• 제목/요약/키워드: flow-3d

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2·3차원 모형을 이용한 자연하도 만곡부에서의 흐름특성 연구 (Study on the Flow Characteristics at Natural Curved Channel by 2D and 3D Models)

  • 안승섭;정도준;이상일;김위석
    • 한국환경과학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.471-478
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    • 2012
  • In this study, the flow characteristic analysis at the curved-channel of the actual channel section is compared and reviewed using the 2D RMA-2 model and the 3D FLOW-3D model. the curve section with curve rate 1.044 in the research section is analyzed applying the frequency of he project flood of 100 years. According to the result, the issue for the application of the FLOW-3D Model's three-dimensional numeric analysis result to the actual river is found to be reviewed with caution. Also, application of the 3D model to the wide basin's flood characteristic is determined to be somewhat risky. But, the applicability to the hydraulic property analysis of a partial channel section and the impact analysis and forecast of hydraulic structure is presumed to be high. In addition, if the parameters to reflect the vegetation of basin and the actual channel, more accurate topological measurement data and the topological data with high closeness to the current status are provided, the result with higher reliability is considered to be drawn.

FLOW 3D모형의 세굴 매개변수 민감도분석 (Sensitivity Analysis of Sediment Scour Model in FLOW-3D)

  • 여창건;이진은;이승오;송재우
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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    • pp.1750-1754
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    • 2010
  • 구조물 주변의 국부세굴에 대한 예측은 현장관측 및 수리실험 결과를 이용한 다양한 경험식과 수리모형 실험, 수치 모의 등을 통하여 이루어진다. 본 연구에서는 최근 국내에서 많이 사용되고 있는 3차원 수치모형인 FLOW-3D의 세굴분석 능력 검토를 제고하기 위하여 민감도 분석을 실시하였다. FLOW 3D의 입력 매개변수는 평균입경(Average particle diameter), 유사 비중(Density of the sediment particle), 한계 무차원 소류력(Critical Shields number), 세굴 조절개수(Scour erosion adjustment), 한계 유사비(Critical sediment fraction), 점착성 유사비(Cohesive sediment fraction), 유사 항력(sediment drag force), 안식각(Angle of repose)이 있다. 이 중에서 평균입경, 안식각, 세굴조절개수, 한계 유사 fraction 등의 매개변수에 대해 초기값을 중심으로 일정 비율로 구분하여 민감도 분석을 실시하였다. 주요 매개변수의 민감도 분석 결과는 수리실험 결과치와 비교 검토 후에 민감도의 변화 범위와 선행하여 조정할 수 있는 매개변수를 제시할 수 있다. 이러한 결과를 바탕으로 수공구조물 주변의 국부 세굴에 관한 해석시 FLOW-3D를 이용한 분석에서 보다 신뢰도 높은 결과 산출이 가능할 것으로 판단된다.

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Optical flow의 레벨 간소화 및 노이즈 제거와 에지 정보를 이용한 2D/3D 변환 기법 (2D/3D image Conversion Method using Simplification of Level and Reduction of Noise for Optical Flow and Information of Edge)

  • 한현호;이강성;이상훈
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권2호
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    • pp.827-833
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    • 2012
  • 본 논문은 2D/3D 변환에서 깊이정보 생성을 위해 연산량을 감소시키는 레벨 간소화 기법을 적용하고 객체의 고유벡터를 이용하여 노이즈를 제거한 Optical flow를 이용하는 방법을 제안한다. Optical flow는 깊이정보를 생성하기 위한 방법 중 하나로 두 프레임간의 픽셀의 변화 벡터 값을 나타내어 움직임 정보를 나타내며 픽셀 단위로 처리하므로 정확도가 높다. 그러나 픽셀 단위 연산으로 긴 연산 시간이 소요되며 모든 픽셀을 연산하는 특성상 노이즈가 생길 수 있는 문제점이 있다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위해 레벨 간소화 과정을 거쳐 연산 시간을 단축하였고 Optical flow를 영상에서 고유벡터를 갖는 영역에만 적용하여 노이즈를 제거한 뒤 배경 영역에 대한 깊이 정보를 에지 영상을 이용하여 생성하는 방법을 제안하였다. 제안한 방법으로 깊이정보를 생성한 뒤 DIBR(Depth Image Based Rendering)으로 2차원 영상을 3차원 입체 영상으로 변환하였고 SSIM(Structural SIMilarity index)으로 최종 생성된 영상의 오차율을 분석하였다.

Recovery of 3-D Motion from Time-Varying Image Flows

  • Wohn, Kwang-Yun;Jung, Soon-Ki
    • Journal of Electrical Engineering and information Science
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    • 제1권2호
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    • pp.77-86
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    • 1996
  • In this paper we deal with the problem of recovering 3-D motion and structure from a time-varying 2-D velocity vector field. A great deal has been done on this topic, most of which has concentrated on finding necessary and sufficient conditions for there to be a unique 3-D solution corresponding to a given 2-D motion. While previous work provides useful theoretical insight, in most situations the known algorithms have turned out to be too sensitive to be of much practical use. It appears that any robust algorithm must improve the 3-D solutions over time. As a step toward such algorithm, we present a method for recovering 3-D motion and structure from a given time-varying 2-D velocity vector field. The surface of the object in the scene is assumed to be locally planar. It is also assumed that 3-D velocity vectors are piecewise constant over three consecutive frames (or two snapshots of flow field). Our formulation relates 3-D motion and object geometry with the optical flow vector as well as its spatial and temporal derivatives. The linearization parameters, or equivalently, the first-order flow approximation (in space and time) is sufficient to recover rigid body motion and local surface structure from the local instantaneous flow field. We also demonstrate, through a sensitivity analysis carried out for synthetic and natural motions in space, that 3-D motion can be recovered reliably.

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흡기시스템을 통해 실린더로 유도되는 공기의 3차원 Bulk Motion Index 개발 (I) - 3차원 유동해석결과를 중심으로 - (Development of the 3-D Bulk Motion Index for In-Cylinder Flow Induced by Induction System (I) - Based on the 3-D CFD Simulation Results -)

  • 윤정의;남현식;김명환;민선기;박병완;김기성
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제30권11호
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    • pp.1057-1065
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    • 2006
  • In order to figure out the physical meaning of 3-D angular flow index for in-cylinder bulk motion, CFD analysis for the swirl and tumble steady flow test rig were made using commercial package STAR-CD. Computer simulations and rig tests on some kinds of induced flow conditions were carried out. Finally, based on the comparison between the simulated results and measured results, the physical meaning of 3-D angular flow index $|\longrightarrow_{N_B}|$, $\beta$ composed of swirl and tumble coefficients measured by steady flow test rig was described.

국내 중소하천에 설치된 아이스하버 어도 내부 흐름 특성 규명 (Investigation for flow characteristics of ice-harbor type fishway installed at mid-sized streams in Korea)

  • 백경오;민병조
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제55권1호
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    • pp.33-42
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    • 2022
  • 본 연구에서는 3차원 상용 수치모형 Flow-3D를 활용하여 상류 수위(유입유량) 변동, 격벽의 간격(pool의 길이) 변화, 잠공 유무 등에 따른 아이스 하버 어도 내 흐름 양상을 분석하였다. 수치모의 결과의 적합성을 입증하기 위해 경안천 대곡교 하류에 설치된 실제 어도에서 3차원 초음파 유속계를 사용하여 어도 출구부 단면 유속과 유량을 관측하였다. Flow-3D 모형에는 난류 모듈로 4가지를 선택할 수 있는데, 관측 자료로 검증 결과 RNG 모형이 아이스하버 어도 내 흐름 특성을 가장 잘 재현하였다. 하천의 유량 전량이 어도로만 유입되어 흐른다는 조건에서 수위 변화에 따른 어도 내 유속구조를 모의해 보았다. 그 결과 최저수위에서는 잠입류와 표면류가 혼재하여 발생하였는데, 최저수위에서 약 10 cm 이상만 수위가 상승하여도 모든 pool에서 잠입류가 사라지고 오직 표면류만 발생하였다. 예상과 달리 수위가 조금 상승해도 흐름이 꽤 단순하게 표면류 위주로 발생하였다. 격벽간 간격을 늘려주면 수위가 상승하더라도 잠입류와 표면류가 혼재되어 나타나는 현상이 지속되었다. 그리고 격벽 하단에 잠공이 있는 경우가 없는 경우에 비해 잠입류가 여러 pool에서 생성되는 경향을 보였다. 보다 적극적인 어도 사후 관리로 잠공 폐색을 막아 어도 내 다양한 흐름이 생성될 수 있도록 유도하는 것이 필요해 보인다.

신뢰성기법에 의한 굴착지반에서의 3차원 지하수 흐름해석 (3-D Groundwater Flow Analysis of Excavated Ground by Reliability Method)

  • 김홍석;박준모;장연수
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제22권10호
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    • pp.69-76
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    • 2006
  • 지하수흐름에 대한 신뢰성 해석을 실시하였으며, 흐름에 관여하는 매개변수들이 목표 값의 파괴확률을 초과하는데 미치는 영향을 알아보았다. 본 연구를 위하여 2차원 지하수흐름 프로그램을 3-D 프로그램 DGU-FLOW로 확장하여 제작하고, 이를 1계 및 2계 신뢰성 프로그램에 연계하였다. 3차원 흐름 프로그램의 검증은 지하굴착지반의 지하수 흐름 해석 문제를 풀고 이를 MODFLOW 프로그램과 비교하여 수행하였다. 신뢰성부분 또한 몬테칼로 해석을 수행하여 나타난 파괴확률을 비교함으로써 검증하였으며 지하수 흐름에 대한 1계 및 2계 신뢰성해석을 수행하여 산정된 파괴확률 값은 몬테칼로 해석을 통하여 나온 값과 매우 근접하였다. 토질층의 투수계수에 대한 매개변수 해석결과 투수계수의 평균과 분산의 증가는 목표 수량을 초과하는 파괴확률의 증가를 가져오는 것으로 나타났다. 또한 파괴확률의 민감도는 여러흐름 변수중에서 흐름영역 경계부의 일정 수두에 가장 민감한 것으로 나타났다.

디지털 홀로그래픽 입자유속계를 이용한 미세곡관 내부유동 측정 (Measurement of Flow inside Curved Microtube Using a Digital Micro Holographic Particle Velocimetry)

  • 김석;이상준
    • 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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    • 한국가시화정보학회 2007년도 추계학술대회
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    • pp.116-118
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    • 2007
  • Three-dimensional (3D) velocity field information of a laminar flow in a curved micro tube of circular cross-section has been measured using a digital micro holographic particle tracking velocimetry (HPTV). The temporal evolution of instantaneous velocity field of a water flow in a curved micro tube of $100\;{\mu}\;m$ and $300\;{\mu}\;m$ in inner diameter was obtained. The 3D mean velocity field distribution was obtained quantitatively by statistical-averaging of instantaneous velocity fields. At low Dean number (De), a secondary flow was not generated in the curved tube. With increasing Dean number, the secondary flow constituted of two large-scale counter-rotating vortices was formed due to enhanced centrifugal force. To reveal the flow characteristics of high Dean numbers, trajectories of fluid particles were evaluated experimentally from the 3D velocity fields data measured by the HPTV technique. The present experimental results, especially the 3D particle trajectories, would be helpful to design and to understand the mixing phenomena in 3D curved passages of various curved micro-tubes or micro-channels.

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슬라이드 밸브 급폐쇄에 따른 디스크 주위 비정상유동의 PIV계측에 관한 연구 (A Study on PIV Measurement of Unsteady Flow around Disk caused by Slide Type Valve Quick Closing)

  • 이철재;조대환
    • 해양환경안전학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.251-256
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    • 2009
  • 이 연구에서는 전 유동장의 순간속도를 계측 할 수 있는 PIV계측기법을 슬라이딩 밸브의 폐쇄 직후에 적용하고 짧은 시간에 발생하는 디스크 주위의 비정상 속도를 계측하여 유동특성을 실험적으로 고찰하였다. 순간유동장을 분석한 결과를 기존의 압력변동을 측정한 연구 결과에 비교 검토한 결과 슬라이드 밸브 급폐쇄에 따른 속도변동이 크게 나타나는 시간구간은 0.1초 이내이고 주기는 0.12초로 추정되었다. 또한 원관 내부의 디스크 주위유동은 상부부터 폐쇄되면서 유로가 좁아져 순간적으로 빠르게 하류로 진행하였으며 폐쇄직후에 역류하는 속도의 크기는 4/120초까지 감소하다가 다시 증가하는 경향을 보였다. 그리고 완전 폐쇄 후 상류 측으로 역류하는 흐름의 영향으로 y/D=0.2 하부 영역에 역류하는 속도성분이 나타났으며, y/D=0.7, x/D=-0.3의 근방에서 0.2D 크기의 회전와류가 관찰되었다.

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CFD 모형을 이용한 홍수조절지 여수로의 흐름해석 (Analysis of Flow in the Spillway of Flood Control Reservoir Using CFD Model)

  • 이호진;안상도;전계원;손용구
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제7권4호
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    • pp.51-57
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    • 2007
  • 본 연구에서는 군남 홍수조절지 여수로의 흐름을 FLOW-3D 모형을 이용하여 모의하였다. 기본계획안에 따라, 월류웨어의 방류능력과 접근수로의 안정성을 검토한 결과 여수로 규모가 적절하지 못하고, 접근수로 내의 흐름은 불안정한 것으로 나타났다. 그래서, 문제점올 해결하기 위한 개선안을 마련하였다. 개선안에 따라 여수로의 흐름을 모의하고, 월류웨어의 방류능력과 접근수로의 안정성을 검토하였다. 그 결과 개선된 여수로의 규모는 적정한 것으로 나타났고, 접근수로의 안정성은 향상되는 것으로 나타났다.