characteristic. First of all, as a result of studying the soil type in this study area, mostly D type soil was Identified by the application of the 1987 classification criteria. However, by that in 1995, B type soil and C type soil were distributed more widely in that area. When CN value was classified by the 1995 classification criteria, it was estimated lower than in 1987, as a result of comparing the estimated CNs by those standars. Also it was assumed that CN value was underestimated when the plan for Geum-ho river maintenance was drawn up. As a result of the analysis of runoff characteristic, the pattern of generation of the classification criteria of soil groups appeared to be similar, but in the case of the application of the classification criteria in 1995, the peak rate of runoff was found to be smaller on the whole than in the case of the application of the classification criteria in 1987. Also when the statistical data such as the prediction errors, the mean squared errors, the coefficient of determination and other data emerging from the analysis, was looked over in total, it seemed appropriate to apply the 1995 classification criteria when hydrological soil classification group was applied. As the result of this study, however, the difference of the result of the statistical dat was somewhat small. In future study, it is necessary to follow up evidence about soil application On many more watersheds and in heavy rain.

Numerical study on conjugate heat transfer in a liquid-metal-cooled pipe based on a four-equation turbulent heat transfer model

  • Xian-Wen Li;Xing-Kang Su;Long Gu;Xiang-Yang Wang;Da-Jun Fan
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제55권5호
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    • pp.1802-1813
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    • 2023
  • Conjugate heat transfer between liquid metal and solid is a common phenomenon in a liquid-metal-cooled fast reactor's fuel assembly and heat exchanger, dramatically affecting the reactor's safety and economy. Therefore, comprehensively studying the sophisticated conjugate heat transfer in a liquid-metal-cooled fast reactor is profound. However, it has been evidenced that the traditional Simple Gradient Diffusion Hypothesis (SGDH), assuming a constant turbulent Prandtl number (Prt,, usually 0.85 - 1.0), is inappropriate in the Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations of liquid metal. In recent decades, numerous studies have been performed on the four-equation model, which is expected to improve the precision of liquid metal's CFD simulations but has not been introduced into the conjugate heat transfer calculation between liquid metal and solid. Consequently, a four-equation model, consisting of the Abe k - ε turbulence model and the Manservisi k𝜃 - ε𝜃 heat transfer model, is applied to study the conjugate heat transfer concerning liquid metal in the present work. To verify the numerical validity of the four-equation model used in the conjugate heat transfer simulations, we reproduce Johnson's experiments of the liquid lead-bismuth-cooled turbulent pipe flow using the four-equation model and the traditional SGDH model. The simulation results obtained with different models are compared with the available experimental data, revealing that the relative errors of the local Nusselt number and mean heat transfer coefficient obtained with the four-equation model are considerably reduced compared with the SGDH model. Then, the thermal-hydraulic characteristics of liquid metal turbulent pipe flow obtained with the four-equation model are analyzed. Moreover, the impact of the turbulence model used in the four-equation model on overall simulation performance is investigated. At last, the effectiveness of the four-equation model in the CFD simulations of liquid sodium conjugate heat transfer is assessed. This paper mainly proves that it is feasible to use the four-equation model in the study of liquid metal conjugate heat transfer and provides a reference for the research of conjugate heat transfer in a liquid-metal-cooled fast reactor.

퇴적물 내 입도와 유기물 함량이 영양염류 및 중금속 농도에 미치는 영향 (The Effects of Mean Grain Size and Organic Matter Contents in Sediments on the Nutrients and Heavy Metals Concentrations)

  • 김석구;이미경;안재환;강성원;전상호
    • 대한환경공학회지
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    • 제27권9호
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    • pp.923-931
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    • 2005
  • 팔당호 표층퇴적물의 오염 특성을 파악하기 위해 경안천을 중심으로 팔당호 전반에 걸쳐 40개 지점에 대해 입도, 유기물 함량, 총질소, 총인, 중금속의 분포 특성을 분석하였다. 입도(Mz, mean grain size)의 분포 특성은 유입량 및 유속이 강한 북한강과 남한강 합류지점부터 팔당댐 지역에 걸쳐 사질(Mz, $1{\sim}3\;{\phi}$)로 분포하며, 경안천 하부 및 팔당호 하부 지역에서는 세립한 silt(Mz, $5{\sim}10\;{\phi}$)로 구성되어 이 지역의 수리 특성을 반영한다. 입도(Mz)와 유기물 함량(LOI)의 상관관계는 습지 근처인 St. 36을 제외하고, $r^2\;=\;0.88$로 세립토일수록 유기물 함량이 높아지는 경향을 보였다. 퇴적물 내 T-N과 T-P의 농도 역시 입도와 유기물 함량이 높은 지역에서 높은값을 나타내었다. 특히, T-P의 농도 분포는 $216{\sim}1,623\;{\mu}g/g$(Avg. $769\;{\mu}g/g$)의 범위로 팔당호 퇴적물내 인(phosphorus)의 오염이 심각한 것으로 나타났다. Fractionated-P를 통해 환경 변화에 의해 수체로 용출될 가능성이 큰 Adsorbed-P와 NAI-P(Non-apatite inorganic P)가 약 20%로 나타났다. 또한, 20개 항목의 결과를 토대로 통계학적 기법인 주성분 분석(Principle Component Analysis, PCA)을 실시한 결과, 입도가 세립하고, 유기물 함량이 높은 지역에서 T-N, T-P, 친유기성 중금속(Cd, Cu, Pb, Zn)이 높게 분포하는 것으로 나타났다. 그러나 중금속 오염 정도는 입도를 고려한 $I'_{geo}$(Geoaccumulation Index)로 분석한 결과 상대적 오염도가 0 이하 및 Class 1에 속하는 것으로 나타나 중금속 오염은 없는 것으로 평가되었다.

드론을 이용한 홍수기 유량측정방법 개발(II) - 전자파표면유속계 적용 (Development of flow measurement method using drones in flood season (II) - application of surface velocity doppler radar)

  • 이태희;강종완;이기성;이신재
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제54권11호
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    • pp.903-913
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    • 2021
  • 홍수기 하천에서 유량측정은 예산, 인력, 안전 및 측정 시 편의성 등의 이유로 측정에 제한이 많다. 특히, 태풍 등으로 인한 호우사상 발생 시 위와 같은 문제로 홍수량 측정에 어려움이 따른다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 본 연구에서는 드론(Drone)과 전자파표면유속계(Surface velocity doppler radar)의 기능을 조합하여 최소 인력으로 짧은 시간에 간편하고, 안전하게 홍수기에 하천유량을 측정할 수 있는 방법을 개발하였다. 기존 드론을 이용한 유량측정 연구에서 도출된 바람, 강우 등 기상 요인에 의한 드론의 기계적인 한계를 극복하기 위해 본 연구에서는 IP56 등급의 방진·방수 성능, 최대 36 km/h의 풍속에서 안정적인 비행능력과 최대 10 kg을 탑재할 수 있는 드론을 개발하였다. 또한 전자파표면유속계 측정에 있어서 주요 제약 요소인 진동을 제거하기 위해 드론과 전자파표면유속계를 결합하는 댐퍼플레이트를 개발하였다. 이들 비행장비와 유속계를 결합시킨 유속계 DSVM (Dron and Surface Veloctity Meter using doppler radar)을 제작하였으며, 봉황천(금강 제1지류)에 위치한 금산군(황풍교)지점에서 DSVM을 운용하여 홍수량을 측정한 결과 ±3.5%의 오차가 발생하였다. 또한 측정된 표면유속으로부터 평균유속을 산정할 때 정확도 향상을 위해 ADCP를 이용하여 동시 측정하고, 평균유속을 비교하여 평균유속환산계수(0.92)를 산정하였다. 본 연구에서는 드론과 전자파표면유속계를 결합해 측정한 유량과 ADCP 및 봉부자를 이용해 측정한 유량을 비교하고, DSVM의 적용 및 활용 가능성을 확인하였다.

임진강 유역 오염물질 총량관리를 위한 유량-수질 자료의 통계분석 (Statistical Analysis of Water Flow and Water Quality Data in the Imjin River Basin for Total Pollutant Load Management)

  • 조용철;최현미;이영준;류인구;이명구;구동회;최경완;유순주
    • 환경영향평가
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    • 제27권4호
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    • pp.353-366
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    • 2018
  • 본 연구의 목적은 임진강 수질오염총량관리제도를 위한 단위유역의 2012년 1월부터 2016년 12월까지 유량과 수질자료를 통계분석기법에 이용하여 수질특성을 평가하는 것이다. 유량과 수질은 평균 8일 간격으로 측정하였으며 11개 항목을 상관분석, 주성분 분석, 요인분석, 군집분석에 사용하였다. 군집분석의 결과 공간변화에 따라 자연형 하천, 도시형 하천, 점오염원 영향이 큰 지점 등으로 3개의 그룹으로 분류되었으며, 오염원의 종류와 수질 유사성이 군집 분류에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 일원 분산분석과 사후검정을 이용하여 군집간의 평균사이에는 통계적으로 유의한 수준의 차이가 있는 것으로 나타났다. 상관분석에서 $COD_{Mn}$와 TOC의 상관계수가 0.951(p<0.01)로 상관성이 통계적으로 유의하게 높게 나타났다. 주성분 분석 결과 3개의 주성분으로 전체 수질특성의 72%를 설명할 수 있으며 요인분석에서 주요 요인은 EC, $BOD_5$, $COD_{Mn}$, TN, TP, TOC 항목으로 나타나 유기물과 영양염류 간접지표가 수질에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 본 연구에서 요인점수를 다중 선형회귀분석에 적용하여 회귀 방정식을 제시하고 임진강 유역 수질관리에 유기물 및 영양염류 간접지표 항목의 관리가 중요하다고 판단된다.

관리 우선순위 선정을 위한 낙동강 지류·지천 지점의 수질 오염 특성 분석 (Water Quality Analysis in Nakdong River Tributaries for the Determination of Priority Management Areas)

  • 임태효;나승민;신상민;손영규
    • 대한환경공학회지
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    • 제38권10호
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    • pp.558-565
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    • 2016
  • 낙동강 195개 지류 지천 지점에서 2015년 수집된 699회의 유량 및 BOD/COD/T-N/T-P/SS/TOC 농도 등의 수질 자료를 이용하여 중점관리지점 선정 연구를 수행하였다. 각 모니터링 지점에서 BOD, T-P, TOC 농도 및 오염부하량에 대한 변동계수가 매우 크게 확인되어 1년 평균 자료를 이용한 중점관리지점 선정이 경우에 따라 불합리할 수 있을 것으로 지적되었다. 이러한 이유로 본 연구에서는 각 모니터링 자료를 평균화하지 않고 독립적으로 이용할 수 있는 두 가지 방법을 제시하였다. 첫 번째 방법으로 각 모니터링 시점별로 수집된 BOD, T-P, TOC 농도를 낙동강 중권역별 목표수질과 비교하여 목표수질을 초과하는 횟수를 각 지점별로 산정하였다. 두 번째로 BOD, T-P, TOC 항목에 대한 오염부하량을 각 모니터링 시점별 및 지점별로 산정하여 % 순위를 산정하는 방법을 적용하였다. 이상의 방법을 통해 결정된 중점관리지점을 서로 비교하였으며, 이를 통해 낙동강 유역의 수질의 전반적 특성을 분석하였다.

온산공단 부근의 해양오염물질 이동 (TRANSPORT AND DIFFUSION OF POLLUTANTS IN THE COASTAL WATERS OF ONSAN INDUSTRIAL COMPLEX)

  • 장선덕;이종섭;한경화
    • 한국수산과학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.151-162
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    • 1980
  • 온산만내에서는 대조시 조류가 우세한 편이지만 (0.1 kt), 소조시의 표층류는 매우 불규칙하며(0.07 kt), 취송류와 지형성 소용돌이의 영향을 크게 받는다. 대조시 만북부에서는 썰물 때 동류하고 밀물 때 서류한다. 만남부에서는 밀물은 서북서류하고 철물은 동북동류이다. 만외에서는 조류가 우세하여 밀물 때 남-남남서류하고 썰물 때 북-북북동류한다. 최대유속은 $1\~1.1kt$로 관측되었다. 소조시의 항류는 북북동 14.3cm/sec였다. 우봉갑 남쪽 만입부에는 밀물갈때나 썰물갈 때 지름 약 1km미만의 시계방향 소용돌이가 존재하여 해수의 정체성이 비교적 강한편이다. 겨울의 취송류는 대체로 남류하며 최대유속은 약 0.1kt에 달한다. 온산만내에서 점원방출한 염료는 바람에 의해 변형되면서 주로 조류에 따라 만구쪽으로 이동, 분산하였고, 방출 3시간후의 평균확산계수는 $4.4\times10^4cm^2/sec$ 였다. 만외 만입부 시계방향의 환류내에서는 이보다 다소 낮은 값을 보였다.

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인천광역시에서 유통되는 계란의 플루오로퀴놀론계 항균물질 잔류 실태 조사 (A study on the residues of fluoroquinolones in hen's eggs consumed in Incheon Metropolitan city)

  • 박은정;임지흔;이성모;임정수;오대규
    • 한국동물위생학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.385-395
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    • 2008
  • This study was carried out to investigate the residue level of fluoroquinolones in hen's general eggs and specific eggs by microbiological assay method and high performance liquid chromatography (HPLC) method. HPLC separation was carried out by reversed phase chromatography on a Symmetry $C_{18}$ (250${\times}$4.6 mm, $5{\mu}m$ particle size) with a phase composed of distilled water (containing 0.4% triethylamine and phosphoric acid) : Methanol (780 : 220, v/v), pumped isocratically at a flow rate of 1.0ml/min. A fluorescence detector was utilized with an excitation wavelength of 278nm and an emission wavelength of 456nm. The calibration curves were linear $({\gamma}^2{\geq}0.999)$ over a concentration range of $0.025{\sim}0.4{\mu}g/ml$. Average recoveries of the five fluoroquinolones in whole eggs at fortified levels of $0.05{\sim}0.2{\mu}g/g$ were ranged mean $78.1{\sim}91.7%$ and low coefficient of variation was less than 10% for all analysed samples. The limits of detection and limits of quantification for whole eggs were $1.2{\sim}6.0ng/g$ and $2.3{\sim}9.1ng/g$, respectively. Only one hen's general eggfrom chicken farm in Incheon was detected with the residual fluoroquinolones (Microbiological assay method; 1 of 47 general eggs) ; the range of residual concentration enrofloxacin was 0.12ppm. Those in food stores were detected with the residual fluoroquinolones (Microbiological assay method; 4 of 88 general eggs) ; the ranges of residual concentration enrofloxacin were $0.15{\sim}2.2 ppm$, ciprofloxacin $0.01{\sim}0.06ppm$, and hen's specific eggs (40) in food stores were not detected. For the microbiological assay method of fluoroquinolones in hen's eggs, as the results of comparative analysis, the disc diffusion method with E coli may be a little highly detected for the residual fluoroquinolones.

잔자갈을 충전(充塡)한 간접폭기방식(間接曝氣方式) 침지여상(浸漬濾床)에 의한 합성하수처리(合成下水處理) (Treatment of Synthetic Wastewater by Indirect Aerating Biofilter Submerged Gravel)

  • 양상현;원찬희
    • 대한토목학회논문집
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    • 제8권3호
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    • pp.129-138
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    • 1988
  • 본(本) 연구(硏究)에서는 잔자갈을 충전(充塡)한 간접폭기방식(間接曝氣方式) 침지여상(浸漬濾床)의 설계(設計)나 운전에 합리성(合理性)을 부여하기 위해, 폭기조(曝氣槽)에서 침지여상(浸漬濾床)으로의 산소공급(酸素供給) 특성(特性) 및 잔자갈의 입경(粒徑), 순환수(循環水)의 수량부하(水量負荷), $BOD_5$ 용적부하(容積負荷) 변화에 대한 처리효율(處理效率)을 검토하였다. 실험(實驗)은 $20^{\circ}C$를 유지한 침지여상(浸漬濾床)의 하부(下部)에 합성하수(合成下水)를 상향류(上向流)로 연속주입(注入)하였고, 동시(同時)에 포기조에서 충분히 포기된 물을 침지여상(浸漬濾床)에 상향류(上向流)로 순환(循環)시키면서 수행되었다. 실험결과(實驗結果) 가장 적당한 잔자갈의 입경(粒徑)은 11 mm 정도였으며, 설계(設計) 및 운전을 위해서는 잔자갈의 표면적부하(表面的負荷)보다는 침지여상(浸漬濾床)의 용적(容積)을 기준으로 하는 것이 타당하며, 90% 이상의 $BOD_5$ 제거율을 얻기 위해서는 BOD 용적부하율(容積負荷率)을 $1.0kg-BOD_5/m^3{\cdot}d$ 이하로 운전하여야 하며, 이때 순환수(循環水)($DO7.2mg/{\ell}$)의 수량부하(水量負荷)는 $189m^3/m^3{\cdot}d$ 이상으로 유지시켜야 할 것으로 나타났다. 또 본실험(本實驗) 범위내에서 반응속도계수(反應速度係數) $K_1$은 순환수(循環水)의 수량(水量) 부하(負荷) 및 잔자갈의 입경(粒徑)과 밀접한 관계(關係)가 있음을 알았다.

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