• 제목/요약/키워드: fluid flow

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제주도 건천의 홍수유출시 2차원 흐름해석 (Two-D fluid analysis at flow runoff in the dry stream, Jeju island)

  • 양원석;양성기;김동수
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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    • pp.587-587
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    • 2012
  • 현재 대부분 하천관리의 흐름해석에서 주가 되었던 1차원 분석은 하천 단면에 따른 횡적인 수면차, 유속분포를 분석할 수 없다는 단점을 가지고 있으며, 특히 유량 및 유속이 급속도로 늘어나는 홍수시에는 그 오차가 더욱 커질 수 있다. 반면에 2차원 모형의 흐름해석은 사행하천의 흐름 특성과 만곡부에서의 종 횡방향 수면경사 및 양안의 수면차와 합류지점의 횡방향 흐름 등의 영향을 고려할 수 있으며 1차원 해석과는 달리 전 단면에 걸쳐 유속 및 수위 분포를 나타낼 수 있어 실제흐름에 가까운 수리량을 얻을 수 있다. 본 연구를 위해 적용된 해석모형인 SMS는 미국 Brigham Young 대학의 환경모형연구실과 미공병단(USACE)의 수로실험국(WES) 등에서 개발한 프로그램으로서 RMA2, RMA4, SED2D 모형 등으로 구성되어 있다. 각각의 모형은 수리 동역학적 해석, 오염물 이송확산 해석, 유사의 이송 및 퇴적 해석이 가능하며 이 중 RMA2를 이용한 2차원 흐름해석을 통하여 보다 적합한 하천관리에 이용가능하도록 하고자 한다. 연구대상 지역은 제주도 한천 하류부로서 제주도 하천 특성상 평상시 건천의 상태를 이루고 있으나 태풍 및 집중호우시 홍수유출이 발생하여 수위가 급격하게 상승하는 양상을 보인다. 대표적인 예로 태풍 '나리'시 최대 일강우량 420mm로 인한 인근 지역에 0.5 ~ 1.5m의 침수흔적을 보이고 있다. 본 연구에서는 2011년 최고수위를 기록한 태풍 '무이파'를 대상으로 하였으며 대상지역의 Kalesto를 이용한 수위-유속 자료를 이용하여 산출된 유량을 경계조건으로 사용하였고 격자망 형성을 위한 지형 데이터는 지형도 및 측량자료를 이용하여 구축하였다. 사용된 대표적인 매개변수는 하상의 조도계수를 나타내는 Manning의 n값과 유체의 밀도, 속도구배, 구조 등 여러 가지의 유체조건에 따라 변하는 성질인 와점성계수(eddy viscosity)로 요약할 수 있으며 Manning의 n값은 하천설계기준에 따른 하천기본계획의 조도계수를 사용하였고 와점성계수는 적합한 흐름 분포를 결정하기 위해 흐름이 안정될 때까지 변화시켜 해석을 시행하였다. 해석결과 만곡부에서는 급한 흐름을 보이고 있으며 최대하폭 구간에서는 완만한 흐름이 나타나 사행하천의 흐름특성과 횡적인 하천단면에 따른 변화, 하상고 차이로 인한 유속분포를 확인할 수 있으며 이는 보다 유용한 하천관리에 이용가능할 것으로 사료된다.

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그루브의 Trap 효과에 대한 CFD 해석: 제 1부 − 그루브 단면 형상의 변화 (CFD Analysis of Trap Effect of Groove in Lubricating Systems: Part I - Variation in Cross-Sectional Shape of Groove)

  • 홍성호
    • Tribology and Lubricants
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    • 제32권3호
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    • pp.101-105
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    • 2016
  • Trap effect of groove is evaluated in a lubricating system using computational fluid dynamics (CFD) analysis. The simulation is based on the standard k-ε turbulence model and the discrete phase model (DPM) using a commercial CFD code FLUENT. The simulation results are also capable of showing the particle trajectories in flow field. Computational domain is meshed using the GAMBIT pre-processor. The various grooves are applied in order to improve lubrication characteristics such as reduction of friction loss, increase in load carrying capacity, and trapping of the wear particles. Trap effect of groove is investigated with variations in cross-sectional shape and Reynolds number in this research. Various cross-sectional shapes of groove (rectangular, triangle, U shaped, trapezoid, elliptical shapes) are considered to evaluate the trap effect in simplified two-dimensional sliding bearing. The particles are assumed to steel, and defined a single particle injection condition in various positions. The “reflect” boundary condition for discrete phase is applied to the wall boundary, and the “escape” boundary condition to “pressure inlet” and “pressure outlet” conditions. The streamlines are compared with particles trajectories in the groove. From the results of numerical analysis in the study, it is found that the cross-sectional shapes favorable to the creation of vortex and small eddy current are effective in terms of particle trapping effect. Moreover, it is found that the Reynolds number has a strong influence on the pattern of vortex or small eddy current in the groove, and that the pattern of the vortex or small eddy current affects the trap effect of the groove.

흡수열펌프에서 흡수기의 성능 개선 연구 (A Study on Improvement of Performance of Absorber in Absorption Heat Pump)

  • 민병훈
    • 공업화학
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    • 제19권3호
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    • pp.338-344
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    • 2008
  • 냉 난방 수요에서 일어나는 환경오염의 최소화와 화석연료 소비를 감소시키기 위해서 에너지보존을 개선시키는 것은 필수적이다. 이러한 점에서 흡수식 열펌프기술은 에너지 절약을 위해서 많은 가능성을 가지고 있다. 흡수식 열펌프는 에너지를 주입하지 않고 폐열의 이용을 높일 수 있는 방법이다. 흡수식 열펌프는 흡수기에서 흡수된 양의 증가가 매우 중요하기 때문에 흡수기 성능이 매우 중요하다. 본 연구에서는 흡수기의 성능을 개선시키기 위해서 메탄올과 글리세린을 작동유체로 하는 내벽에 나선형관을 설치하여 액상을 접선방향으로 공급하는 흡수기에 관한 연구를 수행하였다. 이 방법은 액상흐름에서 난류를 일으켜 물질 및 열전달을 증가시킨다. 흡수기의 각 위치에서 온도와 농도를 측정하여 열전달계수와 물질전달계수를 계산하였고 주입부분에서 열 및 물질전달이 향상되었음을 알 수 있었다.

보조용매로 변형된 초임계 이산화탄소에 의한 감초의 triterpenoid saponin(glycyrrhizin)의 추출 (Extraction of Triterpenoid Saponin (glycyrrhizin) from Liquorice by Co-solvent Modified Supercritical Carbon Dioxide)

  • 김현석;김병용;임교빈
    • 한국식품과학회지
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    • 제34권6호
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    • pp.1057-1061
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    • 2002
  • 초임계 유체 추출법에 의해 감초의 triterpenoid saponin(glycyrrhizin)을 추출하기 위해 50 MPa, $60^{\circ}C$와 3mL/min의 조건에서 보조용매와 soaking의 효과를 알아보았다. 순수한 초임계 이산화탄소만을 이용하여 추출한 결과 감초의 glycyrrhizin은 거의 추출되지 않았다. 99.9% methanol, ethanol과 isopropanol을 보조용매로 초임계 이산화탄소에 첨가하여 추출한 경우, 추출수율의 상승에는 큰 영향을 미치지 아니하였다. 시료를 물로 soaking하여 90% methanol을 보조용매로 사용하여 초임계 이산화탄소에 의해 추출한 경우, soaking 용매의 사용량이 증가할수록 추출수율은 증가하였고, 최고 21.68mg/g(회수율 53.25%)의 수율을 보여주었다. 한편 시료의 soaking 없이 70% methanol을 보조용매로 사용하였을 때는 유기용매추출법에 의한 수율보다 더 높은 수율을 나타내었고, 시료를 물로 soaking하여 70% ethanol을 보조용매로 초임계 이산화탄소에 첨가하여 추출하였을 때, 추출수율과 추출속도는 상승하였고, 시료의 90%(w/w)에 해당하는 물로 시료를 soaking한 경우 70% methanol을 보조용매로 사용하였을 때와 거의 동일한 추출수율을 얻을 수 있었다.

축열식 촉매 산화(RCO) 반응의 성능 최적화를 위한 전산 해석 (Numerical Calculations for the Optimal Performance of Regenerative Catalytic Oxidation(RCO))

  • 정유진;이재정;정종현;김진욱;손병현
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권11호
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    • pp.5384-5391
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    • 2011
  • 본 논문에서는 RCO 반응기의 최적 조업 조건을 도출하고자 현재 조업 중인 RTO 반응기 촉매층의 압력분포, 유속분포, 유선장, 체류시간, 온도분포 등에 대하여 분석하였고 최적의 조업 조건을 도출하기 위한 전산유체해석을 수행하였다. 전산 해석 결과, 현재 조업중인 반응기 촉매층의 축열재로 인한 압력손실은 크지 않은 것으로 나타났으며, 세라믹 필터 이후 유속은 1.8~2.7 m/s로 특별한 편류없이 비교적 안정적 유속분포를 보이고 있었다. 기류분포를 좀 더 개선하려고 한다면 설비 내부에 플래넘과 촉매층 접속 구간 연장 등의 방법을 고려할 수 있을 것으로 판단된다. 그러나 기류 안내판이나 다공판 부착 등의 방법은 큰 효과는 없을 것으로 나타났다.

"의학독서기(醫學讀書記).권상(卷上)"에 대(對)한 번역연구(飜譯硏究)(I) (A Translation Study on the First Volume of "Uihakdokseogi (醫學讀書記)"(I))

  • 임이빈;방정균
    • 대한한의학원전학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.183-203
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    • 2008
  • "Uihakdokseogi(醫學讀書記)" is a casual work which mentions Ujaekyeong(尤在涇)'s thoughts on various problems found through extensive studying or in practice. The book does not focus on a single topic, thus the spectrum of the work is broad and is filled with problems which would interest most medical professionals. The major contents of the first volume of "Uihakdokseogi(醫學讀書記)" include differences of view on health preservation, the Five Circuit Phases[五運] and Six Atmospheric Influences[六氣], diseases, and the "Naegyeong(內經)", mentions on errors in transcription , and the gap between certain contents in "Yeongchu(靈樞)" and "Somun(素問)". U[尤在涇] asserts that Eum and Yang(陰陽) in a human should be in harmony as is the Gi(氣) of the sky and earth[天地] is, and that one should live according to the Gi(氣) of the four seasons to live a healthy life. He does not vary largely from the context of other writers on the matter of the Five Circuit Phases [五運] and Six Atmospheric Influences[六氣], and focuses on the concepts of predominant Gi[主氣], guest Gi[客氣], corresponding years[天符] , correlating years[歲會], and Taeeul corresponding years[太乙天符]. He mentions causes, symptoms, and treatments of various diseases such as cough due to asthenia of the viscera, stagnation of Yang(陽), stagnation of Eum(陰), abscess of the stomach, hard abscess of the intestines, upper emaciation, edema of the limbs, inability to raise the limbs, broken thigh, turbid fluid, inversion of Gi(氣) flow, sudden onset of fainting with cold extremities, diarrhea due to disorder of Gi(氣), and malaria. U[尤在涇] also points out faults of "Classic of Acupuncture and Moxibustion[甲乙經]" in the understanding of "Naegyeong(內經)".

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EHA 펌프용 피스톤 슈 정압베어링의 경계 마찰 성능 개선 (Performance Improvement of the Hydrostatic Piston Shoe Bearing of an EHA-Piston Pump under Boundary Friction Conditions)

  • 홍예선;권용철;김종혁;이성렬;김병곤;문진삼;김재환
    • 드라이브 ㆍ 컨트롤
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    • 제11권2호
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    • pp.30-35
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    • 2014
  • The pumps of electro-hydrostatic actuators operate most frequently in boundary lubrication speed range, as they compensate for the position control errors as a control element. When conventional swash plate type piston pumps are applied to electro-hydrostatic actuators, the frictional power losses as well as the wear rate of sliding components, such as piston shoes can increase drastically under the boundary friction condition. In this paper, the power losses of the piston shoes were investigated which were engendered by a frictional solid-to-solid contact and leakage flow rate of their hydrostatic bearing. In order to reduce them, DLC-coating was applied to the swash plate and the ball joint of pistons along with its effects were demonstrated. In addition, it was also shown that the wear rate of the piston shoes could be markedly reduced using the DLC-coated swash plate.

플래퍼론이 전개된 플라잉윙 형상의 공력 특성에 대한 전산유동해석 (Computational Fluid Dynamics of the aerodynamic characteristics for Flying Wing configuration with Flaperon)

  • 고아림;장경식;박창환;신동진
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제13권5호
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    • pp.32-38
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    • 2019
  • 높은 후퇴각을 갖는 둥근 앞전 날개 형상은 앞전 와류에 의해 복잡한 유동 현상이 나타난다. 불안정한 방향 안정성을 갖는 무미익 플라잉윙의 제어를 위해서 플래퍼론이 사용된다. 본 연구에서는 플래퍼론이 전개된 비세장형, 둥근 앞전의 플라잉윙 형상의 전산해석을 수행하였으며 옆미끄럼각 및 플래퍼론에 대한 영향을 분석하였다. 공력계수 분석을 통해 양력과 항력계수에 대한 옆미끄럼각의 영향은 적으며 측력 및 모멘트 계수는 옆미끄럼각의 영향을 크게 받음을 알 수 있었다. 정적 안정성 분석을 통해 플래퍼론이 전개된 플라잉윙의 가로안정성과 방향안정성이 좋아졌음을 확인하였다. 또한 압력계수분포, 표면 마찰선의 관찰을 통해 앞전 와류 구조 및 거동을 분석하였다.

가스발생기 연료개폐밸브의 동적 거동 (Dynamic Characteristics for Fuel Shutoff Valve of a Gas Generator)

  • 이중엽;허환일
    • 한국추진공학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.1-9
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    • 2010
  • 가스발생기용 연료개폐밸브는 파일롯 공압으로 포핏을 열고 스프링 힘에 의해 닫음으로써 로켓엔진의 연료 유량을 제어한다. 현재 개발 중인 가스발생기 연료개폐밸브는 액추에이터에서 압력이 제거되더라도 유로부에 해당 압력이 존재한다면 스스로 열림을 유지하는 방식으로 설계되어 있다. 밸브의 성능을 평가하기 위해 밸브가 열리고 닫히는 특성에 따라 힘 평형 상태를 분석할 필요가 있다. 이를 위하여 밸브의 포핏이 열리기 위한 파일롯 압력과 닫히기 위한 유로부 압력을 힘 평형에 의해 조절되도록 설계하였다. 또한, 사용 소프트웨어 인 AMESim을 이용하여 동적 모델을 구성하였고 Fluent CFD 해석을 통해 밸브의 고유유량계수를 구해보았다. 예측과 해석을 통해 획득 된 결과들은 실험 결과와 비교하였고, 밸브의 동적 거동을 실험을 통해 확인하였다.

시스템 에어컨 설치 공간의 실내공기질 특성에 관한 연구 (A Study on Characteristics of Indoor- Air-Quality in Interior Space Equipped with System Air-Conditioner)

  • 이상원;김종민;염승원;조대근;최재붕;김석우
    • 설비공학논문집
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    • 제20권5호
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    • pp.304-313
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    • 2008
  • This paper investigates the indoor-air-quality (IAQ) characteristics of the interior space equipped with system air-conditioner. The behaviors of individual variables such as temperature, humidity and concentration of carbon dioxide ($CO_2$) that influence on IAQ of the interior space were characterized under various cooling conditions by numerical and experimental studies. The numerical analysis predicting the temperature behavior of the interior space was conducted, and its results showed a good agreement with the experimental ones. The $CO_2$ concentration and humidity were measured and their time dependent behaviors were monitored and analyzed. From the results, it was found that there existed the differences of the time-dependent behaviors of IAQ variables according to the locations. In addition, it is demonstrated that the large discharge angle of $45^{\circ}$ made the temperature profile more irregular and the high discharge flow of 5.34 m/s produced similar temperature profiles at three different sensing locations. Finally, the humidity of interior space was less sensitive to the changes of the air cooling conditions than the case of temperature and the $CO_2$ concentration increase mainly depended on the number of individuals inside the space.