• 대한교통학회지
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• 제23권1호
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• pp.67-80
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• 2005

신호교차로의 용량 및 서비스수준을 분석하는데 지체를 기본적인 평가척도로 이용하고 있다. 지금까지 연구되어진 다양한 지체모형은 비포화와 포화상태를 고려한 교통조건하에서 교차로 신혼운영전략 및 기하구조 개선에 중요한 척도로 이용되고 있다. 본 연구는 대기행렬모형, 충격파모형, 정상상태 확률적 모형, 시간종속 확률적 모형, 거시적 및 미시적 시뮬레이션 모형에 대한 지체를 비교 ${\cdot}$분석하였다. 분석결과를 보면, v/c ratio가 증가함에 딸 지체는 단조 증가형태를 띠고 있다. 비포화상태에서는 결정적모형과 확률적 모형의 지체 모두 비슷한 값으로 나타났으며, 포화상태에서는 1994 HCM모형을 제외하고는 모두 유사한 곡선의 패턴을 유지하면서 지체값은 어느정도 차이를 보이고 있다. 전통적인 대기행렬모형과 충격파모형은 이미 이론적으로 검증되었듯이 동일한 지체값이 나왔다. 정상상태 확률적 모형인 webster모형은 v/c-0.8이하에서는 2001 KHCM과 거의 동일한 값을 나타냈으며, v/c=1.0에 가까울수록 무한대로 증가하는 경향을 보이고 있다. 시간종속 확률적 모형은 결정적 포화상태모형을 점근선으로 하여 지체를 산정하기 때문에 점진적으로 단조증가 형태를 띠로 있다. 거시결정적 시뮬레이션인 TRANSYT-7F의 두 모형인 link-wise simulation과 step-wise simulation은 v/c=1.0까지는 2001 KHCM모형과 거의 동일한 값을 나타냈으며, v/c=1.0 이상에서는 step-wise simulation이 상대적으로 높게 나타났다. 미시확률적인 시뮬레이션인 NETSIM모형은 개별차량간의 상호작용과 교통량 변화에 따른 미시적인 운전자 형태를 모사하기 때문에 다른 모형에 비해 낮게 나타났다. 또한 TRANSYST-7F와 NETSIM을 비교하였을 때 지체값의 차이가 크게 나타난 것은 차량 형태 알고리즘이 다르기 때문에 이를 비교한다는 것은 큰 의미가 없을 것으로 판단된다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.81-89
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• 2009

제방을 설계하거나 기존제방을 보강하기 위해서는 침투해석이 필요하다. 미국, 유럽 등과 같이 대규모하천이 대부분인 외국에서는 댐에서와 같이 정상침투해석을 하고 있으나 우리나라와 일본하천의 경우는 홍수지속시간이 짧아 설계홍수파형을 정상상태로 해석할 경우에는 과대한 외력을 주게되므로 시간에 따른 수위변화를 고려한 비정상 침투해석을 하여야한다. 이 경우 하천수위와 지속시간에 대한 홍수파형이 필요하나 국내에서는 명확한 기준이나 지침이 없다. 본 연구에서는 비정상침투해석에 사용되는 설계홍수파형을 유도하였다. 수위자료가 양호한 낙동강 수계 진동 등 5개 수위관측지점의 과거 주요홍수에 대해 지속시간별 홍수위를 조사하여 무차원화를 시켰다. 그리고 통계적.확률적 처리를 통하여 무차원 설계홍수파형을 작성하였다. 작성된 홍수파형의 적정성은 과거 발생한 원홍수사상과 금회 유도한 설계홍수파형을 이용하여 침투해석을 시행하고 일본의 방법과 비교해서 적정성을 분석하였다. 동수경사법과 한계유속법에서 오차는 각각 진동 $0{\sim}0.7%,\;0{\sim}0.7%$, 현풍 $1.6{\sim}4.0%$, $1.7{\sim}4.1%$, 왜관 $0.6{\sim}3.6%$, $0.6{\sim}3.7%$, 낙동 $2.0{\sim}8.1%$, $2.0{\sim}8.1%$, 정암 $1.2{\sim}9.8%$, $1.3{\sim}9.9%$로 나타났다. 상관성($R^2$)은 $0.983{\sim}0.999$ 정도로 매우 상관성이 높게 나타났으며, 일본의 방법보다 합리적이며, 실무에 적용이 가능한 것으로 판단된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제32권1호
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• pp.42-57
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• 1995

자유표면의 유동문제는 저항추진성능과 내항성능이 우수한 선박과 파랑중 작업성능이 우수한 해양구조물의 설계와 관련되어 조선해양공학분야에서 지속적으로 관심의 대상이 되어온 연구분야이다. 본 논문에서는 선체주위 유동을 정확하고 효율적으로 해석하기 위한 3차원 수치해법의 개발을 목적으로 하였다. 수치해법으로 경계요소법을 사용하였으며, 그린함수는 간단한 랜킨소오스를 사용하였다. 전 경계요소면은 8점 경계요소로 표시하여 기하학적 특성을 정밀하게 반영하고자 하였다. 자유표면에서 속도포텐셜의 변화를 정규화된 8점 경계요소에서 이중 2차 스플라인함수(bi-quadratic spline function)로 표시함으로써 자유표면에서의 수치감쇠 및 분산오차를 개선하였다. 한편 물체표면에서의 물리량은 8점 경계요소의 특성을 살려 이중 2차 다항식(bi-quadratic function)으로 근사하였다. 이와같이 계산영역에 따라 해의 특성에 부합하는 수치방법을 채택함으로써 수치해의 정확성과 효율성이 향상되도록 하였다. 개발한 수치해법의 효능을 검증하기 위해 계산예로서 정상유동 및 비정상유동의 경우 Neumann-Kelvin문제를 다루었다. 본 방법에 의한 몰수 타원체 및 Series 60선에 대한 조파저항 계산결과는 적은 파넬수를 사용하고도 기존의 계산치는 물론 실험치와 좋은 일치를 보였다. 변형된 Wigley선형에 대한 동유체력 계산결과도 기존의 실험치 및 계산치와 비교적 잘 일치하였다. 비정상 유동의 경우 랜킨소오스법에서 일반적으로 적용하는 상류방사조건은 무차원주파수가 1/4보다 큰 경우에만 유효하므로, 본 논문에서는 파동방정식 연산자를 이용하여 무차원주파수가 1/4보다 작은 경우에 적용할 수 있는 상류방사조건을 유도하였다. 수면하에서 전진하며 동요하는 소오스에 대하여 적용한 결과 본 논문에서 유도한 방사조건이 유효함을 입증하였다.

• 대한교통학회지
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• 제34권2호
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• pp.146-157
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• 2016

본 연구는 Daganzo가 돌발상황 검지를 위해 1997년에 제안한 삼연속 검지기 단순화 해법을 통계적 모형으로 구현하고 이에 대한 통계적 적합성 검증을 목적으로 한다. 본 연구는 삼연속 검지기 단순화 해법의 계산과정을 정리하였으며, 이를 통계 프로그래밍을 활용해 구현하였다. 먼저 진출입부가 존재하지 않는 고속도로 본선의 검지기 자료를 활용하여 본 해법을 적용하였다. 그리고 삼연속 검지기 단순화 해법의 통계적 검정을 위해 충격파에 의한 교통량의 동적 변화를 반영하는 30초 단위 누적교통량을 돌발상황 교통류와 정상 교통류 각각에 대해 추정하고, 실측 누적교통량과의 오차를 통계적으로 비교하였다. 오차검정 결과 돌발상황 검지기법을 통한 누적교통량 추정치는 통계적으로 실측치와 적합성이 높게 나타났으며, 오차 값의 유의성은 사고로 인한 돌발상황 교통류가 정상 교통류에 비해 분산 및 평균이 이질적인 것으로 나타났다. 본 연구는 기존 Newell, Daganzo의 단순화 교통류 모형의 이론적 연구를 돌발상황 검지로 응용 발전시킨 연구이며, 나아가 다양한 도로조건과 돌발상황 유형에서의 실험을 통한 모형 개선을 향후 과제로 한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.33-43
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• 2005

본 연구는 단부의 경계조건에 따른 매설관의 동적응답을 규명하기 위해 축방향 및 축직각방향에 대해서 자유진동과 강제진동 해석을 수행하였다. 각 경계조건에서의 모드형상을 결정한 후 고유진동수를 구하고, 이들을 이용하여 강제 진동시 발생하는 매설관의 축방향에 대해 변위, 변형률 산정식과 축직각방향에 대한 변위, 휨변형률 산정식을 유도하였다. 또한 가능한 모든 단부 경계조건의 매설관에 대해 최대응력이 발생하는 위치와 크기를 산정하였으며, 매설관의 동적거동에 영향을 가장 많이 발생시킬 수 있는 공진현상을 나타내는 모드수를 예측할 수 있는 식을 제안하였고 관 단부 경계조건이 매설관의 동적응답에 미치는 영향에 대한 규명과 관의 동적응답에 영향을 주는 매개변수들의 영향에 대해 규명하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제21권4호
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• pp.391-401
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• 2000

본 연구에서는 정맥 등과 같은 혈관의 상황을 모사하기 위하여 선형적으로 벽 두께가 변하는 축 대칭 관의 벽면과 유동의 상호작용을 유한요소 방법으로 해석하였다. 사용한 유한요소 상용 소프트웨어(ADINA)의 타당성을 검증하기 위해서 막힘이 있는 혈관에서의 벽과 혈류의 상호작용을 해석하고 이를 기존의 실험결과와 비교하였다. 또한 2차원 신축 벽을 가지는 평판 사이의 유체 유동에 대한 결과를 기존 연구결과와 비교하였다. 축대칭 문제의 경우, 입구의 압력은 일정하게 유지하면서 출구 압력을 감소시켜 나간다. 출구 압력의 감소에 따라, 유량은 증가하며, 관내 유로의 단면적은 감소한다. speed index(평균속도를 파의 속도로 나눈 값)가 1 근방에서 유량은 최대가 되며, 유로 단면적이 최소가 된다. 그리고 출구압력이 좀 더 감소하면 유량은 오히려 줄어든다. 이와 같은 현상을 유동제한(flow limitation) 혹은 초킹(choking)이라 하는데, 폐의 기도(airway) 및 모세혈관, 그리고 이외의 여러 정맥들에서 자주 발생하는 폭포효과의 원인이 된다. 상류벽 두께와 하류 벽두께의 비가 2 일 경우에는 하류쪽에서 목(area throat)이 형성되며 이 비가 3일 경우에는 상류 쪽으로 이동하는데 하류 벽면의 강성(stiffness)이 상류 쪽에 비해 강하게 되어서 상류 쪽에서 먼저 붕괴가 일어나기 때문이다.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 한국가시화정보학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1-6
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• 2002

How is the flow in a rotating impeller. About 35 years have passed since one experimentalist rotating with the impeller. of a huge centrifugal blower made the flow measurements using a hot-wire anemometer (Fowler 1968). Optical measurement methods have great advantages over the intrusive methods especially for the flow measurement in a rotating impeller. One is the optical flow visualization (FV) technique (Senoo, et al., 1968) and the other is the application of laser velocimetry (LV) (Hah and Krain, 1990). Particle image velocimetries (PIVs) combine major features of both FV and LV, and are very attractive due to the feasibility of simultaneous and multi-points measurements (Hayami and Aramaki, 1999). A high-pressure-ratio transonic centrifugal compressor with a low-solidity cascade diffuser was tested in a closed loop with HFC134a gas at 18,000rpm (Hayami, 2000). Two kinds of measurement techniques by image processing were applied to visualize a flow in the compressor. One is a velocity field measurement at the inducer of the impeller using a PIV and the other is a pressure field measurement on the side wall of the cascade diffuser using a pressure sensitive paint (PSP) measurement technique. The PIV was successfully applied for visualization of an unsteady behavior of a shock wave based on the instantaneous velocity field measurement (Hayami, et al., 2002b) as well as a phase-averaged velocity vector field with a shock wave over one blade pitch (Hayami, et al., 2002a. b). A violent change in pressure was successfully visualized using a PSP measurement during a surge condition even though there are still some problems to be overcome (Hayami, et al., 2002c). Both PIV and PSP results are discussed in comparison with those of laser-2-focus (L2F) velocimetry and those of semiconductor pressure sensors. Experimental fluid dynamics (EFDs) are still growing up more and more both in hardware and in software. On the other hand, computational fluid dynamics (CFDs) are very attractive to understand the details of flow. A secondary flow on the side wall of the cascade diffuser was visualized based either steady or unsteady CFD calculations (Bonaiuti, et al.,2002). EFD and CFD methods will be combined to a hybrid method being complementary to each other. Measurement techniques by image processing as well as CFD calculations give a huge amount of data. Then, data mining technique will become more important to understand the flow mechanism both for EFD and CFD.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권3호
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• pp.231-236
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• 2015

공동유동은 종래 많은 연구가 수행되었으나 대부분의 연구는 공동 상류의 압력구배가 없는 수평면 상에 위치한 공동 유동에 대한 연구가 수행되어 왔으며, 실제 공학적 응용에서 나타나는 곡면 벽상에 위치한 공동 유동에 대한 연구는 거의 수행되지 않고 있다. 일반적으로 곡면 벽상에 위치한 공동유동에는 원심력이 작용하여 종래의 공동 유동 연구결과와 상이한 유동특성을 가질 것으로 판단되나, 이러한 데이터는 지금까지 보고되지 않았다. 본 연구에서는 곡면 벽상에 설치한 공동 유동을 수치해석법으로 조사하여 곡면의 곡률반경 및 유동의 마하수가 천음속 및 초음속 공동유동의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과 곡면의 곡률반경이 작아질수록, 유동의 마하수가 증가할수록, 공동내부에서 발생하는 피크압력의 크기는 증가하였으며 공동으로 인한 전압력손실 증가한다는 것을 확인할 수 있다.

• 수산해양기술연구
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• 제31권4호
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• pp.413-422
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• 1995

각종 환경 조건에서 진동 캐비테이션 침식-부식 시험 장치에 의해 연강(SS41)의 캐비테이션 침식-부식 손상 거동에 관한 연구를 한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 해수 중에서 캐비테이션 침식-부식 손상 거동은 중앙부와 테두리 부에서 거의 비슷한 정도로 발생하여 성장되지만, 증류수 중에서는 테두리부에서 손상이 먼저 발생한 다음 중앙부에도 손상이 점차 일어난다. 2) 비저항이 낮은 수도수 중의 캐비테이션 침식-부식 손상은 초기에는 비저항이 높은 증류수중에서의 것보다 증가하지만 시간이 경과하면서 CaCO 하(3)의 피막 형성에 의해 둔화된다. 3) 케비테이션 침식-부식 손상 특성은 잠복기, 증가기, 감소기 및 안정기의 4단계로 구분된다.

• Korea-Australia Rheology Journal
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• 제14권1호
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• pp.33-45
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• 2002

Recent results obtained for the port-pom model and the constitutive equations with time-strain separability are examined. The time-strain separability in viscoelastic systems Is not a rule derived from fundamental principles but merely a hypothesis based on experimental phenomena, stress relaxation at long times. The violation of separability in the short-time response just after a step strain is also well understood (Archer, 1999). In constitutive modeling, time-strain separability has been extensively employed because of its theoretical simplicity and practical convenience. Here we present a simple analysis that verifies this hypothesis inevitably incurs mathematical inconsistency in the viewpoint of stability. Employing an asymptotic analysis, we show that both differential and integral constitutive equations based on time-strain separability are either Hadamard-type unstable or dissipative unstable. The conclusion drawn in this study is shown to be applicable to the Doi-Edwards model (with independent alignment approximation). Hence, the Hadamardtype instability of the Doi-Edwards model results from the time-strain separability in its formulation, and its remedy may lie in the transition mechanism from Rouse to reptational relaxation supposed by Doi and Edwards. Recently in order to describe the complex rheological behavior of polymer melts with long side branches like low density polyethylene, new constitutive equations called the port-pom equations have been derived in the integral/differential form and also in the simplifled differential type by McLeish and carson on the basis of the reptation dynamics with simplifled branch structure taken into account. In this study mathematical stability analysis under short and high frequency wave disturbances has been performed for these constitutive equations. It is proved that the differential model is globally Hadamard stable, and the integral model seems stable, as long as the orientation tensor remains positive definite or the smooth strain history in the flow is previously given. However cautious attention has to be paid when one employs the simplified version of the constitutive equations without arm withdrawal, since neglecting the arm withdrawal immediately yields Hadamard instability. In the flow regime of creep shear flow where the applied constant shear stress exceeds the maximum achievable value in the steady flow curves, the constitutive equations exhibit severe instability that the solution possesses strong discontinuity at the moment of change of chain dynamics mechanisms.