• 한국안전학회지
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• 제35권6호
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• pp.32-45
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• 2020

The problem of determining the discharge rates of gases from pressurized vessels through pressure relief devices was dealt with comprehensively. First, starting from basic fluid flow equations, detailed modeling procedures were presented for isentropic nozzle flows and frictional flows in a pipe, respectively. Meanwhile, physical explanations were given to choking phenomena in terms of the acoustic velocity, elucidating the widespread use of Mach numbers in gas flow models. Frictional flows in a pipe were classified into adiabatic, isothermal, and general flows according to the heat transfer situation around the pipe, but the adiabatic flow model was recommended suitable for gas discharge through pressure relief devices. Next, for the isentropic nozzle flow followed by adiabatic frictional flow in the pipe, two equations were established for two unknowns that consist of the Mach numbers at the inlet and outlet of the pipe, respectively. The relationship among the ratio of downstream reservoir pressure to upstream pressure, mass flux, and total frictional loss coefficient was shown in various forms of MATLAB 2-D plot, 3-D surface plot and contour plot. Then, the profiles of gas properties and velocity in the pipe section were traced. A method to quantify the relationship among the pressure head, velocity head, and total friction loss was presented, and was used in inferring that the rapid increase in gas velocity in the region approaching the choked flow at the pipe outlet is attributed to the conversion of internal energy to kinetic energy. Finally, the Levenspiel chart reproduced in this work was compared with the Lapple chart used in API 521 Standatd.

• 한국지구과학회지
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• 제38권6호
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• pp.395-404
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• 2017

본 연구에서는 구미에 위치한 낙동강에서 발생한 안개를 분류하였고 안개 발생 전후의 기상특성을 분석하였다. 안개는 2013년부터 2015년까지 시정계를 이용하여 관측되었다. 안개는 총 74회 발생하였고 대부분 증기안개로 분류되었다. 관측된 증기 안개는 내륙에서 발생한 안개보다 지속시간이 길게 나타났는데 이는 지형적 특징으로 인해 야간 증발이 다른 지역보다 강하게 나타났기 때문이다. 안개 지속시간에 대한 하천 증발 효과를 분석하기 위해 Penman-Monteith(Penman법)와 Bulk aerodynamic (Bulk법) 방법을 사용하여 증발량을 추정하였다. 이 중 Bulk법은 실제 수면에서 측정한 증발량과 유사하게 나타났다. 따라서 Bulk법이 실제 수면 증발량 추정에 적합한 방법임을 확인할 수 있었다. Bulk법으로 추정한 증발량은 안개 비발생일 보다 안개 발생일에 06 LST와 07 LST에 더 높게 나타났다. 안개 발생일에 하천의 증발은 대기에 증발잠열 에너지를 공급하고 안개 내부의 난류를 유지하는 에너지원으로 작용한다. 이와 같은 결과는 안개내부의 풍속, 기온, 그리고 난류운동에너지의 증가를 통해 확인하였다.

• 한국농공학회논문집
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• 제58권6호
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• pp.55-69
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• 2016

RUSLE (Revised Universal Soil Loss Equation) is the empirical formular widely used to estimate rates of soil erosion caused by rainfall and associated overland flow. Among the factors considered in RUSLE, rainfall erosivity factor (R factor) is the major one derived by rainfall intensity and characteristics of rainfall event. There has been developed various methods to estimate R factor, such as energy based methods considering physical schemes of soil erosion and simple methods using the empirical relationship between soil erosion and annual total rainfall. This study is aimed to quantitatively evaluate the variation among the R factors estimated using different methods for South Korea. Station based observation (minutely rainfall data) were collected for 72 stations to investigate the characteristics of rainfall events over the country and similarity and differentness of R factors calculated by each method were compared in various ways. As results use of simple methods generally provided greater R factors comparing to those for energy based methods by 76 % on average and also overestimated the range of factors using different equations. The variation coefficient of annual R factors was calculated as 0.27 on average and the results significantly varied by the stations. Additionally the study demonstrated the rank of methods that would provide exclusive results comparing to others for each station. As it is difficult to find universal way to estimate R factors for specific regions, the efforts to validate and integrate various methods are required to improve the applicability and accuracy of soil erosion estimation.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.165-178
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• 2000

본 연구에서는 고속철도차량(TGV)이 교량 상을 통과할 경우 교량의 동적 거동을 해석하기 위한 단순화된 3차원 차량-교량 상호작용해석 모델을 제시한다. 축하중 편심 모델링 방법을 도입하여 교량에 작용하는 축하중에 의한 비틀림력과 교량의 비틀림 회전변위의 영향을 고려하여 보다 정확한 교량의 거동에 대한 해석 결과를 얻는다. 앞기관차, 뒷기관차, 객차들에 대해서 운동에너지, 포텐셜에너지, 감쇠에너지를 차량과 교량의 자유도로 각각 나타내고, Lagrange의 운동방정식을 적용하여 차량과 교량의 운동방정식을 유도한다. 또한, 차량-교량 사이에 상호작용을 고려하여 교량에 작용하게 되는 하중에 관한 식을 유도하며, 이러한 하중을 받는 교량의 운동 방정식이 구성된다. 시간경과에 따라 차량의 위치를 결정하면서 그 위치에 따른 차량-교량 시스템의 질량행렬, 강성행렬, 감쇠행렬, 그리고 하중벡터를 구성할 수 있고, Newmark의 β방법(평균가속도법)을 이용하여 전체 차량-교량 시스템의 거동을 해석한다.

• 한국식품과학회지
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• 제21권5호
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• pp.676-685
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• 1989

농가에서 현재 사용되고 있는 고추건조기의 운전조건을 고추의 건조 모델과 품질변화 모델을 수치해석적 최적화방법인 Box의 complex 방법과 연결하여 최적화를 시도하였다. 주어진 carotenoids. 보존을 만족시키는 제한조건 하에서 에너지소비를 최소화하기 위한 열풍온도, 열풍재순환율, 풍량이 결정되었다. 품질제한 조건이 엄격할수록 낮은 열풍재순환율과 높은 풍량이 사용되어 에너지소비는 증가하고 전체 건조시간은 짧아졌다. 건조 중 건조기내에서 고추의 혼합이 에너지 사용효율과 제품품질을 향상시킬 수 있었다. 현재 사용되고 있는 풍량은 최적운전을 위해서는 증가되어야 하는 것으로 판단되었다. 풍량을 일정하게 적정조건으로 고정하고 열풍의 온도와 재순환율을 2단계로 변화시키는 건조방식이 에너지소비를 더욱 감소시킬 수 있었다. 이러한 2단계 최적건조에서는 단계이동은 전체 건조시간의 약 1/3 부근에서 이루어지고 열풍온도는 첫 단계에서 낮다가 두 번째 단계에서 증가하고 열풍재순환율은 단계변화에 따라 약간 증가하였다. 얻어진 최적제어변수는 건조기내에서의 건조과정과 carotenoids 파괴 kinetics에 의하여 해석될 수 있었다. 얻어진 결과의 실험적 확인이 요청된다.

• 대기
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• 제23권1호
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• pp.1-11
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• 2013

The angular momentum transport of an idealized axisymmetric vortex in the developing stage was investigated using the Weather Research and Forecast (WRF) model. The balanced axisymmetric vortex was constructed based on an empirical function for tangential wind, and the temperature, geopotential, and surface pressure were obtained from the balanced equation. The numerical simulation was carried out for 6 days on the f-plane with the Sea Surface Temperature (SST) set as constant. The weak vortex at initial time was intensified with time, and reached the strength of tropical cyclone in a couple of days. The Absolute Angular Momentum (AAM) was transported along with the secondary circulation of the vortex. Total AAM integrated over a cylinder of radius of 2000 km decreased with simulation time, but total kinetic energy increased rapidly. From the budget analysis, it was found that the surface friction is mainly responsible for the decrease of total AAM. Also, contribution of the surface friction to the AAM loss was about 90% while that of horizontal advection was as small as 8%. The trajectory of neutral numerical tracers following the secondary circulation was presented for the Lagrangian viewpoint of the transports of absolute angular momentum. From the analysis using the trajectory of tracers it was found that the air parcel was under the influence of the surface friction continuously until it leaves the boundary layer near the core. Then the air parcel with reduced amount of angular momentum compared to its original amount was transported from boundary layer to upper level of the vortex and contributed to form the anti-cyclone. These results suggest that the tropical cyclone loses angular momentum as it develops, which is due to the dissipation of angular momentum by the surface friction.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제10권3호
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• pp.127-136
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• 1978

온도종속 Thomas-Fermi 이론을 적용하여 금속의 일종인 Na에 대한 상태방정식, chemical potential, % ion 화도, 엔트로피, 원자당운동에너지 및 총에너지 등을 포함한 제열학적동을 산출하였다. $\rho$$_{0}$를 Na의 비등점에서의 정상밀도라 할 때 0.1$\rho$$_{0}$ ~ 10$\rho$$_{0}$ 까지의 밀도영역에서, 또한 Na이 기체 또는 액체상태로 존재할 것으로 기대되는 $textsc{k}$T=60.88Ryd.~0.0216Ryd 까지의 온도영역에 대하여 이들 양을 산출하였다. 본 연구에서는 고온 및 고압상태에서의 물리양 산출하는 것을 주목적으로 하고 있으나 Thomas-Fermi 근사가 기대되는 것처럼 그렇게 조잡하지 않음을 보이기 위하여 극저온 및 극저밀도에서의 물리양들도 산출하였다. 특히 고온에서의 상태방정식, 운동에너지, chemical potential 및 엔트로피를 ideal Fermi gas의 이들 양과 비교하였다. 그 결과, 산출한 chemical potential은 서로 잘 일치하나 엔트로피, 원자당운동에너지 및 상태방정식은 $textsc{k}$T=60.88Ryd.의 고온에서도 상당한 차이가 있음을 발견하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권6호
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• pp.513-523
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• 2014

유체이송 기술은 최근 마이크로 유체시스템 개발에서 핵심문제로 인식되고 있다. 본 연구에서는 최근 저자가 제안한 외부동력을 사용하지 않고 액적을 이송시킬 수 있는 새로운 개념인 친수성/소수성 수평 표면에서의 액적이송을 자체개발 코드(PowerCFD)를 사용하여 수치해석하였다. 수치해석에 사용된 코드는 보존적인 압력기반 유한체적방법에 기초한 비정렬 셀 중심 방법 및 VOF 방법에 체적포착법인 CICSAM을 채용하고 있다. 액적 내 및 주위의 속도벡터, 압력분포 및 전체운동에너지와 같은 수치해석 결과를 제시하고 이 결과들을 통해 액적이송 메커니즘을 규명하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제25권3호
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• pp.605-616
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• 2001

Generally, there are two methods in researching internal combustion engines. One is by experimental research and the other is by computer simulation. The experimental research has many merits that researchers can get data for engine performance, but it has also some demerit of cost and time. If there is an engine simulation code with accuracy for the solution, it is very convenient to predict the performance and optimum design value of the engine. In this study, engine performance simulation program has been improved to predict the transient variation of properties of gas in cylinder, intake and exhaust manifolds, There total program code was developed to calculate the pressure, flame factor and turbulent intensity, As a result of present study, the authors could predicted the in-cylinder pressure, intake manifold pressure and the engine performance in various conditions. The authors also could easily prepare the tool if optimum design of manifold and in-cylinder geometry.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권10호
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• pp.1971-1978
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• 1992

본 연구에서는 원형 파이프에 원추형 디퓨져가 연결된 덕트 내의 유동장에 대 하여 Launder-Sharma의 저 레이놀즈수 k-.epsilon. 난류모델을 이용하여 수치해석을 수행하였 으며, 수치해석 방법으로는 타원형 방법을 사용하였으며, 앞으로 일반적인 단면의 곡 관이나 스크롤 내부 유동 등의 연구 수행을 감안하여 지배방정식을 일반 비직교 좌표 계로 변환하여 계산을 수행하였다.