• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.437-444
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• 2005

본 연구는 연료-공기 혼합정도가 불안정 화염 구조와 NOx 배출 특성에 미치는 영향을 조사하기 위해 대기압, 모형 가스 터빈 연소기에서 실험을 수행하였다. 선회각은 $45^{\circ}$이며, 연료-공기 혼합정도는 당량비 0.53에서 0.79 범위에서 0, 50, 100%로 변화시켰다. 화염구조를 파악하기 위해, 당량비 0.79에서 ICCD를 사용하여 위상 동기화된 OH 자발광 이미지를 취득하였다. NOx 배출은 각 상기 실험조건에서 NOx 분석기를 이용하여 취득하였다. 위상에 대한 $OH^*$ 이미지를 취득함으로써 연료-공기 혼합정도가 화염의 구조에 미치는 영향을 확인할 수 있었다. 또한 국소 열방출의 특성을 통해, 연료-공기 혼합정도에 따른 연소불안정이 발생하거나 소멸되는 영역에 대한 정보를 얻을 수 있었으며, 혼합정도에 따른 NOx 농도를 측정함으로써 희박 연소 영역에서는 $\sigma$가 커질수록 NOx 발생이 적음을 확인할 수 있었다. 이런 결과들은 연소불안정 현상의 메카니즘을 이해하는데 중요한 기초자료로 사용될 것으로 기대된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권8호
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• pp.807-815
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• 2013

대기압에서의 층류 에틸렌 확산 화염 내 매연 생성에 대하여 부력의 영향에 대한 보다 나은 이해를 위해 0g와 1g 조건하에서 수치해석을 수행하였다. 수치해석을 위하여 가스상 메커니즘과 열 및 이송특성을 이용하였다. 매연의 생성과 성장 및 산화에 대하여 예측하기 위하여 간단한 매연 모델이 채택되었으며 이 모델은 가스상과 매연의 화학적 상호작용에 고려되었다. 수치 결과로서 보다 두꺼운 확산층과 축방향 속도의 감소로 인해 0g에서의 화염이 1g하의 화염보다 더 넓은 화염을 가진다는 알 수 있었다. 0g에서의 축방향 속도의 감소는 더 긴 체류 시간을 가지게 하고 그 결과로 더 많은 매연 체적분율을 나타나게 한다. 0g 하에서는 화염이 부력으로 인한 불안정성이 없어져 화염의 흔들거림이 사라졌다.

• 대기
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• 제18권4호
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• pp.317-338
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• 2008

Analyses of observational data and numerical simulations were performed to understand the mechanism of MCSs (Mesoscale Convective Systems) occurred on 13-14 July 2004 over Jindo area of the Korean Peninsula. Observations indicated that synoptic environment was favorable for the occurrence of heavy rainfall. This heavy rainfall appeared to have been enhanced by convergence around the Changma front and synoptic scale lifting. From the analyses of storm environment using Haenam upper-air observation data, it was confirmed that strong convective instability was present around the Jindo area. Instability indices such as K-index, SSI-index showed favorable condition for strong convection. In addition, warm advection in the lower troposphere and cold advection in the middle troposphere were detected from wind profiler data. The size of storm, that produced heavy rainfall over Jindo area, was smaller than $50{\times}50km^2$ according to radar observation. The storm developed more than 10 km in height, but high reflectivity (rain rate 30 mm/hr) was limited under 6 km. It can be judged that convection cells, which form cloud clusters, occurred on the inflow area of the Changma front. In numerical simulation, high CAPE (Convective Available Potential Energy) was found in the southwest of the Korean Peninsula. However, heavy rainfall was restricted to the Jindo area with high CIN (Convective INhibition) and high CAPE. From the observations of vertical drop size distribution from MRR (Micro Rain Radar) and the analyses of numerically simulated hydrometeors such as graupel etc., it can be inferred that melted graupels enhanced collision and coalescence process of heavy precipitation systems.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권11호
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• pp.1368-1375
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• 2004

Measurements of OH chemiluminescence in an atmospheric pressure, laboratory-scale dump combustor at equivalence ratios ranging from 0.63 to 0.89 were reported. The signal from the first electronically excited state of OH to ground state was detected through a band-pass filter with an ICCD. The objectives of this study are two: One is to see the effects of equivalence ratio on global heat release rate and local Rayleigh index distribution. To get the local Rayleigh index distribution, the line-of-sight images were inverted by tomographic method, such as Abel do-convolution. Another aim is to investigate the validity of using OH chemiluminescence acquired with an ICCD as a qualitative measure of local heat release. For constant inlet velocity and temperature, the overall intensities of OH emission acquired at different equivalence ratio showed periodic and higher value at high equivalence ratio. OH intensity averaged over one period of pressure increased exponentially with equivalence ratio. Local Rayleigh index distribution clearly showed the region of amplifying or damping the combustion instability as equivalence ratio increased. It could provide an information/insights on active control such as secondary fuel injection. Finally, local heat release rate derived from reconstructed OH images were presented fur typical locations.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권3호
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• pp.465-480
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• 2018

2017년 1월 20일 영동 뇌설 사례는 강수 초기 3시간 동안 20 cm 이상의 강한 강설이 낙뢰와 함께 영동 해안 지역에 나타났다. 이 연구에서는 강한 강수 기간 동안 고층 관측 자료를 이용하였고, 고층 관측 장비는 북강릉 지점의 연직바람관측장비, 라디오미터 그리고 레윈존데를 사용하였다. 북강릉과 강릉원주대학교에서 강한 강수가 나타났을 때 연직 바람과 기온의 특징을 조사한 결과는 다음과 같다: 1) 2~6 km에서 강한 북동풍 그리고 4~6 km에서 $-18^{\circ}C\;km^{-1}$ 이상의 기온 감률을 보이는 강한 대기불안정이 관측되었다. 이러한 특징은 대류운이 6 km 이상 고도까지 발달하였음을 나타낸다. 2) 1 km 이하에서 기온의 감소가 나타났으며, 이것은 북강릉 지점 AWS 지상 기온이 약 30분 동안 $4^{\circ}C$ 감소한 것과 잘 일치한다. 이러한 기온 감소는 동서 방향의 좁은 영역에서 나타나고 레이더 에코와 낙뢰 분포 영역도 동일한 위치에서 관측되었다. 이것은 중위도 저기압의 한랭전선형 강수의 특징과 유사하다. 결과적으로 영동 뇌설 사례는 한랭전선형 강수와 대류성 강수의 영향이 결합된 시스템으로 분석하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제31권4호
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• pp.322-334
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• 2010

최근 30년간(1979-2008년) 한반도 주변($32-36^{\circ}N$, $122-132^{\circ}E$)에서 태풍이 약화될 때 한국에서 나타나는 시공간적 강수 특징을 분석하였다. 약화 유형은 온대저기압으로 약화되는 태풍(Weakened to Extratropical Cyclone, WEC)과 열대성 저압부로 약화되는 태풍(Weakened to Tropical Depression, WTD)으로 구분하였다. WEC의 경우, 강수량은 전국에 걸쳐 골고루 분포하였으며 남해안에서 가장 많았다. WTD의 경우, 강수량은 남해안에서 가장 많았지만 중부 및 내륙지역은 적었다. 두 경우의 강수량 차이는 Region 2(전라남도, 경상남도, 경상북도 남동부 지역, 제주도)에서는 거의 없었으며, Region 1(중부지방, 전라북도, 경상북도 내륙)에서는 WTD보다 WEC일 때 강수량이 더 많았다. 태풍이 한반도로 접근 할 때 WEC의 경우 태풍의 북서쪽에는 상층의 발달된 잠재소용돌이도와 하층의 온도골이 위치하고 있었으며, 태풍의 북동쪽에는 상층 제트 및 강한 상층 발산역이 위치하였다. 이는 태풍 전면에 경압교란과 비단열 과정을 발달시켰고 이로 인해 강수영역이 넓게 형성된 것으로 추측되었다. 그러나 WTD의 경우에서는 강한 잠재소용돌이도나 온도골, 상층제트가 태풍 주변에 나타나지 않았으며, 이로 인해 강수영역이 좁게 형성되었다.

• 대기
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• 제29권3호
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• pp.311-324
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• 2019

We employed a Multi-Angle Snowflake Camera (MASC) to quantitatively analyze snow particles at the ground level in the Yeongdong region of Korea. The MASC captures high-resolution photographs of hydrometeors from three angles and simultaneously measures fallspeed. Based on snowflake images of the several episodes in 2017 and 2018, we derived statistics of size, aspect ratio, orientation, complexity, and fallspeed of snow crystals, which generally showed similar characteristics to the previous studies in other regions of the world. Dominant snow crystal habits of January 22, 2018 generated by northerly were melted aggregates when 850 hPa temperature was about $-6{\sim}-8^{\circ}C$. Average fallspeed of snow crystals was $1.0m\;s^{-1}$ though its size gradually increased as temperature decreased. Another snowfall event (March 8, 2018) was driven by the baroclinic instability as accompanied with a deep trough. Snow crystal habits were largely rimed aggregates (complexity ~1.8) and melting particles of dark images. Meanwhile, in the extreme snowfall event whose snow rate was greater than $10cm\;hr^{-1}$ on January 20, 2017, main snow crystals appeared to be heavily rimed particles with relatively smaller size when convective clouds developed vertically up to 9 km in association with tropopause folding. MASC also could successfully measure a decrease in snow crystal size and an increase in riming degree after AgI seeding at Daegwallyeong on March 14, 2017.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권7호
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• pp.585-592
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• 2015

모사 추진제로 물과 공기를 사용하여 상압 상태에서 핀틀 인젝터의 개도가 액체-기체 분무에 미치는 영향을 실험적으로 연구하였다. 액체 공급 압력은 0.1 bar에서 1.0 bar 까지, 핀틀 개도는 0.2 mm에서 1.0 mm 까지의 다양한 분사 상태에서 유량 계수와 질량 유량을 계산하였다. 분사각은 역광 기법을 이용하여 얻어진 분사 이미지에서 측정하였다. 핀틀 개도가 0.2 mm인 경우 정상적인 액막이 형성되지 않았고, 비 균질한 분사를 보였다. 이는 연소실 내부에 연소 불안정을 가져올 수 있다. 핀틀 개도를 이용하여 계산된 운동량 플럭스 비는 분사각에 약한 상관관계를 갖고 있고, 운동량 비는 분사각과 강한 상관관계를 갖고 있다. 운동량이 증가할수록 분사각은 지수 함수적으로 감소하였고, 분사각은 약 40도로 수렴하였다.

• 대기
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• 제27권4호
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• pp.455-466
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• 2017

In Korea, property and human damages occur annually due to heavy precipitation during the summer. On August 8, 2015, heavy rainfall occurred in the Seoul metropolitan area due to an outflow boundary, and $77mmhr^{-1}$ rainfall was recorded in Gwangju, Gyeonggi Province. In this study, the simulation of the WRF numerical model is performed to understand the cause and characteristics of heavy rainfall using the Conditional Instability of the Second Kind (CISK), potential vorticity (PV), frontogenesis function, and convective available potential energy (CAPE) analyses, etc. Convective cells initiated over the Shandong Peninsula and located on the downwind side of an upper level trough. Large amounts of water vapor were supplied to the Shandong Peninsula along the southwestern edge of a high pressure system, and from the remnants of typhoon Soudelor. The mesoscale convective system (MCS) developed through CISK process and moved over to the Yellow Sea. The outflow boundary from the MCS progressed east and pushed cold pool eastward. The warm and humid air over the Korean Peninsula further enhanced convective development. As a result, a new MCS developed rapidly over land. Because of the latent heat release due to convection and precipitation, strong potential vorticity was generated in the lower atmosphere. The rapid development of MCS and the heavy rainfall occurred in an area where the CAPE value was greater than $1300Jkg^{-1}$ and the fronto-genesis function value of 1.5 or greater coincided. The analysis result shows that the MCS driven by an outflow boundary can be identified using CISK process.

• 대기
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• 제26권1호
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• pp.159-183
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• 2016

On 31 July 2014, there was a localized torrential rainfall ($58.5mm\;hr^{-1}$) caused by a strong convective cell with thunder showers over Daegwallyeong. In the surface synoptic chart, a typhoon was positioned in the East China Sea and the subtropical high was expanded to the Korean peninsula. A WRF (Weather Research and Forecasting) numerical simulation with a resolution of 1 km was performed for a detailed analysis. The simulation result showed a similar pattern in a reflectivity distribution particularly over the Gangwon-do region, compared with the radar reflectivity. According to the results of the WRF simulation, the process and mechanism of the localized heavy rainfall over Daegwallyeong are as follows: (1) a convective instability over the middle part of the Korean peninsula was enhanced due to the low level advection of warm and humid air from the North Pacific high. (2) There was easterly flow from the coast to the mountainous regions around Daegwallyeong, which was generated by the differential heating of the insolation among Daegwallyeong and the Yeongdong coastal plain, and nearby coastal waters. (3) In addition, westerly flow from the western part of Daegwallyeong caused a strong convergence in this region, generating a strong upward motion combined by an orographic effect. (4) This brought about a new convective cell over Daegwallyeong. And this cell was more developed by the outflow from another thunderstorm cell to the south, and finally these two cells were merged to develop as a strong convective cell with thunder showers, leading to the record breaking maximum rainfall per hour ($58.5mm\;hr^{-1}$) in July.