• 한국전산유체공학회지
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• 제18권2호
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• pp.66-71
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• 2013

In this paper, the supersonic flows around space launch vehicles have been numerically simulated by using a 3-D RANS flow solver. The focus of the study was made for investigating plume-induced flow separation(PIFS). For this purpose, a vertex-centered finite-volume method was utilized in conjunction with 2nd-order Roe's FDS to discretize the inviscid fluxes. The viscous fluxes were computed based on central differencing. The Spalart-Allmaras model was employed for the closure of turbulence. The Gauss-Seidel iteration was used for time integration. To validate the flow solver, calculation was made for the 0.04 scale model of the Saturn-5 launch vehicle at the supersonic flow condition without exhaust plume, and the predicted results were compared with the experimental data. Good agreements were obtained between the present results and the experiment for the surface pressure coefficient and the Mach number distribution inside the boundary layer. Additional calculations were made for the real scale of the Saturn-5 configuration with exhaust plume. The flow characteristics were analyzed, and the PIFS distances were validated by comparing with the flight data. The KSLV-1 is also simulated at the several altitude conditions. In case of the KSLV-1, PIFS was not observed at all conditions, and it is expected that PIFS is affected by the nozzle position.

• 한국항만학회지
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• 제11권2호
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• pp.231-240
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• 1997

미국에서는 오랜 전부터 1차 처리된 폐수를 해양배출구를 통하여 심해저로 흘러보내어 보다 효율적인 폐수처리에 기여하고 있다. 해저의 경사 때문에 연안의 폐수처리장에서 긴 관을 통해 심해저로 다공배출구를 연결시키고 있다. 그러나, 심해저확산배출구를 통해 흘러 나와 형성된 플롬이 근접한 연안에 간접적으로는 인간의 건강에 해를 줄 수 있다는 보고 때문에 바다의 물리적인 조건을 세심하게 고려한 심해저 확산배출구의 적절한 수심에서의 배치가 요구되고 있다 .우리나라의 연안역에서도 보다 효율적이고 신뢰할 수 있는 폐수처리를 위해 해양배출에 대한 고려를 하여야 할 것이다. 플롬의 거동을 예측하기 위해 일련의 플롬 동역학에 대한 연구에서는 여러 가지 모델이 사용되어 왔으나 대부분의 경우 플롬거동의 계산치가 현실과는 동떨어져 있다. 따라서 본 연구에서는 실제 배출특성과 해양의 조건을 시뮬레이션 하기 위한 플롬모델의 적용에서 개선방안을 제시하고자 하였다. 플롬모델에서 파랑과 흐름과 같은 실질적인 해상조건을 반영한 입력 파라메타를 도입하여야 하는 것이다. 이 논문에서는 최근의 마말라 만 연구에서 선택한 특정 모델의 입력 변수 중에 장파는 고려하지 않고 해류만을 고려한데서 오는 단점을 보완하여 선행파이론에 기초한 장파와 흐름이 공존함으로써 야기되는 해저로부터의 플룸 상승과 초기 희석 계산을 수행하였다. 실제적으로 해저에서 플룸의 형상이 해수뿐만 아니라 장파에 의해서 크게 영향을 받는다는 것을 염료를 넣어 플룸을 사진촬영함으로써 증명하였다. 앞으로의 연구에서는 장파와 같은 현실적인 인자를 세심하게 고려함으로써 계산 결과를 더욱 현실 값에 접근시킬 수 있게 되었다. 물론, 장파와 같은 인자를 도입함으로써 야기되는 물리학적인 한계점은 관련된 가정을 통해 어느 정도 보완이 되었지만 그러한 한계점은 향후 3차원적인 플룸 역학을 다룸으로써 보강차원의 실증적 연구자 더 필요하다고 하겠다. 미국환경보전국에서 승인한 개량플룸모델 중에서 RSB 및 UM모델을 플룸거동을 계시하는데 사용하였으며, 장주기파의 조건하에서 계산된 값을 플룸의 상승 및 초기회석의 관점에서 비교하였다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.171-172
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• 2009

• 생태와환경
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• 제41권4호
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• pp.472-484
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• 2008

The calibrated Andong Reservoir hydro-dynamic module (PART I) of the 2-dimensional hydrodynamic and water quality model, CE-QUAL-W2 [v3.2], was applied to examine the dynamics of total phosphorus, and chlorophyll $\alpha$ concentration within Andong Reservoir. The modeling effort was supported with the data collected in the field for a five year period. In general, the model achieved a good accuracy throughout the calibration period for both chlorophyll ${\alpha}$ and total phosphorus concentration. The greatest deviation in algal concentration occurred on $10^{th}$ October, starting at the layer just beneath the surface layer and extending up to the depth of 35 m. This deviation is principally attributed to the effect of temperature on the algal growth rate. Also, on the same date, the model over-predicts hypolimnion and epilimnion total phosphorus concentration but under-predicts the high concentrated plume in the metalimnion. The large amount of upwelling of finer suspended solid particles, and re-suspension of the sediments laden with phosphorus, are thought to have caused high concentration in the epilimnion and hypolimnion, respectively. Nevertheless, the model well reproduced the seasonal dynamics of both chlorophyll a and total phosphorus concentration. Also, the model tracked the interflow of high phosphorus concentration plume brought by the turbid discharge during the Asian summer monsoon season. Two different hypothetical discharge scenarios (discharge from epilimnetic, and hypolimnetic layers) were analyzed to understand the response of total phosphorus interflow plume on the basis of differential discharge gate location. The simulated results showed that the hypolimnetic discharge gate operation ($103{\sim}113\;m$) was the most effective reservoir structural control method in quickly discharging the total phosphorus plume (decrease of in-reservoir concentration by 219% than present level).

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제23권1호
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• pp.1-6
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• 1998

영광 원전 지역에 적용될 수 있는 액체 방사성 물질의 확산 모델을 개발하였다. 영광에서의 해양 확산 조건은 매우 복잡하기 때문에 수치적 모델을 적용하는 것은 매우 어렵다. 따라서 비교적 단순하면서도 신뢰성 있는 미규제 지침 1.113에서 제시한 통계적 모델을 적용하였다. 이를 통해, 발전소 운전 조건이나, 피폭 경로에 따른 희석 인자를 계산할 수 있는 컴퓨터 코드를 개발하였다. 액체 방사성 물질의 확산에 대해서, 혼합 범위에 따라 근거리 혼합 모델과 원거리 혼합 모델로 구분하여 모델을 개발하였다. 근거리 혼합 현상은 부력과 초기 운동량 및 난류에 의해 결정된다. 원거리 혼합에서는 대기 중의 구름 확산과 유사하게 가우시안푸륨 모델을 적용할 수 있다. 서로 다른 피폭 경로에 대해 물리적으로 타당한 적분을 수행함으로서, 경로에 따른 희석 인자를 구할 수 있었다. 개발된 모델을 사용하여 계산한 결과에 의하면, 현행 영광 ODCM에 사용되는 희석 인자는 상당히 과평가되어 있음을 알 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권5B호
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• pp.557-562
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• 2006

준설작업으로 인해 재부유된 퇴적물로 구성된 탁도플륨의 이송확산 거동을 예측하기 위해 이(1998)가 제안한 수치 해석의 혼합방법(hybrid method)을 사용하여 3차원 수치모형을 개발하였다. 본 모형에서는 이송 및 확산식의 수치해석에 있어 이송 과정은 전방입자추적기법(forward particle-tracking method), 확산 과정은 유한차분기법을 사용하여 수치계산에 있어 무작위 행보(random walk) 방법에 비해 계산시간이 크게 단축되었으며, 수치모의 결과의 정확성도 크게 향상되었다. 본 모형을 검증하기 위하여 1, 2차원 해석해와의 비교, 그리고 Kuo 등(1985)의 3차원 수리해석모형의 계산결과와 비교하였다. 본 모형의 검증 결과는 비교적 해석해와 잘 일치하였다.

• 한국항만학회지
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• 제11권2호
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• pp.215-230
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• 1997

미국에서는 오래 전부터 보다 효율적인 폐수 처리를 위해 1차 처리된 폐수를 연안의 폐수처리장으로부터 긴 관을 통해 심해저로 흘러 보내고 있고 큰 효과를 보는 것으로 알려져 있다. 그러나, 십해저 확산배출구률 통해 흘러 나와 형성된 플룸이 근접한 연안에 간접적으로는 인간의 건강에 해를 줄 수가 있기 때문에 바다의 물리적인 조건과 지형적인 조건을 고려한 심해저 확산배출구의 적절한 수심에서의 배치가 필수적이라 하겠다. 미국의 세계적인 관광 도시 호놀룰루시가 위치해 있는 오하우섬 남쪽에서는 위치의 중요성과 다량의 배출 폐수 때문에 중요시되는 샌드 아일랜드 배출구와 호노울리우리 배출구가 관심의 대상이 되었으며 현재까지 화산배출구의 배치에 적합한 수십선정에 대한 타당성 연구가 진행되어져 왔다. 최근에는 9백만 불의 지원을 받아 행한 마말라 만에 대한 이전의 연구(프로젝트MB-4)에서는 샌드아일랜드의 확산 배출구 주위예서 플룸의 표면수도달 빈도가 실질적인 값보다 훨씬 높은 값으로 계산되었는데 본 논문에서는 마말라 만에 대한 연구의 단점을 보완하고 마말라 만 연구에서와 같은 모델을 이용하여 플룸의 표면수 도달 빈도와 초기 회석도를 실질적인 값에 거의 근접시키는데 성공했다. 본 논문에서 중요시한 것은 마말라 만 연구에서 선택된 특정 모델의 입력 변수 중에서 배출구 주위의 해수 컬럼에서 상층과 전체적인 밀도분포를 고려하지 않은 데서 오는 단점을 보완하여 1미터 간격으로 측정된 상충을 포함한 현실적인 밀도분포를 이용하고 플룸의 상승과 초기 희석도를 계산할 때 상층의 밀도 분포를 고려하였다. 앞으로의 연구에서 상층파 전체적인 밀도 분포를 고려함으로써 예측 수치를 더욱 현실 값에 접근시킬 수 있음을 입증하였다.

• 청정기술
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• 제14권2호
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• pp.136-143
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• 2008

본 연구에서는 오리멀젼(orimulsion)을 연소하는 발전소에서 배출되는 가시백연의 가시도 증가를 확인하고, 그 원인을 파악하고자 하였다. 오리멀젼을 연료로 사용하는 발전소에서는 미세 먼지입자와 황화합물이 포함된 연기를 발생한다. 발전소 공정데이터를 바탕으로 미세 먼지입자의 영향에 대해서는 모니터링을 통한 로그정규분포로 배출입자의 입도분포를 대입하였고, 황화합물 에어로졸 2차 입자의 주성분$(NH_4)_2SO_4$의 생성 화학방정식을 고려하였다. 연기에 의한 가시도를 정량적으로 평가하고자 미국의 EPA에서 개발된 대표적 시정모델인 PLUVUE-II 모델을 응용하였다. PLUVUE-II 모델이 단파장에만 모사되는 문제를 개선하여 가시광선 전 영역에서 계산이 가능하도록 하여 가시도에 따른 최대 연기거리를 광학적 방법으로 계산하였다. 모델링 결과로써 미세입자의 분포와 황화합물의 농도에 따른 최대 연기거리의 변화를 평가하였다. 연구 결과로 오리멀젼의 연소로 발생된 가시백연이 미세입자와 황화합물의 2차 입자에 의해 유발될 수 있음을 확인하였으며, 이러한 가시백연의 저감을 위해서는 미세입자의 크기와 황 화합물의 배출에 대한 제어가 필요하다고 판단된다.

• 한국해양공학회지
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• 제23권2호
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• pp.37-46
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• 2009

Typhoon Rusa in 2002 was recorded as causing the biggest damage due to flood in our country. With the enormous damage to the land, the flood was totally discharged to the open sea. As a result, in the coastal area, the discharging of a river had a big influence in comparison to the scale of the coastal area, which suffered damaged due to the discharging of the river. As it cleared the land, the load was totally discharging into the sea, where it caused various problems due to its influence on the ecosystem. These included changes to the environment, like a difference in salinity and the inflow of a land load. Therefore, in this study, a Lagrangian particle tracking model was constructed using a flow model capable of solving the behavior of a river plume, supposing Sachon Bay. It is performed the research able to tendency-like valuation and reappearance about real event. The result was that the model was well approximated the sea area tendency and the river plume of the specific event.

• 한국추진공학회지
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• 제25권4호
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• pp.1-11
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• 2021

2000년 대에 들어 가파르게 성장하고 있는 우주비행체용 전기추진시스템의 안정적인 운영기술 개발을 위해, PIC-DSMC를 이용하여 전기추력기의 배기플룸의 거동을 해석하였다. 해석 방법에서 Boltzmann 관계식을 이용한 Simple Electron Fluid Model을 적용하였고, 원자-이온 간 충돌에 의해 발생하는 전하 교환 및 운동량 교환을 함께 고려하였다. 본 연구의 해석결과는 실험에서 계측한 플라즈마 전위값을 비교적 잘 예측하였다. 추력기 출구 근처에서는 활발한 입자 간 충돌 및 원자-이온 간 전하 교환으로 인해, 느린 이온 및 빠른 원자가 생성되었으며, 추력기 배기플룸의 궤적 및 속도에 중요한 영향을 미칠 것으로 예측되었다.