• 한국가시화정보학회지
• /
• 제16권1호
• /
• pp.21-29
• /
• 2018

Homogeneous and isotropic turbulence (HIT) with no mean flow is a very useful type of flow for basic turbulence research. However, it is difficult to generate HIT in the lab. In this study, we implemented HIT in a confined box through synthetic jet actuators using sub-woofer speakers. Characteristics of HIT are varied depending on the strength of the jets. We used 2D PIV to measure the velocity field. Turbulence statistics such as homogeneity, isotropy ratio, turbulence kinetic energy, dissipation rate, Taylor microscale, Kolmogorov scale, and velocity correlation coefficient were calculated. Most of the turbulence statistics increased exponentially according to the strength of the jets, and the Taylor Reynolds number reached up to 185.

• Journal of Mechanical Science and Technology
• /
• 제19권8호
• /
• pp.1582-1596
• /
• 2005

Groundwater flow and behavior have to be investigated based on heterogeneous subsurface formation since the homogeneity assumption of this formation is not valid. Over the past twenty years, stochastic approach and Monte Carlo technique have been utilized very efficiently to understand the groundwater flow behavior. However, these techniques require lots of computational and numerical efforts according to the various researchers' comments. Therefore, utilizing new techniques with much less computational efforts such as Artificial Neural Network (ANN) in the prediction of the stochastic behavior for the groundwater based on heterogeneous subsurface formation is highly appreciated. The current paper introduces the ANN technique to investigate and predict the stochastic behavior of a well draw down in a confined aquifer based on subsurface heterogeneous hydraulic conductivity. Several ANN models are developed in this research to predict the unsteady two dimensional well draw down and its stochastic characteristics in a confined aquifer. The results of this study showed that ANN method with less computational efforts was very efficiently capable of simulating and predicting the stochastic behavior of the well draw down resulted from the continuous constant pumping in the middle of a confined aquifer with subsurface heterogeneous hydraulic conductivity.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
• /
• 제12권1호
• /
• pp.819-831
• /
• 2020

Wind load is one of the major design loads for the hull and mooring of offshore floating structures, especially due to much larger windage area above water than under water. By virtue of extreme design philosophy, fully turbulent flow assumption can be justified and the hydrodynamic characteristics of the flow remain almost constant which implies the wind load is less sensitive to the Reynolds number around the design wind speed than wind profile. In the perspective of meteorology, wind profile used for wind load estimation is a part of Atmospheric Boundary Layer (ABL), especially maritime ABL (MBL) and have been studied how to implement the profile without losing turbulence properties numerically by several researchers. In this study, the MBL is implemented using an open source CFD toolkit, OpenFOAM and extended to unstable ABL as well as neutral ABL referred to as NPD profile. The homogeneity of the wind profile along wind direction is examined, especially with NPD profile. The NPD profile was applied to a semi-submersible rig and estimated wind load was compared with the results from wind tunnel test.

• 한국재료학회지
• /
• 제33권1호
• /
• pp.21-28
• /
• 2023

The electromembrane process, which has advantages such as scalability, sustainability, and eco-friendliness, is used in renewable energy fields such as fuel cells and reverse electrodialysis power generation. Most of the research to visualize the internal flow in the electromembrane process has mainly been conducted on heterogeneous ion exchange membranes, because of the non-uniform swelling characteristics of the homogeneous membrane. In this study, we successfully visualize the electro-convective vortices near the Nafion homogeneous membrane in PDMS-based microfluidic devices. To reinforce the mechanical rigidity and minimize the non-uniform swelling characteristics of the homogeneous membrane, a newly developed swelling supporter was additionally adapted to the Nafion membrane. Thus, a clear image of electroconvective vortices near the Nafion membrane could be obtained and visualized. As a result, we observed that the heterogeneous membrane has relatively stronger electroconvective vortices compared to the Nafion homogeneous membranes. Regarding electrical response, the Nafion membrane has a higher limiting current and less overlimiting current compared to the heterogeneous membrane. Based on our visualization, it is assumed that the heterogeneous membrane has more activated electroconvective vortices, which lower electrical resistance in the overlimiting current regime. We anticipate that this work can contribute to the fundamental understanding of the ion transport characteristics depending on the homogeneity of ion exchange membranes.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제38권8호
• /
• pp.849-855
• /
• 2014

유리섬유강화 플라스틱 복합재료의 압축성형 시, 모재와 유리섬유의 분리 없이 유동성이 우수하고, 불균질한 섬유배향이 없는 GFRP 복합재료 개발에 관한 체계적인 연구결과는 미흡한 실정이다. GFRP 복합재료를 사용하여, 자동차 부품 성형 시 발생하는 불균질도와 섬유배향 발생을 억제하는 많은 연구를 해왔으나 아직 해결되고 있지 않다. 본 연구에서는 위의 문제점들을 해결하기 위해 섬유유동성이 뛰어나고, 섬유배향이 발생하지 않고, 불균질성이 없으며, 구조안정성, 함침도, 기계적 특성 및 재활용성 등이 우수한 유리섬유강화 플라스틱 프리프레그를 제조하여, 수직교차형 평직직조방법을 적용하여, GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastic) Sheet 를 제조한다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제32권4호
• /
• pp.333-339
• /
• 2008

Densification behavior of copper powder was investigated to study the effect of an aluminum mold under warm pressing. The low flow stress of an aluminum mold is appropriate to apply hydrostatic stress to powder compacts during compaction under high temperature. The suggested powder metallurgy process is very useful under high temperature since copper powder compacts have higher relative density over axial stress of 100 MPa and show more homogeneity as compared with conventional warm pressing. Elastoplastic constitutive equation proposed by Shima and Oyane was implemented into a finite element program (ABAQUS) for densification behavior under warn pressing by using a metal mold. Finite element results agreed well with experimental data for densification and deformation of copper powder compacts in the mold.

• 소성∙가공
• /
• 제15권7호
• /
• pp.524-528
• /
• 2006

Although equal channel angular pressing (ECAP), imposing large plastic shear strain deformation by moving a workpiece through two intersecting channels, is a promising severe plastic deformation method for grain refinement of metallic materials, its batch type characteristic makes ECAP inefficient for multiple-passing. Rotary-die ECAP (RDECAP) proposed by Nishida et al. can achieve high productivity by using continuous processing without taking out the samples from the channel. However, plastic deformation behavior during RD-ECAP has not been investigated. In this study, material plastic flow and strain hardening behavior of the workpiece during RD-ECAP was investigated using the finite element method. It was found that plastic deformation becomes inhomogeneous with the number of passes due to an end effect, which was not found seriously in ECAP. Especially, decreasing corner gap with increasing the number of passes was observed and explained by the strain hardening effect.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제49권5호
• /
• pp.439-450
• /
• 2016

본 연구에서는 미계측유역에서의 수공구조물의 설계를 위한 홍수량을 추론하는데 있어, 공간자료 확장기법에 의해 모의된 다지점의 첨두홍수량 자료를 이용한 지역홍수빈도분석의 가능성을 검토하였다. 충주댐 상류유역을 대상으로 지역홍수빈도분석의 표준방법인 지수홍수법을 중심으로 공간확장 자료의 활용에 대한 타당성을 입증하고, 대상유역 내 22개 지점의 확장자료를 이용하여 지역홍수빈도분석을 수행하였다. 지역의 동질성 가정을 구체적으로 검토하기 위해 수문학적 개념의 누가유역과 독립적인 자체유역으로 구분하여 분석을 시도하였다. 자체유역에 대한 지역의 동질성 분석결과는 이질지역으로 평가되었으며, 이러한 가장 큰 원인은 강우의 공간적인 불균등한 분포에서 기인한 것으로 분석되었다. 지역확률분포형을 선정하기 위해 적합성척도와 Floodfreq (Cost action ES0901)에서 제시한 가중이동평균(WMA) 방법으로 검토한 결과, 홍수빈도해석에 널리 이용되는 GEV 분포가 적정 확률분포형으로 채택되었으며, 그에 따른 유역의 무차원 성장곡선(분위수)을 제시하였다. 본 연구는 미계측유역에 대한 빈도홍수량 추정을 위해 지역홍수빈도분석을 중심으로 국내 관측자료의 한계를 극복하기 위한 시도이다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제49권8호
• /
• pp.645-656
• /
• 2016

본 연구에서는 금강유역에 대한 지역홍수빈도분석을 실시하고 재현기간에 따른 홍수량을 추정하는 관계식을 제안하였다. 유역 내 유량자료의 수문학적 독립성과 동질성에 대한 검증을 위하여 Lag-1 자기상관성 분석, 동질성 검정, 이상치 검정, 불일치척도 검정을 수행하였다. 검정 결과, 금강유역의 대상 관측소들은 시간에 대하여 독립적이고 동질적 모집단에 속하며 이상치는 없었다. 일반 극치 분포(GEV), 3변수 대수정규 분포(LN-III), 피어슨-III 분포(P-III), 일반 로지스틱 분포(GLO), 일반 파레토 분포(GPA) 등 5개의 3변수 확률분포함수에 대한 L-모멘트비도와 평균가중거리(AWD), 그리고 $Z^{DIST}$ 적합도 산정 결과, GLO 분포함수가 금강유역의 최적 확률분포형으로 선정되었다. GLO 분포를 바탕으로 지역홍수빈도를 추정하는 회귀모형을 제안하였고, 강경 관측소의 관측 유량을 이용하여 회귀모형의 적용성을 검증하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제31권6호
• /
• pp.59-69
• /
• 2015

최근 들어 집중호우로 인한 산사태 및 토석류 피해가 종종 발생하고 있다. 이에 따라 산사태 재해 예측에 관한 연구 중 산사태 민감도 분석과 토석류 위험도 분석 관련 연구는 활발하게 진행되어 왔지만, 사면 지역에 적용하기 적합한 전이 분석 관련 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 판별분석과 로지스틱 회귀 분석과 같은 통계적 방법을 이용하여 실제 토석류가 발생했던 지역에서 추출한 지형학적 인자, 지질학적 인자 등을 토대로 토석류 전이규준을 제시하였다. 10개의 지형학적 및 지질학적 인자가 독립변수로 사용되었으며 실제 466개소(비전이: 228개소, 전이: 238개소)의 토석류 비전이 및 전이 데이터가 수집되었다. 우선, Fisher의 판별 분석이 수행되었으며, 수행 결과 실제경우와 91.6%의 분류 정확도를 보였다. 하지만 전이와 비전이 두 그룹간의 공분산 동질성이 만족되지 않았으며 또한 독립변수들이 정규분포를 보이지도 않았다. 두 번째로 이항 로지스틱 회귀분석이 수행되었으며, 분석 결과 92.3%의 분류 정확도를 나타냈으며 모든 통계적 조건들도 유의하게 나타났다. 따라서 이항 로지스틱 회귀 분석을 이용한 전이 규준은 토석류 재해 발생 여부를 예측하는데 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.