• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권11호
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• pp.3612-3624
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• 2021

At present, in the case of pump fast optimization, there is a problem of rapid, accurate and effective prediction of cavitation performance. In "A Cavitation Performance Prediction Method for Pumps PART1-Proposal and Feasibility" [1], a new cavitation performance prediction method is proposed, and the feasibility of this method is demonstrated in combination with experiments of a mixed flow pump. However, whether this method is applicable to vane pumps with different specific speeds and whether the prediction results of this method are accurate is still worthy of further study. Combined with the experimental results, the research evaluates the sensitivity and accuracy at different flow rates. For a certain operating condition, the method has better sensitivity to different flow rates. This is suitable for multi-parameter multi-objective optimization of pump impeller. For the test mixed flow pump, the method is more accurate when the area ratios are 13.718% and 13.826%. The cavitation vortex flow is obtained through high-speed camera, and the correlation between cavitation flow structure and cavitation performance is established to provide more scientific support for cavitation performance prediction. The method is not only suitable for cavitation performance prediction of the mixed flow pump, but also can be expanded to cavitation performance prediction of blade type hydraulic machinery, which will solve the problem of rapid prediction of hydraulic machinery cavitation performance.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권5호
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• pp.1874-1889
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• 2022

In this study, we evaluate the thermal-hydraulic performance and economics of Printed Circuit Heat Exchanger (PCHE) according to the channel types and associated shape variables for the design of recuperators with Sodium-cooled Fast Reactors (SFRs). To perform the evaluations with variables such as the Reynolds number, channel types, tube diameter, and shape variables, a code for the heat exchanger is developed and verified through a comparison with experimental results. Based on the code, the volume and pressure drop are calculated, and an economic assessment is conducted. The zigzag type, which has bending angle of 80° and a tube diameter of 1.9 mm, is the most economical channel type in a SFR using CO₂ as the working fluid. For a SFR using N₂, we recommend the airfoil type with vertical and horizontal numbers of 1.6 and 1.1, respectively. The airfoil type is superior when the mass flow rate is large because the operating cost changes significantly. When the mass flow rate is small, volume is a more important design parameter, therefore, the zigzag type is suitable. In addition, we conduct a sensitivity analysis based on the production cost of the PCHE to identify changes in optimal channel types.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.5578-5586
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• 2012

이수 및 치수, 수공구조물 설계 등을 위한 하천 설계의 중요한 요소로써, 유량의 정확한 산정은 매우 중요하다. 현재 하천의 유량 생산은 수위-유량관계 곡선법을 사용하고 있다. 수위-유량 관계 곡선법은 측정된 수위와 유량자료를 바탕으로 홍수기 때의 유량을 회귀 분석으로 예측하여 사용하는 방법이다. 비교적 간편하게, 특히 측정이 어려운 홍수기 때에 유량을 예측하여 사용 할 수 있다는 장점을 가지고 있지만 수위와 유량만의 관계를 이용하므로 동수반경, 에너지경사, 지형, 조도 등 하천의 수리적 특성인자를 반영하지 못하므로 기본적으로 개선되어야 할 사항이 있다. 따라서, 본 연구에서는 하천유량을 예측하는 새로운 방법론의 하나로 KSCE에 기 게재된 Choo 등(2011)에서 제안한 Manning식과 Chezy식의 경험적 매개변수의 편리한 산정법을 이용하여 하천의 유량을 예측하였다. 실험실 사행 개수로와 India 운하에서 측정된 데이터를 바탕으로 이를 증명하였고 결정계수 0.8 수준의 정확성을 보여주었다. 따라서 본 연구가 지속적으로 수행된다면 수리적 특성을 반영하면서도 간단하게 유량을 예측할 수 있는 방법을 통하여 실무에서도 간편하게 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 터널과지하공간
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• 제11권1호
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• pp.42-58
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• 2001

지하 공간시설로부터 나오는 오염물질의 유출량이나 유출경로를 예측하려는 일은 인간이 건설한 각종 시설로부터 환경을 보호하려는 노력의 일환이다. 특히 방사성폐기물의 핵종이 심부처분장으로부터 생태계로 도달하기까지의 이동경로 및 소요시간을 예측하는 것은 처분장의 안전성을 평가하는데 기본적인 요소가 된다. 오염물질은 암반 불연속면 내의 지하수를 통하여 이동하게 되므로 지하 암반에서의 불연속면을 통한 지하수의 흐름을 파악하는 것은 처분장의 부지선정이나 안전성을 평가하는데 중요한 요소 중의 하나이다. 본 연구에서는 유류비축기지가 건설될 부지를 연구대상으로 선정하고 풍부한 현장 조사자료를 근거로 기하학적 및 수리학적으로 일치하는 3차원 균열망 모델을 구축하고 이를 근거로 계산된 이방성 수리전도도를 복잡한 산악지형을 반영한 3타원 다공성 연속체모델에 입력하여 지하수의 유동경로 및 유동시간을 계산하였다. 본 연구를 통한 여러 가지 결과로부터 여기서 제시한 지하시설물로부터 유출된 지하수의 유동경로 및 생태계 도달 소요시간을 예측하는 방법이 보다 합리적이면서 타당하다는 결론을 내릴 수 있었으며, 방사성폐기물 처분장의 안전성을 평가하는데 본 연구에서 제시한 방법과 절차를 적용할 필요가 있다고 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권7호
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• pp.15-24
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• 2016

보은 화강암 풍화토에 대한 불포화 특성을 조사하기 위하여 자동 흙-함수특성곡선 시험장치를 이용하여 건조 및 습윤과정에 따른 모관흡수력과 체적함수비를 측정하였다. 이를 토대로 van Genuchten(1980)의 방법을 이용하여 흙-함수특성곡선(SWCC)을 산정한 결과 유효포화도에 따른 모관흡수력은 S자형의 비선형적인 관계를 나타내며, 건조 및 습윤과정을 거치는 동안 이력현상이 발생되었다. Lu and Likos(2006)의 방법을 이용하여 흡입응력특성곡선(SSCC)을 산정한 결과 유효포화도가 낮은 경우 건조과정의 흡입응력은 일정하게 유지되나 습윤과정의 흡입응력은 증가하는 경향을 보인다. 그러나 유효포화도가 큰 경우에는 동일한 유효포화도에서 건조과정의 흡입응력이 습윤과정의 흡입응력보다 크게 발생되었다. 한편 계수추정방법의 하나인 van Genuchten(1980)의 방법을 이용하여 투수계수함수(HCF)를 산정한 결과 모관흡수력이 증가함에 따라 불포화 투수계수는 감소하며, 모관흡수력에 따른 불포화 투수계수의 감소 속도는 건조과정이 습윤과정보다 더 크게 발생됨을 알 수 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제48권7호
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• pp.523-533
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• 2015

본 연구에서는 광정횡월류위어 설치 예정지 하류쪽 본류 흐름내에 소규모 보를 설치하는 경우, 위어의 월류량 개선효과를 수리실험을 통해 확인하였다. 위어는 선행연구를 통해 월류량 소통능력이 가장 우수한 것으로 확인된 1 : 1 사다리꼴 형상의 광정횡월류위어를 사용하였다. 위어높이와 수로높이는 각각 0.06 m와 0.2 m이고, 예비실험을 통해 보의 높이를 광정횡월류위어높이의 1/3인 0.02 m로 결정하였다. 하류쪽에 설치되는 보가 위어로 부터 떨어지는 거리에 대한 보의 높이의 비($B_h/L_b$)가 0.05, 0.025, 0.0167인 경우 월류량의 변화를 분석하였다. 보의 위치가 위어에 가까울수록 단위폭당 월류량이 많아졌으며, 각 8.1%, 5.4% 및 3.9% 증가하는 것으로 나타났다. 기존의 광정횡월류위어 유량계수식에 $B_h/L_b$를 매개변수로 추가하여 새로운 유량계수식을 제시하였다. 또한 선행연구 및 기존 연구자들의 실험자료와 본 실험의 연구자료를 비교하였으며, 측정된 월류량과 계산된 월류량을 비교하여 새롭게 제안하는 유량계수식의 적용성을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.119-131
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• 2005

댐 안정성 평가를 위하여 불포화 이론을 이용한 침투해석 기법이 널리 사용되고 있으나 지반의 불포화 거동에 대한 인식 부족과 실험절차의 번거로움으로 인하여 입력 물성치에 대한 체계적인 실험과 평가가 일반화되지 못하고 있는 실정이다. 불포화 수리특성에 따라 침투수량 및 간극수압 분포 등 댐체 및 제방의 침투거동이 달라지나 국내 지반에 대한 실험자료 부족으로 대부분 단순 추정에 의한 값을 사용하고 있다 본 연구에서는 불포화 수리특성이 댐체의 침투 거동에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 함수특성곡선과 투수계수곡선에 대하여 고찰하고 수치해석을 수행하였다. 해석결과 변수 a와 n은 값이 클수록, m은 값이 작을수록 중력에 의한 침윤선의 하강이 빨리 발생하였다. 유한차분 형식에 의해 개략적으로 계산한 민감도는 침윤선 부근에서 가장 크게 나타났고 시간에 따른 민감도의 변화에는 함수특성곡선의 기울기와 관련된 n값이 가장 큰 영향을 주었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.467-474
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• 2017

하천 합류부에서는 지형적 특성에 기인하는 고유한 수체혼합양상과 흐름특성을 보인다. 이러한 합류부에서의 2차원적 수체혼합양상을 파악하기 위해서는 측선기반이 아닌 평면적 계측이 필요하다. 본 연구에서는 낙동강-금호강 합류부를 대상으로 UAV를 활용한 정성적 수체혼합모니터링과 ADCP, 다항목수질측정기, 현장용광학입도분석기(LISST : Laser In-Situ Scattering & Transmissometry)를 이용한 흐름, 수질, 부유입자특성에 대한 측정을 통해 하천합류부에서의 2차원적 수체흐름 및 물질혼합 특성을 파악할 수 있는 현장측정기법을 제시하고 적용성을 검토하고자 하였다. 수리량, 수질인자, 부유입자의 농도 및 입도분포에 대한 현장측정을 통해 복잡한 지형적 특성을 가지는 하천합류부에서의 2차원적 흐름양상과 그에 따른 수체 및 물질혼합양상을 파악할 수 있음을 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제18권6호
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• pp.480-490
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• 2008

천공탐사는 암반 굴착시 점보드릴의 유압착암기로부터 계측되는 기계량들인 천공데이터를 분석하여 암반의 특성을 평가하는 기법이다. 천공탐사는 발파공 또는 록볼트공 천공시 실시간으로 계측할 수 있기 때문에 암반을 신속하고 정량적으로 예측 및 평가할 수 있는 장점이 있다. 현재까지도 천공데이터에 관한 다양한 연구가 수행되어져오고 있지만, 암반 특성을 평가하기 위한 천공파라미터들의 항목 선정과 기 계량들의 수치적인 정량화가 정립되어 있지 않은 실정이다. 따라서 본 연구에서는 암석 및 지반 특성을 평가할 수 있는 천공파라미터의 항목 선정 및 천공시 천공데이터들 간의 관계를 파악하기 위해 균질 모형 암석 시험편을 제작하여 천공데이터를 획득하였고, 획득된 천공데이터를 이용하여 천공파라미터들의 상관관계 분석을 수행하였다. 분석 결과를 통해 유압착암기의 굴착능력은 타격에 의해 가장 큰 영향을 받음을 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제21권2호
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• pp.128-137
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• 2011

수직 시추공에 대한 일반적인 수압파쇄시험으로부터 구해지는 균열폐쇄압력은 암반의 최소수평주응력을 직접 나타내기 때문에 현지암반의 응력분포양상을 해석하는데 있어서 매우 중요한 요소이다. 그러나 수압파쇄균열의 거동과 현지암반의 응력분포양상의 관계로 인하여 대부분의 경우 이 균열폐쇄압력은 수압파쇄 압력이력곡선 상에서 애매모호한 값으로 나타난다. 본 연구에서는 수압파쇄시험으로부터 균열폐쇄압력을 산정하기 위하여 여러 연구자들에 의해 제안된 기법들의 특성을 비교해 보고자 수치해석을 실시하였다. 즉, 유체의 가압에 의한 암반 내 균열의 발생이라는 수압파쇄의 특성을 모사하기 위하여 H-M couple 해석을 적용하였으며, 또한 수치해석 모델의 형상학적 특성에 따른 균열의 전파양상을 검토하기 위해 4가지 서로 다른 형태의 요소망을 구축하여 해석을 실시하였다. 각각의 요소망에 대한 수치해석 결과, 그래픽 방법이 통계적 방법에 비해 상대적으로 낮은 수준의 균열폐쇄압력을 보였으며, 따라서 시험공 주변에서의 응력 이상대의 존재 및 복잡한 메커니즘을 수반하는 수압파쇄균열의 발생양상을 감안할 때 수압파쇄시험에 의한 균열폐쇄압력의 산정시 특별한 주의가 요구된다.