• 제목/요약/키워드: Roughness coefficient

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삼림이수기능(森林理水機能)의 정량적(定量的) 평가방법(平價方法)에 관한 연구(硏究)(II) - 조도계수(粗度係數)의 응용(應用)을 중심(中心)으로 - (A Study on a Quantitative Method in Estimating Forest Effects for Streamflow Regulation (II) - Mainly Dealing with Application of Coefficient for Slope Roughness -)

  • 이헌호
    • 한국산림과학회지
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    • 제81권4호
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    • pp.337-345
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    • 1992
  • 산지유역은 대부분이 수원대(水源帶)이고 수자원상 중요한 위치를 차지하고 있기 때문에 수자원의 확보와 홍수재해의 경감을 위해 삼림의 유량조절기능과 우수유출(雨水流出)에 미치는 삼림의 영향을 정량적으로 해석할 필요가 있다. 본 논문은 유출해석모델로 Kinematic wave법을 채용했다. 그리고 모델의 조변수(助變數)(parameter)로서 사면조도계수(斜面組度係數)를 동정(calibration)에 의해 추정해서 그 값으로 삼림의 이수기능(理水機能)을 평가할 수가 있었다. 본 논문에 사용한 수문자료(水文資料)는 동경대학(東京大學) 애지(愛知)연습림의 두 시험유역에서 관측한 자료이다. 삼림이 수기능의 평가방법으로서 제안한 조도계수의 추정방법과 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 조도계수($N_s$)는 산복사면의 표면유(表面流)의 유수저항(流水抵抗)을 나타낸다. 즉 삼림의 성장과 함께 $A_o$층(層)의 발달에 의해 우수(雨水)의 유하(流下)가 방해를 받는다. 2. Kinematic wave법(法)에 의한 모델실험에 의하여 하도(河道)의 직접유출량(直接流出量)을 계산할 때 조변수로서 사면 조도계수의 값을 추정할 수가 있었다. 3. 혈궁유역(穴宮流域)에서의 조도계수는 지수함수적으로 일정치에 점근(漸近)하면서 증대하는 곡선상에 있고, 치산 조림의 성과가 나타나기 시작한 1940년대 전후의 급격한 증대가 특징적이다. 한편 백판유역(白坂流域)에서는 직선적으로 미증(微增)경향이 있는 것으로 지표의 상태에는 거의 변화가 없었던 것이 추찰(推擦)된다. 4. 조도계수값의 증대는 직접유출량의 감소 및 기저유츨량(基底流出量)의 증대와 직접적인 관련이 있었다. 임상(林相)의 양호화(良好化)와 함께 한 강우에 대한 직접유출량의 비율은 상대적으로 감소하고, 기저유출량의 비율이 증가하는 경향이 인정되었다. 그러나 한 강우에 대한 유출량의 절대량은 경년적(經年的)으로 감소해 가는 경향이 있었다.

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직사각형 형상의 표면조도 변화에 의한 난류변동분 해석 (Analysis of Turbulent Velocity Fluctuations of Rectangular Shape of the Surface Roughness Change)

  • 오대균;오우준;김도정;이경우
    • 해양환경안전학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.167-172
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    • 2011
  • 표면조도에 의해 발생하는 난류유동은 공학적, 물리적 분야에서 매우 중요하게 다루어지고 있다. 표면조도는 선박에서도 설계, 용접, 도장 등 각각의 단계에서 다양한 측면으로 고려되어야 할 중요한 요소이다. 본 연구는 표면조도 형상을 일반화하여 PIV기법을 적용하여 수조실험을 수행하였다. 표면조도 조건은 거칠기 형상의 간격에 대해 변화를 주었으며, 실험유속은 Re = $1.1{\times}10^4$, Re = $2.0{\times}10^4$, Re = $2.9{\times}10^4$ 에서 시간평균에 대한 난류강도를 알아보았다. 거칠기 계수 증가에 따라 표면 거칠기 형상 근처에서 발생한 난류성분에 의해 난류강도는 강하게 나타났으며, 자유흐름 영역으로 갈수록 유동 방향의 변동이 전혀 없는 흐름이 나타났다. 실험유속 조건 변화에 대한 난류강도의 편차는 크게 영향을 받지 않았다.

An experimental study on shear mechanical properties of clay-concrete interface with different roughness of contact surface

  • Yang, Wendong;Wang, Ling;Guo, Jingjing;Chen, Xuguang
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제23권1호
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    • pp.39-50
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    • 2020
  • In order to understand the shear mechanical properties of the interface between clay and structure and better serve the practical engineering projects, it is critical to conduct shear tests on the clay-structure interface. In this work, the direct shear test of clay-concrete slab with different joint roughness coefficient (JRC) of the interface and different normal stress is performed in the laboratory. Our experimental results show that (1) shear strength of the interface between clay and structure is greatly affected by the change of normal stress under the same condition of JRC and shear stress of the interface gradually increases with increasing normal stress; (2) there is a critical value JRCcr in the roughness coefficient of the interface; (3) the relationship between shear strength and normal stress can be described by the Mohr Coulomb failure criterion, and the cohesion and friction angle of the interface under different roughness conditions can be calculated accordingly. We find that there also exists a critical value JRCcr for cohesion and the cohesion of the interface increases first and then decreases as JRC increases. Moreover, the friction angle of the interface fluctuates with the change of JRC and it is always smaller than the internal friction angle of clay used in this experiment; (4) the failure type of the interface of the clay-concrete slab is type I sliding failure and does not change with varying JRC when the normal stress is small enough. When the normal stress increases to a certain extent, the failure type of the interface will gradually change from shear failure to type II sliding failure with the increment of JRC.

SAR 자료를 이용한 갯벌 퇴적환경 특성 연구 (Application of SAR DATA to the Study on the Characteristics of Sedimentary Environments in a Tidal Flat)

  • 김계림;유주형;김상완;최종국
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.497-510
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    • 2010
  • 이 연구에서는 토양의 유전상수 (dielectric constant) 표면의 거칠기 (surface roughness)와 지표면의 기하 (geometric) 등과 같은 다양한 물리적 요소들의 정보를 포함하고 있는 SAR (Synthetic Aperture Radar) 자료를 이용하여 강화도 갯벌의 표층 퇴적환경을 분석하였다. JERS-1, ENVISAT과 ALOS 위성의 다양한 SAR 자료로부터 레이더 후방산란계수 (backscattering coefficient)를 추출하여 각 퇴적환경 요소들과의 관계를 파악하고 시간변화에 따른 지표의 변화 정도를 알 수 있는 긴밀도 (coherence)를 추출하여 퇴적상과 비교하였다. SAR 영상으로부터 추출한 후방산란계수와 긴밀도를 이용한 강화도 갯벌 퇴적환경 특성을 분석한 결과 높은 긴밀도를 갖는 지역은 입도가 작은 펄이 많이 포함된 펄 퇴적상이며 긴밀도가 낮을수록 큰 입도가 많이 분포하는 지역임을 알 수 있었다. 강화도 갯벌은 다른 갯벌과는 달리 조류로가 많이 발달하여 썰물 시 수분함유량에 많은 영향을 주어 모래 퇴적상과 혼합 퇴적상은 갯벌의 노출시간이 증가함에 따라 토양 수분함유량이 감소하여 후방산란계수가 점차 감소한다. 그러나 펄 퇴적상에서는 지형 고도가 높아 해수의 많은 영향을 받지 않으며 조류로의 밀도가 높기 때문에 토양 수분함유량이 감소하지만 후방산란계수가 높게 나타났다. 또한 갯벌은 토양 수분함유량뿐만 아니라 표면에 남아있는 잔존수도 많아 강우량이 많은 날은 지표 잔존수가 증가하기 때문에 비교적 후방산란계수가 낮게 나타나는 경향을 보였다. 이 연구의 결과, 긴밀도, 후방산란계수와 각 퇴적환경 요소들의 상관관계를 알 수 있었으며, 향후 강화도 갯벌 퇴적환경의 공간적 분석을 위해 각각의 요소들이 미치는 영향에 대한 정량적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

교량받침용 세라믹 마찰재 적용을 위한 실험적 연구 (Experimental Study on the Application of Ceramic Friction Materials for Bridge Bearing)

  • 박지훈;이정우;곽종원
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제11권4호
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    • pp.527-534
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    • 2023
  • 본 논문은 기존의 교량받침 마찰재인 PTFE의 내구성을 보완하고 낮은 마찰계수 발현 및 윤활제 미사용에서 마찰거동을 할 수 있는 세라믹 소재의 교량받침 적용을 위한 연구를 수행하였다. 세라믹 소재는 지르코니아계(ZrO2)를 설정하였으며, 조도계수에 따른 마찰거동 평가를 수행하였다. 조도계수는 0.8 및 0.027로 구분하였으며, 15 MPa 면압조건에서 평균마찰계수는 모두 0.16으로 산정되었다. 이후, 세라믹을 마찰재로 제작하여 교량받침에 적용하였으며, PTFE 적용 교량받침과의 압축실험 및 마찰실험을 통해 성능비교를 수행하였다. 압축실험에서 세라믹 및 PTFE 적용 교량받침은 하중 재하에 따라 이상적인 압축거동을 나타냈다. 세라믹 적용 교량받침은 파손 및 결함이 관찰되지 않았지만, PTFE 적용 교량받침에서는 윤활제 소실이 관찰되었다. 마찰거동을 통해 분석한 세라믹 적용 교량받침의 평균마찰계수는 0.16으로 나타났다. 세라믹의 물리적 및 화학적 특성의 고유 재료물성과 성능평가를 통해 도출된 우수한 역학적 특성 및 0.16 수준의 마찰계수는 마찰재로써 고려할 수 있는 가능성을 제시한다.

개수로흐름 해석에서 운동량방정식의 특성 (Characteristics of the Momentum Equation in Open Channel Flow)

  • 전민우;조용수
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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    • pp.1111-1115
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    • 2008
  • The relative magnitudes of the individual terms of the momentum equation are analyzed and compared by the analytical methods in open channel flow. The temporal variations of each term(local acceleration term, convective acceleration term, pressure force term, gravity force term, and friction force term) are analyzed for the influence factors to runoff expressed by the parameters of the momentum equation, stream slopes and roughness coefficients. The magnitudes of each term vary with the channel characteristics, especially when the roughness coefficients are dominant or for the mild stream slopes the pressure term can not be negligible. As a result of the characteristics of momentum equation in open channel flow, the acceleration terms are very small compared with the other terms. The magnitudes of local acceleration and convective acceleration offsets each other. The peak time of each term except the gravity term coincides with inflection point of the hydrograph rising limb each other.

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이미지 프로세싱을 이용한 표면거칠기 인프로세스 측정에 관한 연구 (A Study on the In-process Measurement of Surface Roughness by Image processing)

  • 소의열
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제10권5호
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    • pp.1-8
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    • 2001
  • A measuring system is developed to acquire static image from rotary state through CCD camera in back light illumination by synchronizing chopper to workpiece. In image processing of acquired image, lowpass filter is very useful in view of noise removal, and optimum binary image can be made through histogram equalization which is one of the histogram technique to maximize brightness intensity between workpiece and background. After image treatment applying Laplacian operator, surface roughness is calculated by introducing conversion coefficient of pixel which edge is composed of.

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신문용지의 인쇄적성 계수에 관한 연구 ( 제 2 보 ) -최대 잉크 색 농도 ($D_{\infty}$), 색 농도 평활성 계수 ${\ulcorner}m{\lrcorner}$ 값 - (A Study of the Printability Coefficients on the Newspaper ( II ) - Limiting printed density ($D_{\infty}$) and printed density smoothness constant m value-)

  • 하영백;김창근;오성상;이용규;윤종태
    • 펄프종이기술
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    • 제38권2호
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    • pp.16-21
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    • 2006
  • Uneven ink transfer of a print can be traced to several causes such as an incomplete contact between the paper surface and ink film, a coarse pattern of a continuous ink film after transfer, uneven absorption, etc. Uneven ink transfer was studied in this points by the Tollenaar. Uneven distributions of printed density are reflected in low ${\ulcorner}m{\lrcorner}$ values of the print. Tollenaar's smoothness coefficient ${\ulcorner}m{\lrcorner}$ value was important factor that deciding printed quality which was easily obtain by densitometry. Limiting print density $D_{\infty}$ that obtained Tollenaar's formulation working as a influence factor at the printed quality. In this study, we obtained limiting print density $D_{\infty}$ and smoothness coefficient ${\ulcorner}m{\lrcorner}$ value of domestic newspapers and foreign newspapers. And we analyzed about properties of the newspaper. The result of this study, smoothness coefficient ${\ulcorner}m{\lrcorner}$ value and limiting print density $D_{\infty}$ showed the good results in the low porosity and low roughness newspaper. Datum which obtained by this study was used as printability factor for the quality control and improvement of domestic newspaper and wished to apply as a basic data for the domestic newspaper quality.

Zn/Al 금속용사 방식공법을 적용한 고력볼트 접합부의 미끄럼계수 평가 (An Evaluation of Slip Coefficient in High Strength Bolt Joint using Zn/Al Metal Spray Corrosion Resistance Method)

  • 김태수;이한승;태성호;안현진;오상훈
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제11권5호
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    • pp.114-122
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    • 2007
  • 강구조물의 고력볼트 마찰접합부에 있어서 마찰면의 부식은 장기적으로 마찰력 감소와 접합부 내력저하를 초래한다. 본 연구는 고력볼트 접합부의 부식을 방지하고 소요 역학적 성질을 만족시키기 위해 접합부의 마찰면에 Zn/Al 금속용사 방청처리 한 고력볼트 접합부를 대상으로 마찰면의 표면처리방법과 피막두께를 주요 변수로 하여 인장시험을 실시하였고, 실험으로 부터 마찰면 표면거칠기와 미끄럼계수를 측정하였다. 무도장 샌드블라스트 처리한 접합부 및 샌드블라스트 처리 후 금속용사를 실시한 볼트 접합부의 미끄럼 계수는 국내 규준의 규정 값과 비교하여 동등 이상의 우수한 미끄럼계수 값을 나타냈다.

Surface Roughness Impact on Francis Turbine Performances and Prediction of Efficiency Step Up

  • Maruzewski, Pierre;Hasmatuchi, Vlad;Mombelli, Henri-Pascal;Burggraeve, Danny;Iosfin, Jacob;Finnegan, Peter;Avellan, Francois
    • International Journal of Fluid Machinery and Systems
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    • 제2권4호
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    • pp.353-362
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    • 2009
  • In the process of turbine modernizations, the investigation of the influences of water passage roughness on radial flow machine performance is crucial and validates the efficiency step up between reduced scale model and prototype. This study presents the specific losses per component of a Francis turbine, which are estimated by CFD simulation. Simulations are performed for different water passage surface roughness heights, which represents the equivalent sand grain roughness height. As a result, the boundary layer logarithmic velocity profile still exists for rough walls, but moves closer to the wall. Consequently, the wall friction depends not only on roughness height but also on its shape and distribution. The specific losses are determined by CFD numerical simulations for each component of the prototype, taking into account its own specific sand grain roughness height. The model efficiency step up between reduced scale model and prototype value is finally computed by the assessment of specific losses on prototype and by evaluating specific losses for a reduced scale model with smooth walls. Furthermore, surveys of rough walls of each component were performed during the geometry recovery on the prototype and comparisons are made with experimental data from the EPFL Laboratory for Hydraulic Machines reduced scale model measurements. This study underlines that if rough walls are considered, the CFD approach estimates well the local friction loss coefficient. It is clear that by considering sand grain roughness heights in CFD simulations, its forms a significant part of the global performance estimation. The availability of the efficiency field measurements provides an unique opportunity to assess the CFD method in view of a systematic approach for turbine modernization step up evaluation. Moreover, this paper states that CFD is a very promising tool for future evaluation of turbine performance transposition from the scale model to the prototype.