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제주도 애월읍 해안의 염기성 용암류에 발달한 동심원 구조와 방사상 절리 (Concentric Structure and Radial Joint System within Basic Lava Flow at the seashore of Aewol, Jeju Island, South Korea)

  • 안건상
    • 한국지구과학회지
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    • 제42권2호
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    • pp.185-194
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    • 2021
  • 제주도 북서부인 애월 해안에는 평탄하게 흐른(판상) 용암류와 둥근 모양(원통)의 용암류가 관찰된다. 원통형 용암류의 치밀한 내부에는 동심원 구조와 방사상 절리가 발달한다. 구엄리 돌염전 주변의 판상 용암류 내부에는 상하부의 굵기가 다른 주상절리가 발달한다. 주상절리 상부는 다각형의 형태가 고르지 않으며 직경은 120-150 cm이다. 주상절리 하부는 육각형과 오각형으로 형태가 일정하고, 크기도 60 cm 내외이다. 원통형 로브는 크기와 형태에 따라 두 그룹으로 나눌 수 있다. 하나는 메가로브인데, 최대 직경이 30 m인 반원형이다. 또 하나는 원형의 로브로 직경이 10 m 이하이다. 원통형 용암류의 방사상 절리의 기둥 단면은 육각형과 오각형이며, 기둥의 직경은 중심에서 바깥쪽으로 증가하는데 바깥쪽 경계부에서는 80-120 cm 정도이다. 원통형 용암에서 관찰되는 동심원 구조는 4가지 요인이 복합된 것이다. 첫째는 원형의 균열로, 원통형 용암류 내에서 안쪽과 바깥쪽 사이의 온도차와 밀도차로 발생한 수축으로 생긴 틈새이다. 둘째는 방사상 절리의 마디층이 동심원을 이룬 것으로, 이 마디층은 방사상 절리와 동시에 만들어진 것이다. 셋째는 유동띠로서, 용암이 흐를 때 둥근 통로에 남긴 흔적이다. 네 번째는 용암에서 빠져나온 가스가 동굴에 형성된 기공 띠이다.

유한요소법을 이용한 드로우비드 저항력 예측모델 개발 및 성형공정에의 적용 (Simulation-based Prediction Model of Draw-bead Restraining Force and Its Application to Sheet Metal Forming Process)

  • 배기현;송정한;허훈;김세호;박성호
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2006년도 제5회 박판성형 SYMPOSIUM
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    • pp.55-60
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    • 2006
  • Draw-bead is applied to control the material flow in a stamping process and improve the product quality by controlling the draw-bead restraining force (DBRF). Actual die design depends mostly on the trial-and-error method without calculating the optimum DBRF. Die design with the predicted value of DBRF can be utilized at the tryout stage effectively reducing the cost of the product development. For the prediction of DBRF, a simulation-based prediction model of the circular draw-bead is developed using the Box-Behnken design with selected shape parameters such as the bead height, the shoulder radius and the sheet thickness. The value of DBRF obtained from each design case by analysis is approximated by a second order regression equation. This equation can be utilized to the calculation of the restraining force and the determination of the draw-bead shape as a prediction model. For the evaluation of the prediction model, the optimum design of DBRF in sheet metal forming is carried out using response surface methodology. The suitable type of the draw-bead is suggested based on the optimum values of DBRF. The prediction model of the circular draw-bead proposes the design method of the draw-bead shape. The present procedure provides a guideline in the tool design stage for sheet metal forming to reduce the cost of the product development.

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굽힘 및 피어싱 공정을 갖는 불규칙형상 제품의 프로그레시브 가공을 위한 네스팅 및 공정설계 자동화 시스템 (An Automated Nesting and Process Planning System of Irregularly Shaped-Sheet Metal Product With Bending and Piercing Operation for Progressive Working)

  • 최재찬;김병민;김철
    • 한국정밀공학회지
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    • 제15권6호
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    • pp.22-32
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    • 1998
  • This paper describes a research work of developing a computer-aided design of irregularly shaped-sheet metal product with bending and piercing operation for progressive working. An approach to the CAD system is based on the knowledge-based rules. Knowledge for the CAD system is formulated from plasticity theories, experimental results and the empirical knowledge of field experts. The system has been written in AutoLISP on the AutoCAD with a personal computer and is composed of five main modules, which are input and shape treatment, flat pattern-layout, production feasibility check, blank-layout, and strip-layout module. Based on knowledge-based rules, the system is designed by considering several factors, such as radius and angle of bend, material and thickness of product, complexities of blank geometry and punch profile, and availability of press. This system is capable of unfolding a formed sheet metal part to give flat pattern and automatically account for the adjustment of bend allowances to match tooling requirements by checking dimensions and the best utilization ratio of blank-layout within bending production feasibility area which is beyond ${\pm}30^{\circ}$ degrees intersecting angle between grain flow and bending edge line and which is suitable to progressive bending operation. Also the strip-layout drawing generated by a bending and a piercing operation according to punch profiles divided into automatically for external area of irregularly shaped-sheet metal product is displayed in graphic forms.

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지지격자 혼합날개에 의한 $5{\times}$ 5 봉다발에서 유동 패턴 (A Study of Flow Pattern in $5{\times}5$ Rod Bundle by the Spacer Grid Mixing Vane)

  • 추연준;장석규;김복득;문상기;송철화
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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    • pp.2873-2878
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    • 2007
  • The mixing vanes attached to the spacer grid of rod bundles are used to improve the heat transfer in heat exchanger devices by controlling the characteristics of the flow structures and turbulence. In this study, velocity patterns induced by two types of mixing vane(split and swirl vane) are measured by the PIV technique to better understand how to effect on the cross and secondary vortex flow patterns in $5{\times}$ rod bundle simulating the fuel assembly of the nuclear reactor. A successful measurement of the lateral velocity patterns was conducted using a specially designed beam sheet generator and experimental loop at KAERI. As the result, we found that for the cross flow between subchannels, the split vane is more effective than the swirl vane, while for the secondary vortex flow in each subchannel, the swirl vane's one is larger and longer than split vane's one.

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레이저 형광여기법(LIF)를 이용한 복잡 난류유동장의 혼합특성에 관한 연구 (A Study on the Mixing Characteristics in Complex Turbulent Flow by a Laser Induced Fluorescence Method)

  • 김경천;정은호
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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    • pp.542-547
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    • 2001
  • A non-intrusive Planar Laser-Induced Fluorescence(PLIF) technique was applied to study the turbulent mixing process in a Rushton turbine reactor. Instantaneous and ensemble averaged concentration fields are obtained by measuring the fluorescence intensity of Rhodamine B tracer excited by a thin Nd:Yag laser sheet illuminating the whole center plane of the stirred tank. The gray level images captured by a 14-bit cooled CCD camera can be transformed to the local concentration values using a calibration matrix. The dye injection point was selected at the tank wall with three quarter height (3/4H) from the tank bottom to observe the mixing characteristics in upper bulk flow region. There exist distinct two time scales: the rapid decay of mean concentration in each region after the dye infusion reflects the large scale mixing while the followed slow decay reveals the small scale mixing. The temporal change of concentration probability functions conjectures the two sequential processes in the batch type mixing. An inactive column of water existed above the impeller disk, in which the fluid rotates with the shaft but is isolated from the mean bulk flow.

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액상 비료를 유도 용액으로 사용하는 정삼투 기반의 해수 담수화 (Forward Osmosis Based Seawater Desalination using Liquid Fertilizer as Draw Solution)

  • 박성직;안희경
    • 한국농공학회논문집
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    • 제55권2호
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    • pp.21-27
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    • 2013
  • The present study explored the way to desalinate seawater for agricultural irrigation using forward osmosis (FO) process using liquid fertilizer as draw solution. FO experiments were performed in a cross flow mode using flat sheet FO membrane. The effect of membrane orientation, flow rate, and draw solution concentration on the performance of forward osmosis was investigated by measuring water flux of forward osmosis membrane. The water flux when the draw solution was placed against the membrane active layer was lower than the water flux when the feed solution was placed against the membrane active layer. This results indicated that the decrease of effective osmotic pressure by dilutive internal concentration polarization was less than that by concentrative internal concentration polarization. Increasing flow rate from 66.7 to 133.1 $cm^3$/min resulted in increase of the water flux when the membrane active layer orient to draw solution and feed solution, respectively. The reduction of resistance to water flow increased water flux at higher flow rate. The water flux of FO membrane increased with increasing draw solution concentration from 10000 to 30000 mg/L. The water flux for $KH_2PO_4$ draw solution was similar to that for commercial fertilizer. Optimization of FO process would contribute to economically desalinate brackish water for agricultural use.

Evaluation of Groundwater Flow Analysis Using Rainfall-Recharge Estimation Methods

  • Choi, Yun-Yeong;Sim, Chang-Seok;Bae, Sang-Keun
    • 한국환경과학회지
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    • 제16권5호
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    • pp.561-569
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    • 2007
  • This study used SCS-CN method to estimate the real recharge of the study area which is one of the most reasonable techniques to estimate groundwater recharge when there is no available runoff data in a watershed. From the results of tile real recharge analysis for the study area using SCS-CN method, it was analyzed that the year 1994 when the drought was severe shotted the lowest recharge of 106.3mm with recharge rate of 12.4%, and the highest recharge of 285.6mm with recharge rate of 21.8% occurred in 1990. Yearly average recharge of 213.2mm was obtained, and tile average recharge rate was 16.9%/year. KOG-FLOW model which has powerful post process functions consists of setting environments for input parameters in Korean language, and help function is added to each input data. Detailed information for each parameter is displayed when the icon is placed on the input parameters, and geologic boundaries or initial head data for each layer can be set easily on work sheet. The relative errors (R. E.) for each model's observed values and calculated values are $0.156{\sim}0.432$ in case of KOG-FLOW, and $0.451{\sim}1.175$ in case of WINFLOW, therefore it is known that KOG-FLOW model developed in this study produced results compared to observed head values.

Single Plane Illumination Microscopy - MicroPIV를 이용한 버블 유동에서 외부 자계 영향을 받는 자성입자 가시화 (Flow Visualization of Magnetic Particles under the external magnetic field in bubbly flow using Single Plane Illumination Microscopy - MicroPIV)

  • 이창제;조경래;이상엽
    • 한국가시화정보학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.36-42
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    • 2021
  • This study measured the velocity of magnetic particles inside the power generation using external heat sources. Single Plane Illumination Microscopy (SPIM) was used to measure magnetic particles that are simultaneously affected by bubbly flow and magnetic field. It has the advantage of reducing errors due to particle superposition by illuminating the thin light sheet. The hydraulic diameter of the power generation is 3mm. Its surface is covered with a coil with a diameter of 0.3 mm. The average diameter of a magnetic particle is 200nm. The excitation and emission wavelengths are 530 and 650nm, respectively. In order to find out the flow characteristics, a total of four velocity fields were calculated in wide and narrow gap air bubbles, between the wall and the air bubble and just below the air bubble. Magnetic particles showed up to 8.59% velocity reduction in the wide gap between air bubbles due to external magnetic field.

RACMO 기후 모델에 기반한 남극 빙상 질량 변동의 재현 (Recovery of Mass Changes in Antarctic Ice-Sheet based on the Regional Climate Model, RACMO)

  • 엄주영;임형래
    • 자원환경지질
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    • 제53권2호
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    • pp.147-157
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    • 2020
  • 남극 빙상의 질량 변화는 지구온난화와 관련된 기후 변화와 해수면 상승의 가장 중요한 지표 중 하나이다. 본 연구에서는 위성 중력 자료와 광역 기후 수치 모델을 사용하여, 남극 빙상 질량에 대한 시공간 변화의 특성을 분석하였다. 중력 자료의 분석을 통해 연구 기간(2002.08-2016.08) 동안 지속적으로 남극 빙상의 심각한 질량 손실이 서남극을 중심으로 발생하였음을 확인하였고, 상대적으로 미약한 질량 증가가 동남극에 존재함을 확인하였다. 또한 이들 질량 변동이 해안 지역에 집중되어 있음을 함께 확인하였다. 광역 기후 수치 모델을 사용하여 이러한 질량 변동의 시간적, 공간적 패턴을 유사하게 재현할 수 있었으나, 관측 값에 비해 그 변화 폭이 매우 작았다. 이러한 문제는 빙하의 기저 유출량에 대한 조정을 통해 상당 부분 해결이 되었다. 이 과정에서 재현된 빙상의 질량 변화는 2009년 이전 관측 값의 추세를 97%정도 설명할 수 있었다. 이러한 결과는 빙하 흐름의 역학적 변동이 빙상의 가장 자리를 따라 크게 변하였고, 이러한 변화가 지난 10여 년 동안 남극 빙상의 질량 변화에 크게 영향을 주었다는 것을 의미한다.

프레스금형 형내 모니터링에 대한 연구 (A Study for In-process Monitoring in Press die)

  • 윤재웅
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권6호
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    • pp.692-696
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    • 2017
  • 프레스 부품의 형상은 고객 요구와 공정단축 및 비용절감으로 점점 복잡하게 변하고 있다. 또한 프레스공정은 많은 인자의 영향으로 양산 중에도 안정성이 수시로 변하고 있다. 공정의 안정성을 확보하는 데는 형상, 소재, 프레스, 금형 및 윤활에 대한 사전 연구가 충분히 되어 허용된 공차 안에서 재현성이 구현되는 공정을 수립해야 한다. 하지만 예측하지 못한 공정인자들의 변화는 양산라인 정지와 생산계획에 차질을 현장에서 야기 시키고 있다. 이에 프레스금형에 센서를 적용해 실시간 공정을 모니터링 할 수 있는 방법을 본 논문에선 소개한다. 비접촉식으로 판재의 흐름을 측정하는 센서와 그 중 양산에 적용 가능성이 높은 광학센서를 사용한 실험 사례를 제시했다. 원통드로잉금형에 광학센서를 설치해 소재, 블랭크홀더힘, 드로잉비를 변화시키며 센서의 사용 가능성을 테스트했다. 또한 각통드로잉 금형을 사용해 국부적으로 다른 판재의 흐름을 정량화 했고 측정값이 소재의 연신에 의해 드로잉 깊이보다 항상 작다는 것을 정량적으로 측정하였다. 마지막으로 프레스 금형에 센서를 접목시켜 사용할 수 있는 분야에 대해 제안을 하였다. 원가절감에 대한 Needs가 지속적으로 증가하고 이를 통해 글로벌 금형경쟁력을 확보해야하는 시점에 기여가 되었으면 한다.