• 물과 미래
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• 제29권1호
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• pp.163-179
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• 1996

본 연구에서는 일차원 St. Venat 방정식을 이용하여 한강 하류부(고안-인도교 구간)의 홍수류 특성을 분석하였다. 유한차분 모형인 NETWORK모형을 이용하여 운동량 방정식의 각항(국부가속도항, 대류가속도항, 압력항, 중력항, 마찰항)의 절대적 크기와 상대적 크기를 비교 분석하였다. 분석결과 국부가속도항과 대류가속도항이 작게 나타나고 중력항, 압력항, 마찰항 등이 대부분의 구간에서 크게 나타나서 이 세 항이 흐름을 결정하는 주요 항임을 확인할 수 있었으며 수문곡선의 상태와 하도구간에 따라서는 국부가속도항과 대류가속도항의 상대적인 비율이 무시할 수 없을 정도로 크게 나타나서 이 구간에서는 동역학적 모형이 적절한 것으로 나타났다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제17권1호
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• pp.43-52
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• 2019

'Ionic wind' is phenomenon induced by corona discharge which occurs when large electric potential is applied to electrodes with high curvature. The ionic wind has advantage that it could generate forced convective flow without any external energy like separate pump. In this study, 'pin-mesh' arrangement is utilized for experiments. First, optimization of configuration is conducted with local momentum of ionic wind behind the mesh. Empirical equation for prediction about velocity profile was derived using the measured results. Secondly, the enhancement of mass transfer rate of acetone with ionic wind was analyzed. Also, the drying efficiency using a fan which has same flow rate was compared with ionic wind for identification of additional chemical reaction. At last, the drying process of organic solvent was visualized with image processing. As a result, it was shown that the use of ionic wind could dry organic matter four times faster than the natural condition.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권5호
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• pp.1231-1240
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• 2019

Unlike land-based nuclear power plants, a marine or floating reactor is affected by external forces due to ocean conditions. These external forces can cause additional accelerations and affect each system and equipment of the marine reactor. Therefore, in designing a marine reactor and evaluating its performance and stability, a thermal hydraulic safety analysis code is necessary to consider the thermal hydrodynamic effects of ship motion. MARS, which is a reactor system analysis code, includes a dynamic motion model that can simulate the thermal-hydraulic phenomena under three-dimensional motion by calculating the body force term included in the momentum equation. In this study, it was verified that the dynamic motion model can simulate fluid motion with reasonable accuracy using conceptual problems. In addition, two modifications were made to the dynamic motion model; first, a user-supplied table to simulate a realistic ship motion was implemented, and second, the flow regime map determination algorithm was improved by calculating the volume inclination information at every time step if the dynamic motion model was activated. With these modifications, MARS could simulate the thermal-hydraulic phenomena under ocean motion more realistically.

• Journal of the Korean Physical Society
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• 제73권9호
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• pp.1303-1309
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• 2018

In the present paper, we study the entropy analysis of boundary layer flow over a slender stretching sheet under the action of a non uniform magnetic field that is acting perpendicular to the flow direction. The effects of viscous dissipation and Joule heating are included in the energy equation. Using similarity transformation technique the momentum and thermal boundary layer equations to a system of nonlinear differential equations. Numerical solutions are obtained using the shooting and fourth-order Runge-Kutta method. The expressions for the entropy generation number and Bejan number are also obtained using a suggested similarity transformation. The main objective of this article is to investigate the effects of different governing parameters such as the magnetic parameter ($M^2$), Prandtl number (Pr), Eckert number (Ec), velocity index parameter (m), wall thickness parameter (${\alpha}$), temperature difference parameter (${\Omega}$), entropy generation number (Ns) and Bejan number (Be). All these effects are portrayed graphically and discussed in detail. The analysis reveals that entropy generation reduces with decreasing wall thickness parameter and increasing temperature difference between the stretching sheet and the fluid outside the boundary layer. The viscous and magnetic irreversibilities are dominant in the vicinity of the stretching surface.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권2호
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• pp.455-465
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• 2021

The Molten Salt Reactor (MSR), one of the six advanced reactor types of the 4th generation nuclear energy systems, has many impressive features including economic advantages, inherent safety and nuclear non-proliferation. This paper introduces a system analysis code named TREND, which is developed and used for the steady and transient simulation of MSRs. The TREND code calculates the distributions of pressure, velocity and temperature of single-phase flows by solving the conservation equations of mass, momentum and energy, along with a fluid state equation. Heat structures coupled with the fluid dynamics model is sufficient to meet the demands of modeling MSR system-level thermal-hydraulics. The core power is based on the point reactor neutron kinetics model calculated by the typical Runge-Kutta method. An incremental PID controller is inserted to adjust the operation behaviors. The verification and validation of the TREND code have been carried out in two aspects: detailed code-to-code comparison with established thermal-hydraulic system codes such as RELAP5, and validation with the experimental data from MSRE and the CIET facility (the University of California, Berkeley's Compact Integral Effects Test facility).The results indicate that TREND can be used in analyzing the transient behaviors of MSRs and will be improved by validating with more experimental results with the support of SINAP.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권2호
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• pp.157-167
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• 2011

본 연구에서는 복단면개수로및 불규칙한 하상을보이는 횡단면 상에서의 수위-유량곡선 및단위유량횡분포예측을 위한 유한요소모형을 개발하였다. 지배방정식은 정상류와 종방향 등류를 가정한 운동량방정식을 이용하며, 수면은 횡단면에 걸쳐 일정하다고 가정한다. 홍수터 식생의 영향을 반영하기 위해 식생항력이 지배방정식에 포함되었으며, 수치해를 구하기 위해 유한요소법을 적용하였다. 단면형상과 Manning의 조도계수, 식생정보, 종방향 하상경사를 입력자료로 수위-유량 곡선을 예측 가능하며, 주어진 수위에서의 흐름방향 단위유량의 횡방향 분포를 예측할 수 있다. 개발된 모형의 검증을 위해 실측자료 및 Darby and Thorne (1996)의 모형 결과, 그리고 비선형 k-$\epsilon$ 모형의 결과와도 비교하였다. 검증된 모형의 알고리즘을 2차원 모형의 상류단 경계조건 설정에 활용하여, 유입유량을 절점별 단위유량으로 분배시켰을 때와 그렇지 않았을 때의 결과를 비교하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제8권2호
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• pp.123-136
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• 1996

본 연구에서는 시 공간적으로 변화하는 밀도구조를 고려한 3차원 연직함수 전개모형을 제안한다. 정수압을 가정하며 열보존식과 상태방정식의 도입으로 밀도변화가 고려된다 수평방향으로의 변화는 유한 차분 격자상에서 계산되며 유속 및 수온의 연직구조는 선형보간함수를 사용하여 계산된다. 구성된 행렬방정식은 유사변환 개념을 도입하여 시간적분된다. 개발된 모델의 테스트를 위해 간단한 이상해역과 황해역에서 대기와 해양간의 열교환에 따른 수온구조 변동을 실험하였다. 이류효과는 열수송방정식에서만 고려하였으며 연직 와동점성계수와 와동확산계수는 시 공간적으로 일정한 값을 사용하였다. 이상해역에서의 수치실험결과 모델영역의 수심의 차이에 따른 열저장의 차이로 인해 수온의 수평적 구배가 발생하였다. 결과적으로 전향력을 고려하지 않을 경우에는 상층에서는 수심이 증가하는 방향으로 흐름이 발생하고 하층에는 반대방향의 흐름이 유도된 반면 전향력을 고려할 경우에는 수온차에 의한 압력구배력과 전향력이 균형을 이루면서 지형류가 뚜렷하게 나타났다. 황해역에서는 복잡한 흐름이 나타났지만 전체적으로는 지형류의 특성이 우세하게 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권8호
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• pp.761-772
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• 2008

본 연구의 목적은 수공학 분야에서 수치해석이 난해한 문제를 해결하기 위한 모형을 개발하고, 해석해가 존재하는 다양한 수치실험, 즉 하상과 하폭이 함께 변하는 점변부정류 조건에서의 검증, 하상경사가 변화하는 세가지 정상상태 조건의 문제, 그리고 해석해가 있는 마찰하상에 적용함으로써 개발된 모형의 적용성을 검증하기 위한 것이다. 모형의 지배방정식은 보존 법칙을 만족하는 Saint-Venant 적분형 방정식이며, Riemann 해법에 의한 유한체적법이 사용되었다. 질량 및 운동량의 흐름율 계산에 HLL Riemann 근사해법이 사용되었고, 시간-공간에서 2차정확도를 위하여 MUSCL-Hancock 기법이 사용되었다. 본 연구에서는 비선형의 흐름율과 생성항과의 균형을 위하여, 중력과 흐름방향 하폭의 변화로 인한 정수압력에 의한 생성항을 차분하는 새롭고 간편한 기법을 소개하였다. 수치실험 모의결과는 개발된 모형이 생성항을 포함한 다양한 흐름조건에서 정확하고, 견고하며, 매우 안정적임을 보여주고, 또한 수공학 분야에서 일차원 적용에 적합한 모형임을 보여준다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권2호
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• pp.197-212
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• 2008

최근 하천의 흐름해석 분야에서는 수위 및 하상변동 양상과 오염된 지류유입으로 인한 본류에서의 유속분포 양상 및 혼합과정 등의 실제적인 문제를 해결할 수 있는 1, 2차원적 해석이 이루어지고 있으며, 이는 복잡한 하천을 균일화된 모양과 단순화된 방정식으로 일괄 적용함으로써 많은 한계점을 나타내고 있다. 본 연구에서는 서울시 관내 지방 2급 하천인 우이천 시험유역을 대상으로 하천의 물리적인 특성 변화에 따른 흐름해석을 수행하기 위하여 3차원 RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes Equation)를 지배방정식으로 하는 CFD (Computational Fluid Dynamics)모형인 FLOW-3D를 이용하였고, ${\kappa}-{\varepsilon}$, RNG (Renormalized Group) ${\kappa}-{\varepsilon}$, LES (Large Eddy Simulation) 등의 난류모형을 적용하여 각각의 수치모의 결과를 비교 분석 하였다. 또한, 수치 해석을 통한 교량 설치부와 하류 횡단월류형 구조물에서의 난류영향 및 유속분포, 수위 압력분포, 와류특성 등을 분석하였고, 구조물의 철거에 의한 영향을 비교하여 분석하였다. 이는 향후 도시하천의 기능을 상실한 횡단 구조물 철거에 의한 장기적인 하상변동과 토사의 퇴적, 세굴 및 수질악화 등의 영향을 파악해 볼 수 있는 기초자료로 활용될 수 있으리라 사료된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권8호
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• pp.711-719
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• 2017

날개 없는 선풍기는 특유의 형태로 인한 안전성과 청소의 간편함, 심미성으로 제품화에 성공하였다. 그러나 기존 선풍기에 비해 약한 바람과 모터에 의한 소음과 같은 단점은 구매력을 감소시키는 주요인이며, 따라서 모터의 속도를 증가시키지 않고 바람의 세기를 증가시키는 방안이 필요하다. 본 연구에서는 질량유량에 영향을 주는 인자, 수준을 선정하고 이를 실험계획법인 직교배열표를 이용하여 실험점을 배치하였다. 질량유량의 값은 전산유체해석 프로그램인 ANSYS FLUENT를 사용하여 질량유량의 값을 확인하였으며, 평균분석을 통해 질량유량에 가장 큰 영향을 주는 인자는 노즐 간격임을 확인할 수 있었다. 또한 예측 모델 식을 통해 얻은 질량유량의 값과 전산유체해석의 질량유량의 값이 가장 큰 값으로 일치하는 것을 나타내었다. 본 연구를 통해서 모터의 속도를 증가시키지 않더라도 형상 변화를 통해 질량유량의 증가시킴을 확인할 수 있었다.