In this study, propeller open water characteristics ($K_P$, $K_T$ and ${\eta}_o$) were compared for three different ducted propellers using a Computational Fluid Dynamics (CFD) analysis, as well as an experimental test at a basin. The best shape of the duct was selected from the three types of specially designed ducts based on the CFD analysis results. The same propeller model (Kaplan type propeller) was used inside all three duct models, and the propeller open water characteristics were compared, predominantly at the design speed for an underwater vehicle. Finally, the results of the CFD test simulations for the selected duct case were verified by experimental open water tests in a towing tank.
In this paper, the thermodynamic performance of OTEC cycle was examined. Computer simulation programs were developed for simple Rankine cycle, regenerative Rankine cycle, Kalina cycle, open cycle and hybrid cycle. For the simple Rankine cycle, the results show that newly developed fluids such as R410A and R32 that do not cause stratospheric ozone layer depletion perform as well as R22 and ammonia. Also, simple Rankine cycle OTEC power plant can practically generate electricity when the difference in warm and cold sea water inlet temperatures are greater than $14^{\circ}C$. The regenerative Rankine cycle showed a 1.5 to 2% increase in energy efficiency compared to the simple Rankine cycle while the Kalina cycle employing ammonia/water mixture showed a 2-to-3% increase in energy efficiency, and the overall cycle efficiencies of hybrid cycle and open cycle were 3.35% and 4.86%, respectively.
In this study, the side reactions that greatly affect the coulombic efficiency of a zinc-air secondary battery are quantitatively analyzed on the basis of the charging-discharging characteristics, open circuit self-discharge characteristics, and a series of calculations. In particular, the charge amounts consumed by water electrolysis and self-discharge during charging process are separately determined so that the charging efficiency (the amount of charge used in actual charging with respect to the applied charge amount) can be estimated, which would enable systematic understanding of the cause of coulombic efficiency degradation. Using two cells with different charging overvoltages, the validity of the proposed method can be assessed.
개방형 사무실에서 소음과 스피치 프라이버시 문제는 꾸준히 제기되어 왔다. 이러한 개방형 사무실의 문제점을 해결하기 위한 마스킹 음원에 대한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 청취 실험을 통하여, 쾌적한 물소리를 마스킹 음원으로 제안하고자 한다. 먼저 다양한 소음 레벨에 대하여 음환경 쾌적도와 스피치 프라이버시를 고려한 최적 물소리 레벨에 대하여 고찰하고자 한다. 이후 최적 레벨의 물소리 도입이 업무효율성에 미치는 영향을 검정하고자 한다. 청취실험에서 사용된 사무실 소음은 실제 개방형 사무실에서 바이노럴 마이크를 활용해 녹음하였고, 헤드폰을 통해 피험자들에게 제시하였다. 청취실험 음원은 각각 3개의 등가 배경소음레벨(55 dBA, 60 dBA, 65 dBA)과 5개의 신호대잡음비[Signal to noise ratio(SNR) -10 dB, -5 dB, 0 dB, +5 dB, +10 dB]의 조합로 구성하였고, 각 음원에 대한 주관평가로 전체적인 음환경 쾌적도(Overall Soundscape Quality, OSQ)와 듣기 어려운 정도(Listening Difficulty, LD)를 평가하였다. 평가 결과 배경음 보다 물소리가 커질수록 LD는 증가하였지만 OSQ는 감소하였다. 특히 물소리가 사무실 소음 보다 클경우 도입 전보다 OSQ가 감소하였다. 따라서 OSQ와 LD를 고려하였을 때 소음레벨별 최적 SNR은 모든 소음레벨에 대하여, -5 dB로 나타났다. 이후 업무 효율성을 평가하기 위하여, 최적 레벨의 물소리 도입 전후에 인지능력(Cognitive performance)을 평가하였다. 평가 결과 최적 레벨의 물소리를 도입할 경우, 배경소음이 55 dBA에서는 인지능력평가 결과가 물소리 도입 전에 비해 감소하는 것으로 나타났으나, 60 dBA와 65 dBA에서는 증가하는 것으로 나타났다.
시화호 인공습지의 오염물질 제거효율을 분석평가하고 수질정화기능의 저하원인을 파악하기 위하여 습지내 16개 지점에서 시공간적 수질분포에 대해 조사하였다. TN을 제외한 오염물질 제거효율은 조성 초기에 비해 낮아졌으며, 계절변동 또한 매우 큰 것으로 나타났다. 특히 BOD와 TP의 평균 제거효율이 각각 12.3%, -44.5%로 낮고, TN과 SS에 비해 계절변동이 큰 것으로 나타났다. 월평균 BOD의 제거효율은 습지 하류부에서 식물플랑크톤이 대량 증식하였던 4월과 7월에 처리효율이 나타나지 않았으며, TP의 경우는 4월부터 8월까지 제거효율이 지속적으로 감소하였으며 수온이 가장 높았던 8월에 -291%를 나타냈다. 폐쇄수역에서 SS 농도분포는 좌안과 우안에 비해 중앙지점에서 높은 것으로 나타났다. 또한 ANOVA test로부터 수평적으로 유의적인 차이(p = 0.013, 중앙 > 좌안 > 우안)를 보였다. 시화호 인공습지에서 오염물질 제거효율의 저하원인은 과도한 유기물 생산에 의한 습지의 혐기성환경과 이에 따른 습지 하류부에서 용출된 인과 대량 증식한 식물플랑크톤이 균등하지 못한 물 흐름에 의해 식생대를 거치지 않고 유출되었기 때문으로 유추된다.
본 연구는 봄에서 여름 재배기에 토마토를 암면배지 재배에서 누적일사량급액방식(ISR)과 물관수액흐름 속도에 따른 급액방식(SF)에서 급배액량, 수분흡수량, 과실 생육 및 과실 생산량, 과실비대속도를 관찰하였다. 정식 후 28일에서 82일까지 총급액량은 SF 제어구에서 약 5.0L 적게 소비되었으나 지상부와 과실 생체중은 유의차가 없었고 수분이용효율(WUE)과 과실 200g을 생산하는데 소요된 물량도 두처리 간 유의차가 없었다. 정식 후 58일에서 82일까지 급액방식에 따른 실시간 광량과 물관수액흐름속도 상관관계를 관찰하였을 때 상관관계(r2)는 SF제어구에서 더 높게 나타났다. 정식 56일부터 82일까지 실시간 측정된 과경비대속도와 배지함수율의 상관관계를 살펴본 결과 SF제어구에서 야간과 낮 시간대에 ISR제어구 보다 높았고 특히 야간 시간대에 상관관계가 더 높게 나타났다. SF제어구의 물관수액흐름속도와 수분부족분(Humidity Deficit: HD)과의 상관관계(r2=0.6286)도 광량과의 관계만큼 높게 나타났다. 더 많은 현장 연구를 통해 수확량, WUE 및 센서의 정확도과 같은 특성에 관한 결과들을 도출하였을 때 상업적 수경재배 농장 재배자의 관심을 얻을 수 있을 것으로 보인다.
Efficient water operation and management of an irrigation system plays an important element in the sustainability of irrigated agriculture. An agricultural water is delivered in many open canals of irrigation delivery system by reservoirs. The poor water distribution and management in an irrigation system is a major factor leading to low water efficiency. It is necessary to compare the estimated irrigation demands with the actual water supplies for decision making to maintain the water supply according to demand strategy. Smarter water management, new technologies and improvement of water management system, is essential to solve the problem of water efficiency and availability. In this paper, the irrigation efficiencies according to water delivery performance indicator were measured with automatic water gauge at irrigation canals, and calculated from spatial and temporal distribution of water supply for the lack of planning in water delivery. The analysis of results are obtain an insight into possible improvement methods to develop canal water management policies that enable irrigation planners to optimally manage scarce available water resources.
Water aeration is an effective water treatment process, which involves the injection of air or air-water mixture into water treatment reservoir commonly through pipes. The main purpose of water aeration is to maintain healthy levels of dissolved oxygen (DO), which is the most important water quality factor. The pipes' operating conditions are important for controlling the efficiency and effectiveness of aeration process. Many studies have been conducted on two-phase flows in pipes, however, there are a few studies to deal with small s ale in millimeter. The main objective of this study is to perform 2-dimensional two-phase simulations inside various straight pipes using the computational fluid dynamic (CFD) OpenFOAM (Open source Field Operation And Manipulation) tools to examine the influence of flow patterns on bubble size, which is closely related to DO concentration in a water body. The both flow regimes, laminar and turbulence, have been considered in this study. For turbulence, Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) has been applied. The coalescence and breakage of bubbles caused by random collisions and turbulent eddies, respectively, are considered in this research. Sauter mean bubble diameter and water velocity are compared against experimental data. The simulation results are in good agreement with the experimental measurements.
In this study, the attraction efficiency of the by-pass fishway installed at Dalseong Weir in Nakdong River was assessed according to operation of the attraction waterway by using River2D which is a two-dimensional physical habitat simulation model. The model was calibrated and validated through the measured water elevation. The attraction efficiency of the fishway was evaluated at the low flow condition because the target fish, Zacco platypus (Z. platypus), have moved frequently up and downstream at the spawning season from April to June. From simulation results, it can be deduced that the attraction efficiency at situation of open attraction waterway is superior to that of close attraction waterway. Also it is shown that velocity field at inner region of the fishway is suitable for migration of the fish.
A prototype of 76 ha Shi-hwa constructed wetland was constructed for the first time in Korea to purify severely polluted stream water. Hydrology, vegetation(macrophyte) and water quality for Banwol and Donghwa wetland built in Shi-hwa tidal reclaimed area were monitored to evaluate the performance of the wetlands. The overall efficiency for the treatment of polluted stream water using the wetlands showed no significant improvement. The monthly average removal rates on SS, BOD, TN and TP for Banwol and Donghwa wetlands showed 66.5% and 62.8%, 14.8 and 34.3%, 33.9 and 47.1% and 20.8 and 51.6%, respectively. It is considered that three major factors, ie. wide fluctuations in inflow rate, short hydraulic retention time and small open area compared with vegetated area could have a great influence on low system efficiency.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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