• Ocean Systems Engineering
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• 제5권2호
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• pp.125-138
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• 2015

In this study, hydrodynamic performance of a 400 mm diameter horizontal axis marine current turbine model was tested in a cavitation tunnel with 1.21 m x 0.8 m cross-section for over a range of tip speed ratios. Torque and thrust data, as well as cavitation visualizations, for certain operating conditions were acquired. Experimental results indicated that the turbine can be exposed to significant amount of sheet and cloud cavitation over the blades along with vortex cavitation at the blade tips. Inception and distribution of cavitation along the blades of the model turbine were then modelled numerically for design operating conditions using a vortex lattice method. The method was also applied to a turbine tested previously and obtained results were compared with the data available. The comparison between simulation results and experimental data showed a slight difference in terms of span-wise extent of the cavitation region. The cloud and tip vortex cavity observed in experiments cannot be modelled due to the fact that the VLM lacks the ability to predict such types of cavitation. Notwithstanding, the use of such prediction methods can provide a reasonably accurate approach to estimate, therefore take the hydrodynamic effects of cavitation into account in design and analysis of marine current turbines.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권10호
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• pp.3897-3908
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• 2022

High-fidelity nuclear data libraries and neutronics simulation tools are essential for the development of fast reactors. The IAEA coordinated research project on "Neutronics Benchmark of CEFR Start-Up Tests" offers valuable data for the qualification of nuclear data libraries and neutronics codes. This paper focuses on the verification and validation of the CEFR start-up modelling using OpenMC Monte-Carlo code against the experimental measurements. The OpenMC simulation results agree well with the measurements in criticality, control rod worth, sodium void reactivity, temperature reactivity, subassembly swap reactivity, and reaction distribution. In feedback coefficient evaluations, an additional state method shows high consistency with lower uncertainty. Among 122 relative errors in the benchmark of the distribution of nuclear reaction, 104 errors are less than 10% and 84 errors are less than 5%. The results demonstrate the high reliability of OpenMC for its application in fast reactor simulations. In the companion paper, the influence of cross-section libraries is investigated using neutronics modelling in this paper.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권12호
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• pp.4731-4742
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• 2022

RBMK fuel assemblies differ from other LWR FA due to a specific arrangement of the fuel rods, the low enrichment, and the used burnable absorber - erbium. Therefore, there is a challenge to adapt modeling tools, developed for other LWR types, to solve RBMK problems. A set of 10 different depletion simulation schemes were tested to estimate the impact on reactivity and spent fuel composition of possible SCALE code options for the neutron transport modelling and the use of different nuclear data libraries. The simulations were performed using cross-section libraries based on both, VII.0 and VII.1, versions of ENDF/B nuclear data, and assuming continuous energy and multigroup simulation modes, standard and user-defined Dancoff factor values, and employing deterministic and Monte Carlo methods. The criticality analysis with burn-up credit was performed for the SFP loaded with RBMK-1500 FA. Spent fuel compositions were taken from each of 10 performed depletion simulations. The criticality of SFP is found to be overestimated by up to 0.08% in simulation cases using user-defined Dancoff factors comparing the results obtained using the continuous energy library (VII.1 version of ENDF/B nuclear data). It was shown that such discrepancy is determined by the higher U-235 and Pu-239 isotopes concentrations calculated.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권5호
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• pp.397-406
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• 2009

하천은 다양한 환경조건에 따라 변화될 수 있는 공간으로 구하도를 복원 설계하기 위해서는 현재 하도의 안정성 여부를 파악할 수 있는 하도평가가 필요하다. 하도평가는 대상하천의 지형 및 수리 수문 등 다양한 정보가 요구되지만 국내여건상 과거자료 미비로 인해 시 공간적으로 변화된 하천의 지형학적 정보를 파악하기에는 많은 어려움이 있다. 본 연구는 청미천의 과거 지형도 및 항공사진을 이용한 영상분석을 통해 과거와 현재 하천의 하도변화를 분석하고, 하도평가를 위한 영상분석기법에 대한 적용성을 검토하는데 목적이 있다. 영상분석을 통해 얻은 결과는 구하도 형태 규모, 하도 종 횡단 변화, 미지형 변화 등으로 정량적 분석이 가능하였다. 특히 모래사주의 형상변화는 현재하도의 상태를 파악하는 중요자료로 복원하도 설계 시 하도의 규모, 평수유입유량 등을 선정하기 위한 기초자료가 될 것이다. 이와 같은 결과에서 영상분석기법은 평면적인 정보의 한계는 있으나 복원하도 설계 시 국내 여건을 고려할수 있는 기법으로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권5호
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• pp.363-376
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• 2011

하천 홍수해석 분야에서 가장 널리 이용되고 있는 1차원 동수역학 수치모형의 입력자료는 상하류단 경계조건, 조도계수, 하도단면 등이며, 계산 시간간격 및 거리간격의 선정은 계산결과의 정확성, 안정성, 효율성 확보를 위한 핵심 요소이다. 본 연구에서는 기존 단면간격 선정기법의 이론적 배경을 검토하였고, 매 시간단계별로 도출되는 흐름특성을 반영하여 계산거리간격을 추정하는 가변 계산거리간격 추정 기법을 제안하였다. 제안된 기법을 1차원 부정류 수치모형과 연계하여 Teton 댐 붕괴 및 한강 홍수 사상에 대해 적용함으로써 기존 고정 계산거리간격 추정 기법에 의한 해석결과와 비교하였다. 더 많은 내삽단면이 사용될 경우, 수치 수렴성 실험 결과는 수치해의 정확성과 안정성이 높아짐을 나타내었고, 본 연구에서 제안된 기법은 기존 고정 계산거리간격 추정기법보다 적은 단면개수로 동일한 정도의 정확도를 나타냄으로써 계산 효율성을 크게 향상시켰다. 본 연구에서 개발된 기법의 실무적용을 통해 정확성과 안정성뿐만 아니라 높은 효율성을 갖는 하천 홍수해석이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.65-74
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• 2014

대규모 건설공사, 토목공사 시 지반 특성 파악을 위해 주로 수행되는 시추조사는 명확하고 확실한 지반정보를 제공한다는 장점이 있지만 좌표 공간상 지점마다 수행되기 때문에 현장 전체의 지반특성 파악이 어렵다. 이에 반해 탄성파, 중력파 등을 이용하는 물리탐사는 시추조사와는 달리 연속적인 단면의 정보를 제공하고 넓은 지역의 지반특성을 파악할 수 있다는 장점을 가지고 있는 반면 측정값의 지반공학적 상관성이 불확실하기 때문에 지반 특성을 직접적으로 결정하기에는 적합하지 않다는 단점이 있다. 따라서 대상 부지의 정확한 지반정보 파악을 위해서는 두 가지 이종 지반조사 자료, 즉 물리탐사자료와 시추조사 자료를 상호 보완하여 이용하는 것이 바람직하다. 본 연구에서는 이종 지반조사의 통합분석 기법을 제안하였으며, 분석 방법의 정확성과 신뢰성을 높이기 위하여 수치지도를 도입하였다. 수치지도를 사용하여 시험, 조사 단계에서 발생할 수 있는 지반고의 오차를 보정하였으며, 표고와 기울기를 분석하여 대상분석 영역 설정의 지표로 사용하였다. 다음으로 탄성파의 속도분포 단면 등고선을 디지타이징(digitizing)하고 지구통계학적 방법인 크리깅(kriging)을 이용하여 3차원으로 공간보간하였으며, 이를 시추조사와 결합하여 각 토층 경계 별 평균 탄성파 속도를 도출하였다. 자료를 도출하는 과정에서 이상치 분석을 수행하여 결과의 신뢰성을 높였으며, 최적화된 평균 탄성파 속도를 활용하여 3차원 층상 정보를 결정할 수 있는 통합 분석 기법을 수립하였다. 최종적으로 수립된 통합분석 기법을 A댐 비상여수로 건설현장에 적용하였다.

• 한국지리정보학회지
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• 제9권3호
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• pp.107-122
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• 2006

본 연구는 국내 지하수 자료의 효율적 이용 관리를 위한 수량수질 정보의 통합관리 시스템인 "국가지하수정보지도" 구축을 위한 업무분석과 세부 설계를 실시하고 천안 및 대구지역에 시범 적용함으로써 그 효용성을 검토하고자 하였다. 본 시스템에는 지하수와 관련된 관측, 조사, 지구화학(이온분석 결과), 시설, 수질검사 및 도면 자료 등을 데이터베이스로 포함하고 있으며, 전국의 약 130만개 관정에 대한 상세정보를 기본 데이터로 활용한다. Web 환경의 GIS 시스템인 "국가지하수 정보지도"에서는 자료의 검색뿐 아니라 시계열분석, 공간분석, 지층단면작성 등의 분석 기능이 포함되어 있어 지방자치단체 공무원뿐 아니라 현장 기술자에게도 유용하게 활용될 수 있다. 앞으로 본 시스템을 지하수에 대한 표준 모델로 발전시키고 단계적으로 확장해 나감으로써 전국의 지하수 관리를 보다 체계적으로 수행 가능하게 될 것이다.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.21-32
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• 2011

포장의 동결깊이는 30년간의 기온자료를 분석하여 만든 동결지수를 근거로 하여 동상방지층의 두께를 결정한다. 본 연구에서의 현장계측 지역은 동결지수에 따라 동결지수 550~650$^{\circ}C{\cdot}$일, 450~550$^{\circ}C{\cdot}$일, 350~450$^{\circ}C{\cdot}$일로 구분하여 지역을 선정하였고, 각 지역별로 절토부, 절성경계부, 저성토부(2m 이하 성토부) 구간으로 단면을 구분하였다. 각 단면에 동상방지층 유 무를 구분하여 포장층별로 계측기(온도, 함수비)를 설치하고 데이터를 수집하였다. 현장 모니터링 시스템을 통하여 수집된 데이터 분석을 통하여 포장된 도로의 동결깊이를 결정하는데 이용할 수 있다. 연구 결과, 동상방지층이 없을 경우 동결지수 550~650$^{\circ}C{\cdot}$일 지역에서는 대기온도에 따라 겨울철 노상층의 온도가 $0^{\circ}C$ 이하로 나타났고, 동결지수 450~550$^{\circ}C{\cdot}$일 지역에서는 지역별로 상이했으며, 동결지수 350~450$^{\circ}C{\cdot}$일 지역에서는 동상방지층이 없어도 노상층의 온도가 $0^{\circ}C$ 이하로 나타나지 않았다. 또한, 포장 단면별로 동결깊이를 비교한 결과 대기온도에 따라 동결깊이는 절토부가 가장 높았으며, 절성경계부, 저성토부 순으로 단면별 차이가 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제53권5호
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• pp.939-956
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• 2015

In this study, in order to propose an efficient model to predict the torque capacity of steel fiber reinforced concrete (SFRC) beams, the existing experimental data related to torsional response of beams is reviewed. It is observed that existing data neglects the effects of some parameters on the variation of torque capacity. Thus, an experimental research was also conducted to obtain the effects of neglected parameters. In the experimental study, a total of seventeen SFRC beams are tested against torsion. The parameters considered in the experiments are concrete compressive strength, steel fiber aspect ratio, volumetric ratio of steel fibers and longitudinal reinforcement ratio. The effect of each parameter is discussed in terms of torque versus unit angle of twist graphs. The data obtained from this experimental research is also combined with the data got from previous studies and employed in artificial neural network (ANN) analysis to estimate the ultimate torque capacity of SFRC beams. In addition to parameters considered in the experiments, aspect ratio of beam cross-section, yield strengths of both transverse and longitudinal reinforcements, and transverse reinforcement ratio are also defined as parameters in ANN analysis due to their significant effects observed in previous studies. Assessment of the accuracy of ANN analysis in estimating the ultimate torque capacity of SFRC beams is performed by comparing the analytical and experimental results. Comparisons are conducted in terms of root mean square error (RMSE), mean absolute error (MAE) and coefficient of efficiency ($E_f$). The results of this study revealed that addition of steel fibers increases the ultimate torque capacity of reinforced concrete beams. It is also found that ANN is a powerful method and a feasible tool to estimate ultimate torque capacity of both normal and high strength concrete beams within the range of input parameters considered.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제6권1호
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• pp.8-24
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• 1981

This paper presents flux-to-dose-rate conversion factors for neutrons and gamma rays based on the American National Standard Institute(ANSI) N666. These data are used to calculated the dose rate distribution of neutron and gamma ray in radiation fields. Neutron flux-to-dose-rate conversion factors for energies from $2.5{\times}10^{-8}$ to 20 MeV are presented; the corresponding energy range for gamma rays is 0.01 to 15 MeV. Flux-to-dose-rate conversion factors were calculated, under the assumption that radiation energy distribution has nonlinearity in the phantom, have different meaning from those values obtained by monoetiergetic radiation. Especially, these values were determined with the cross section library. The flux-to-dose-rate conversion factors obtained in this work were in a good agreement to the values presented by ANSI. Those data will be a useful for the radiation shielding analysis and the radiation dosimetry in the case of continuous energy distributions.