• 지구물리와물리탐사
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• 제18권2호
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• pp.64-73
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• 2015

최근 수압파쇄가 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 이 때 미소진동 모니터링은 균열이 어디서 발생했고 어느 방향으로 발달되어가는지 알 수 있는 가장 효과적인 방법 중 하나이다. 단일 수직 관측정 자료를 이용한 미소진동 위치결정시 일반적으로 P파와 S파의 초동 도달시간의 차이를 이용한 위치역산을 통해 관측정으로부터의 거리와 심도를 계산하고 P파 호도그램 분석을 통해 이벤트가 발생한 방향을 계산한다. 하지만 미소진동 자료는 대부분 신호대잡음비가 매우 낮아 진폭이 상대적으로 작은 P파 자료를 획득하지 못하는 경우가 자주 발생한다. 따라서 본 연구에서는 모니터링에 사용된 모든 수신기에 기록된 도달시간 잔차를 이용하여 이벤트의 위치를 결정하는 역산 알고리듬과 S파를 이용한 방위각 결정 방법을 모듈화하여 기존의 P파와 S파의 시간잔차를 이용하는 위치결정법과 비교 분석하였다. 수치모형 실험을 통하여 위치결정이 가능한 모든 수신기에 기록된 도달시간의 조합간의 시간잔차의 차를 목적함수로 이용하면 S파만을 이용하여도 이벤트가 발생한 시간에 대한 고려 없이 위치역산이 가능함을 확인하였고, 기존의 방법과 비교하여 보다 높은 정확도와 초동발췌 오차에 대한 낮은 민감도를 가짐을 확인했다. S파를 이용한 방위각 결정은 이벤트와 수신기 사이의 경사각이 낮은 경우 신뢰할만한 방위각 결정이 가능했지만, 경사각이 $20^{\circ}$ 이상으로 커짐에 따라 큰 오차를 보이는 한계가 나타났다.

• Ocean Systems Engineering
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• 제9권4호
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• pp.409-422
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• 2019

Sloshing is a phenomenon which may lead to dynamic stability and damages on the local structure of the tank. Hence, several anti-sloshing devices are introduced in order to reduce the impact pressure and free surface elevation of liquid. A fixed baffle is the most prevailing anti-sloshing mechanism compared to the other methods. However, the additional of the baffle as the internal structure of the LNG tank can lead to frequent damages in long-term usage as this structure absorbs the sloshing loads and thus increases the maintenance cost and downtime. In this paper, a novel type of floating baffle is proposed to suppress the sloshing effect in LNG tank without the need for reconstructing the tank. The sloshing phenomenon in a membrane type LNG tank model was excited under sway motion with 30% and 50% filling condition in the model test. A regular motion by a linear actuator was applied to the tank model at different amplitudes and constant period at 1.1 seconds. Three pressure sensors were installed on the tank wall to measure the impact pressure, and a high-speed camera was utilized to record the sloshing motion. The floater baffle was modeled on the basis of uniform-discretization of domain and tested based on parametric variations. Data of pressure sensors were collected for cases without- and with-floating baffle. The results indicated successful reduction of surface run-up and impulsive pressure by using a floating baffle. The findings are expected to bring significant impacts towards safer sea transportation of LNG.

• 터널과지하공간
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• 제30권3호
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• pp.242-255
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• 2020

본 연구에서는 FLAC3D가 Opalinus Clay 암반의 열-수리-역학적 복합거동을 재현하고 이를 예측할 수 있는지 그 적용성을 검토하고자 국제공동연구 DECOVALEX-2015에서 참여하였으며, 그 일환으로 스위스 Mont Terri Rock Laboratory에서 수행된 Heater Experiment-D (HE-D)에 대한 모델링을 수행하였다. FLAC3D를 이용한 수치해석의 타당성을 평가하기 위해 현장시험에서 계측된 16 지점의 온도, 6 지점의 공극수압, 그리고 22 지점의 변형률 데이터와 비교하였다. 대상 암반의 열-수리-역학적인 이방성을 고려함으로써 Opalinus Clay 암반의 온도 변화 그리고 온도변화에 따른 공극수압의 변화와 같은 열-수리적 거동은 전반적으로 유사하게 나타났으나, 역학적 거동의 경우 변형률 데이터를 비교했을 때 온도와 공극수압과는 달리 계산된 변형률 일부만이 유사한 거동을 보였다.

• 한국물환경학회지
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• 제35권5호
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• pp.432-438
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• 2019

The purpose of this study is to predict Trophic Diatom Index (TDI) in tributaries of the Han River watershed using the random forest algorithm. The one year (2017) and supplied aquatic ecology health data were used. The data includes water quality(BOD, T-N, $NH_3-N$, T-P, $PO_4-P$, water temperature, DO, pH, conductivity, turbidity), hydraulic factors(water width, average water depth, average velocity of water), and TDI score. Seven factors including water temperature, BOD, T-N, $NH_3-N$, T-P, $PO_4-P$, and average water depth are selected by the Correlation Feature Selection. A TDI prediction model was generated by random forest using the seven factors. To evaluate this model, 2017 data set was used first. As a result of the evaluation, $R^2$, % Difference, NSE(Nash-Sutcliffe Efficiency), RMSE(Root Mean Square Error) and accuracy rate show that this model is compatible with predicting TDI. To be more concrete, $R^2$ is 0.93, % Difference is -0.37, NSE is 0.89, RMSE is 8.22 and accuracy rate is 70.4%. Also, additional evaluation using data set more than 17 times the measured point was performed. The results were similar when the 2017 data set were used. The Wilcoxon Signed Ranks Test shows there was no statistically significant difference between actual and predicted data for the 2017 data set. These results can specify the elements which probably affect aquatic ecology health. Also, these will provide direction relative to water quality management for a watershed that must be continuously preserved.

• 지질공학
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• 제30권3호
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• pp.269-278
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• 2020

본 연구에서는 현장 주입 시험 및 3차원 수치모델을 이용하여 상류 소분지에서의 수직정을 이용한 지하수 인공함양 효과를 예비 평가하였다. 현장 주입 시험의 주입량, 지하수위 및 입도 분석 자료에 의한 수리전도도 등을 이용하여 모델의 공당 주입량을 20, 37.5, 60, 75 ㎥/day로 설정하였으며, 주입 간격에 따른 총 28개의 경우에 대하여 MODFLOW를 활용한 수치모델을 실시하여 지하수위 및 물수지 변화를 분석하였다. 주입 후 주변 관측정에서의 지하수위 상승이 공당 주입량과 비례적인 선형 관계를 보이진 않았으며, 주입 간격이 길어지면 누적 효과가 감소하여 최대 수위상승 시기가 짧아지는 것으로 나타났다. 또한 4가지 경우의 공당 주입량을 매일 연속으로 주입하여 총량 1,200 ㎥을 주입할 경우, 주입량 대비 36.5~65.3%의 함양 효과가 나타나는 것으로 분석되었다. 그러나 장기간의 가뭄에 대응하고 보다 지속적인 양수를 위해서는 차수벽 등 지하수 저류시설을 병행한다면 보다 효과적일 것으로 보이며, 추후 주입 시설의 최적화 및 함양-취수의 시나리오 확보를 통하여 안정적인 인공함양 시스템 구축이 가능할 것이다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제15권2호
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• pp.86-94
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• 2010

A thermal-hydraulic code, named CUPID, has been developed for the analysis of transient two-phase flows in nuclear reactor components. A two-fluid three-field model was used for steam-water two-phase flows. To obtain numerical solutions, the finite volume method was applied over unstructured cell-centered meshes. In steam-water two-phase flows, a phase change, i.e., evaporation or condensation, results in a great change in the flow field because of substantial density difference between liquid and vapor phases. Thus, two-phase flows are very sensitive to the local pressure distribution that determines the phase change. This in turn puts emphasis on the accurate evaluation of local pressure gradient. This paper presents a new reconstruction method to evaluate the pressure gradient at cell centers on unstructured meshes. The results of the new scheme for a simple test function, a gravity-driven cavity, and a wall boiling two-phase flow are compared with those of the previous schemes in the CUPID code.

• 대한조선학회지
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• 제27권2호
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• pp.21-30
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• 1990

자유수면을 갖는 2차원 탱크내 유동현상의 규명을 위하여 수치해석법 및 실험적 방법을 제사하였다. 수치해석 방법으로는 전유동장에 대하여 Lagrangian 표현법 개념의 유한요소법을 적용하였으며, 유도의 비압축성 조건을 이용하여 Navier-Stokes 방정식을 fractional step method로 속도수정하는 방법을 도입하였다. 유한요소 내부의 유체는 항상 그 요소 안에 머물러 있고 유체의 경계는 항상 요소의 경계에 따라 이동하고 벽면에서 미끄러짐이 일어난다고 가정한다. 이 방법은 유동이 심한 경우 유동장의 이산화를 재조정해야 하므로 물체 적합좌표계를 사용한 절점 재조정법을 개발하였다. 실험은 한국해사기술연구소가 보유하고 있는 MTS유압시스템을 이용하여 슬러싱 탱크 모형실험이 수행되었으며, 이를 위하여 슬러싱 전용시험기를 제작하였다. 2차원 단순 직사각형 탱크에 대하여 수심의 변화 및 기진진폭의 변화에 따른 유동현상의 변화를 관찰하였고 이론해석 결과와 비교하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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• pp.380-388
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• 2010

A thermal-hydraulic code, named CUPID, has been developed for the analysis of transient two-phase flows in nuclear reactor components. A two-fluid three-field model was used for steam-water two-phase flows. To obtain numerical solutions, the finite volume method was applied over unstructured cell-centered meshes. In steam-water two-phase flows, a phase change, i.e., evaporation of condensation, results in a great change in the flow field because of substantial density difference between liquid and vapor phases. Thus, two-phase flows are very sensitive to the local pressure that determines the phase change. This in turn puts emphasis on the accurate evaluation of local pressure gradient. This paper presents a new numerical scheme to evaluate the pressure gradient at cell centers on unstructured meshes. The results of the new scheme for a simple test function a gravity-driven cavity, and a wall boiling two-phase flow are compared with those of the previous schemes in the cupid code.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권5호
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• pp.577-585
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• 2015

This paper deals with development of an autopilot system for leisure yacht based on NMEA 2000 network and android platform. The developed system can operate both for manual steering and automatic navigation mode. In automatic steering mode, after manipulation of commands which are NMEA 0183 sentences by android platform, the developed system translates and sends the packets through NMEA 2000 network. Then the controller which is connected to NMEA 2000 network receives the commands and controls the boat's rudder system automatically. The automatic steering mode is achieved by cooperation of two controllers; one for controlling the rudder system, and the other for controlling the vessel's heading. To control the vessel's rudder and heading angle two PID controllers are developed with an adjustable dead-band gain. Also, in order to eliminate the steady-state error occurred by applying dead-band, an integral controller which specifically supervises the system's behavior inside the dead-band area is developed. In this paper, at the first stage, simulations are accomplished using computer in order to examine the feasibility of the proposed based on simulation results. In the next step, the system on a real hydraulic steering model is implemented and at the end the performance examination by implementing it on a real boat and doing test navigation is executed.

• 에너지공학
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• 제23권4호
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• pp.112-122
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• 2014

A main steam line break (MSLB) test at the ATLAS facility was simulated using the best-estimate thermal-hydraulic system code, MARS-KS. This has been performed as an activity at the third domestic standard problem for code benchmark (DSP-03) that has been organized by Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI). The results of the MSLB experiment and the MARS input data prepared for the previous DSP-02 using the ATLAS facility were provided to participants. The preliminary MSLB simulation using the base input data, however, showed unphysical results in the primary-to-secondary heat transfer. To resolve the problems, some improvements were implemented in the MARS input modelling. These include the use of fine meshes for the bottom region of the steam generator secondary side and proper thermal-hydraulics calculation options. Other input model improvements in the heat loss and the flow restrictor models were also made and the results were investigated in detail. From the results of simulations, the limitations and further improvement areas of the MARS code were identified.