연료전지 시스템에서 공급기체 가습은 연료전지 성능효율과 전해질막 수명 향상 측면에서 중요하다. 판형 막 가습기는 일반적으로 유동 방향에 따라 직교류와 대향류로 구분되고 판과 막 사이에서 고온 다습한 공기와 저온 건조한 공기의 열 및 물질전달이 이루어진다. 본 연구에서는 현열 및 잠열 ${\varepsilon}$-NTU 법을 이용하여 입구 온도와 유량 변화에 따른 열 및 물질전달 성능 변화를 유동 방향에 따라 비교하였다. 이를 통하여 저유량 일 때 대향류는 직교류 보다 열 및 물질전달 성능이 높은 것을 알 수 있었고 유량이 증가함에 따라 성능 차이가 감소되는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 입구온도가 증가함에 따라 열전달 성능 변화는 작은 반면 물질전달 성능 변화는 비선형으로 크게 감소되는 결과를 얻었다.
유역의 강우-유출 현상을 분포형으로 모의하기 위해서는 삼각형 혹은 사각형 요소로 유역을 모형화하고 각 요소에서의 수문성분의 변화를 해석하여야 한다. 본 연구는 사각형 요소인 격자로 모형화된 유역에서의 강우-유출 현상을 1차원 운동파 방정식을 이용하여 모의할 때 각 격자에서 발생된 흐름의 추적을 위한 격자 네트워크 해석에 대해 수행하였다. 격자의 흐름방향은 D8-method(deterministic eight-neighbors method)에 의해 결정된 단방향 흐름정보를 이용하였고, 각 격자별 흐름방향과 흐름누적수 정보를 이용하여 해당 격자의 계산 순서를 결정하게 된다. 또한 1차원 운동파 방정식을 유한체적법으로 해석할 때 격자간의 흐름방향 형태에 따른 해석방법을 제시하고, 이를 격자별 유출량 계산에 적용하였다. 본 연구에서 제시된 격자 네트워크 해석법은 물리적 기반의 분포형 강우-유출 모형인 GRM(Grid based Rainfall-runoff Model)에 적용하였으며, 단순화된 가상의 유역에 대한 모의결과를 $Vflo^{TM}$ 모형의 모의결과와 비교함으로써 타당성을 검토하였다. 또한 한강 수계의 중랑천 유역의 적용을 통해 실유역에 대한 적용성을 검토하였다. 중랑천 유역의 적용결과 모의된 유출 수문곡선은 관측 수문곡선을 잘 재현하였으며, 이에 따라 격자 네트워크 해석 과정의 실유역 적용이 타당한 것으로 나타났다.
본 논문에서는 옷감과 입자 기반 유체 해법인 SPH(Smoothed particle hydrodynamics)를 이용한 액체 간의 상호작용으로 표현되는 다공성 흐름(Pore flow), 흡수, 방출 그리고 확산 효과를 GPU 기반으로 빠르게 표현할 수 있는 방법을 제안한다: 1) 옷감-액체의 상호작용에 의해 표현되는 다양한 물리적 효과를 GPU 기반으로 표현할 수 있는 통합형 프레임워크, 2) SPH 기반으로 노드의 포화도를 효율적으로 계산하고 이를 주변 Porous 입자들로 전달하는 방법, 3) 유체 흡수 및 방출 방향을 안정적으로 계산하기 위해 다르시 법칙(Darcy's law)을 기반으로 안정성을 개선시키는 방법, 4) Porous 입자들로 흡수되는 과정에서 유체의 흐름 방향에 따라 흡수되는 양을 조절하는 방법, 마지막으로 5) SPH 입자의 최대 질량이 넘지 않도록 방출할 수 있는 방법을 제시한다. 제안하는 방식의 가장 큰 장점은 모든 연산이 GPU에서 계산되고 동작하기 때문에 빠르게 옷감과 유체의 상호작용으로 표현되는 다공성 재질, 다공성 흐름, 흡수, 반사, 확산 등을 모델링할 수 있다.
본 연구의 목적은 지형지수를 기반으로 유역의 포화도 및 그에 따른 유출역의 변화를 도시할 수 있는 방법론을 제시해 보고자 하는 것이다. 지형지수의 산정에는 ${\infty}$-흐름방향방법을 적용하여 8-흐름방향방법이 갖는 고정된 흐름방향에 대한 구속에서 벗어남과 동시에 최소한의 흐름분산 모의를 가능하게 하였다. 산정된 지형지수의 도수분포도를 작성해 본 결과 동일한 유역에 대하여 수행된 기존의 연구 성과와 유사하게 나타나 본 연구에서 제안한 방법론에 대한 신뢰성을 확인할 수 있었다. 여누가확률밀도함수의 형태로 정의되는 포화도의 개념에 따라 포화토층의 공간적 분포를 도시해 본 결과 유역의 가변성 유출역에 대한 명시적인 접근을 가능하게 하여 강우-유출현상의 동적특성이나 비선형성에 대한 합리적인 분석 수단을 제공할 수 있을 것으로 판단된다.
It is necessary to develop new air-conditioning method which can be satisfied individual separated space and request of occupants. The indoor thermal environment and flow field are investigated both experimentally and numerically. This study concentrated on analysis of indoor thermal environment by diffusion direction of ceiling type air conditioner of the classroom. The velocity and temperature distribution of air in the room calculated by 3-dimensional method, which include the effect of insulation of the building and outdoor state. This analysis shows that optimum diffusion direction is $30^{\circ}$ to increase thermal comfort in winter and optimum diffusion direction is $15^{\circ}$ to increase thermal comfort in summer.
The near wake behind a sinusoidal cylinder has been investigated quantitatively using hot-wire anemometer and qualitative. The mean velocity and turbulence intensity were measured in streamwise and spanwise direction. The results show that the wake in the saddle plane has a longer vortex formation region and rapid reversed flow than that in nodal plane. The elongated vortex formation region of sinusoidal cylinder is related with drag reduction. In addition, the flow visualized with particle tracing method support the flow characteristics of sinusoidal cylinder measured by hot-wire.
In this paper, we propose a non-invasive method to estimate blood velocity from the real medical images. To measure the magnitude and direction components associated with the blood velocity, we apply the optical flow analysis algorithm. It is demonstrated that the accuracy of the blood velocity estimate could possibly be increased by segmenting the optical flow region. We call this the Region Optical Flow(ROF) algorithm. We carried out some preliminary experiments using the aorta medical images, and corresponding regional optical flow diagrams are provided.
In numerical analysis for hydroforming process, the stress calculation is effected by flow stress which is general obtained by stress-strain relationship from uni-axial tension test, so the result of the analysis, especially in tube hydroforming, has limitation of accuracy, tubes are made in roll-forming process and become work-hardened. Then roll forming process causes material properties between rolling direction and circumstantial direction of the tube to be different. So it is difficult to predict material behavior in the process condition of bi-axial stress state. In this study, the flow stress of the tube is determined by inverse engineering approach and bulge test that is widely used for formability test in the condition of bi-axial stress. And Hill's quadratic yield function and flow rule are used to consider the anisotropy of the tube in the roll forming process.
Residual stress distribution in injection-molded short fiber composites was determined using layer-removal method. Polysterene with 3 vol% carbon fibers was injection-molded into the tensile specimen. With milling machine layer-removal process was conducted and the curvature data were acquired. Treuting and Read analysis which is assuming isotropic material, and White analysis considering anisotropy due to the fiber orientation were used to calculate residual stress of the flow direction through the thickness direction and compared with each other.
This paper deals with a numerical study of flow-guider applied to controlling current in a bay. Two dimensional numerical model for tidal currents based on the depth averaged equation is developed and standard k-.epsilon. model is adopted to determine the turbulence diffusion. Equations are described in a generalized coordinate system to be implemented by non-staggered grid system and discretized by using finite volume method. Unsteady flow is simulated by fully implicit scheme. Hybrid scheme and central differencing are used to compute the convective terms and source terms, respectively. The tidal current in a rectangular bay is simulated and it gives satisfactory results. The realistic and distinct models of a large structure placed in bay are also exemplified with or without flow-guiders. The simulation results show that the flow-guider gives the residual tidal current in the bay by the different flux with respect to the direction of tidal current.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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