• 터널과지하공간
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• 제25권2호
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• pp.168-185
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• 2015

본 연구에서는 천부의 암반 공동에 대용량 고온의 열에너지를 저장하는 경우 주변 암반에 야기되는 열-수리-역학적 연계거동을 살펴보고, 이에 지하수위와 암반 투수계수 등 수리적 조건이 미치는 영향을 검토하였다. 해석대상을 투수계수가 비교적 낮은 수준($10^{-17}m^2$)인 결정질 암반으로 가정할 때 열에너지 저장으로 인한 암반 거동에 지하수가 미치는 영향은 크지 않을 것으로 예측되었다. 저장 공동이 지하수위 하부에 위치하는 경우의 온도, 주응력, 변위 분포 등은 저장공동이 불포화대에 위치하는 경우와 거의 동일하게 나타났다. 암반내 열전달 특성은 암반의 투수계수에 매우 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 암반의 투수계수를 $10^{-15}m^2$ 이하로 가정한 경우 열전달은 주로 암반에 전도에 의한 것으로 판단할 수 있었으나, 투수계수를 $10^{-12}m^2$으로 가정하는 경우 지하수 대류에 의한 상향 열유동이 뚜렷이 관찰되었다. 암반 투수계수의 크기에 따라 열수의 대류나 비등으로 인한 상변화 등 복합적인 유동 특성을 나타났으며, 온도, 압력, 포화도 분포가 상이하게 발달하였다.

• 대기
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• 제25권3호
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• pp.501-510
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• 2015

In this study, the characteristics of flows around building groups are investigated using a computational fluid dynamics (CFD) model. For this, building groups with different volumetric ratios in a fixed area are considered. As the volumetric ratio of the building group increases, the region affected by the building group is widened. However, the wind-speed reduced area rather decreases with the volumetric ratio near the ground bottom (z ${\lesssim}$ 0.7H, here, H is the height of the building group) and, above 0.7H, it increases. As the volumetric ratio decreases (that is, space between buildings was widened), the size of recirculation region decreases but flow recovery is delayed, resulting in the wider wind-speed reduced area. The increase in the volumetric ratio results in larger drag force on the flow above the roof level, consequently reducing wind speed above the roof level. However, above z ${\gtrsim}$ 1.7H, wind speed increases with the volumetric ratio for satisfying mass conservation, resultantly increasing turbulent kinetic energy there. Inside the building groups, wind speed decreased with the volumetric ratio and averaged wind speed is parameterized in terms of the volumetric ratio and background flow speed. The parameterization method is applied to producing averaged wind speed for 80 urban areas in 7 cities in Korea, showing relatively good performance.

• 터널과지하공간
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• 제20권2호
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• pp.82-91
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• 2010

그라우팅 공법은 지하 내 구조물을 건설 시 유입되는 지하수를 억제하거나 암반의 강도를 증대시킬 목적으로 널리 이용되는 암반 개량공의 일종이다. 암반 내 불연속면을 따라 유동하는 그라우트의 유동 특성을 파악하는 것은 이러한 그라우팅 설계 및 그 효과를 예측하는데 필수적이다. 기존의 그라우트 유동 연구에서 그라우트 유동을 층류 유동으로 가정해 왔으나, 마이크로 스케일의 간극을 가지는 좁은 절리 틈새 내에서의유체 유동은 절리 거칠기의 영향을 받아 유동의 속도 단면이 거칠기 부분에서 변하기 때문에 일반적인 층류유동으로 모사하는 데 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 거칠기를 가지는 절리 내의 그라우트 유동에 절리 거칠기와 간극이 미치는 영향을 수치해석을 이용하여 조사하였다. 수치해석을 위해 전산유체유동해석 코드인 FLUENT 코드를 이용하였으며 FLUENT 코드에서 제공하는 Herschel-Bulkely 모델과 VOF(volume of fluid) 모델을 적용하여 물과 공기로 채워진 좁은 절리 틈새 내의 그라우트 유동을 모사하였다. 모사된 결과를 그라우트 유동을 위해 제시된 분석해와 기존의 실험실 그라우트 주입 실험 결과와 비교하여 FLUENT 코드의 적합성을 검증하였다. JRC와 간극 변화에 따라 일정 그라우트 주입량 유지에 필요한 주입압을 계산함으로써 마이크로 스케일의 절리 틈새 내 그라우트 유동시 채널 벽면의 거칠기 및 채널 간극의 영향을 정량화하였다.

• 지질공학
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• 제27권2호
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• pp.133-141
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• 2017

본 연구에서는 지반함몰의 실질적 원인인 토립자 유실에 의한 함몰 가능성을 판단하기 위해 댐설계 시 활용되고 있는 코어재와 필터재의 입도 차이에 의한 필터조건을 굴착공사 주변의 지반조건에 대한 평가 조건으로 응용하였다. 이를 위해 여러 제안자들이 실험 등을 통해 제안한 필터 기준을 확인하였으며, 이 중 미공병단에서 제안한 필터조건을 이용하여 지반입도 조건에 따른 지반함몰 가능성을 판단해 보았다. 이를 통해 사용자가 지반조사 정보로부터 획득한 지반입도조건을 이용하여 빠르게 지반함몰 가능성을 판단할 수 있는 평가도표를 작성하였으며, 다양한 굴착 주변의 지층 변화에 따른 지반함몰 가능성을 쉽게 평가해 볼 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 입자유동 과정을 모사하기 위해 PFC3D 프로그램을 활용하였으며, 이것은 단순 지하수위 저하에 의한 지반침하 경향을 판단하는 것이 아니라 실질적인 토립자 유실에 의한 지반함몰 예측 및 평가가 지반입도조건을 통해 이루어질 수 있고 이를 수치해석 적으로 검증할 수 있음을 나타낸다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제40권6호
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• pp.431-446
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• 2007

지하수 유동 모델에 반영되는 유역의 수리지질학적, 수문학적 특징들은 지하수 유동 특성에 주요한 영향을 미칠 수 있는 현장 특성들이다. 상기 특징들을 최대한 반영하기 위하여 438개의 관정자료를 토대로 갑천 유역(유역 면적$648.3km^2$)의 대수층 구조 특성을 분석하고, 24개의 하천 자료를 이용하여 지하수 유동 모델을 구축하였다. 그리고 검 보정된 준분포형 유출모형(SWAT)의 소유역별 지하수 함양량 결과를 3차원 지하수 유동 모델(MODFLOW)과 연계하여 갑천 유역의 광역 지하수 유동 특성을 평가하였다. 모의된 지하수위와 86개 지하수 관측정의 지하수위 비교에서 결정계수는 0.99, 유역 전체의 물교환량의 상대오차율이 약 0.57%로 갑천 유역의 지하수 유동 특성을 잘 반영하였다. 갑천 유역의 지하수는 지형 및 대수층 특성과 하천의 영향에 의하여 전반적으로 유역 남쪽에서 북쪽으로 유동하는데 산지 지역에 존재하는 하천들은 손실과 이득 하천의 형태를 반복하는 반면, 갑천 중 하류 부분과 갑천-유등천 합류 부근은 이득하천의 형태를 보이고 있다. 그리고 소유역별 지하수 물교환량 분석한 결과, 상기 지역을 포함하는 소유역의 하천 공급원이 해당 유역의 지하수 함양량보다 지하수 유동 체계에 따라 인근 소유역에서 공급되는 지하수 유입량 비율이 훨씬 높은 것으로 분석되었다. 반면 유등천 중 상류 지역의 소유역을 제외한 산지 지역의 경우는 하천 공급원이 지하수 유동 체계에 의한 유입량보다 해당 유역 내에서 공급되는 지하수 함양량 비율이 높은 것으로 분석되었다. 따라서 지표수와 지하수의 상호작용 및 하천 유출에 지하수 유동 특성이 주요한 영향을 미치는 것으로 평가되었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.115-123
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• 2003

With the advent of high performance computers and more efficient numerical algorithms, computational fluid dynamics(CFD) has come out as a modem alternative for reducing the use of wind tunnels test in automotive engineering. However, in spite of the fact that many competent researchers have made all their talents in developing turbulence model over since the past dozen or more years, it has been an important impediment in using the CFD effectively to design machinery and to diagnose or to improve engineering problems in the industry since the turbulence model has been acting as the Achilles' tendon in aspect of the reliability even to this time. In this study, Reynolds-averaged Wavier-Stokes equations were solved to simulate an incompressible turbulent flow around a bus-like bluff body near ground plane. In order to investigate the effect of the discretisation schemes and turbulence model on the aerodynamic forces several turbulence models with five convective difference schemes are adopted. From the results of this study, it is clear that choice of turbulence model and discretisation scheme profoundly affects the computational outcome. The results also show that the adoption of RNG $k-\varepsilon$ turbulence model and nonlinear quadratic turbulence model with the second order accurate discretisation scheme predicts fairly well the aerodynamic coefficients.

• Wind and Structures
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• 제30권1호
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• pp.69-83
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• 2020

Modelling incompressible, neutrally stratified, barotropic, horizontally homogeneous and steady-state atmospheric boundary layer (ABL) is an important aspect in computational wind engineering (CWE) applications. The ABL flow can be viewed as a balance of the horizontal pressure gradient force, the Coriolis force and the turbulent stress divergence. While much research has focused on the increase of the wind velocity with height, the Ekman layer effects, entailing veering - the change of the wind velocity direction with height, are far less concerned in wind engineering. In this paper, a modified k-ε model is introduced for the ABL simulation considering wind veering. The self-sustainable method is discussed in detail including the precursor simulation, main simulation and near-ground physical quantities adjustment. Comparisons are presented among the simulation results, field measurement values and the wind profiles used in the conventional wind tunnel test. The studies show that the modified k-ε model simulation results are consistent with field measurement values. The self-sustainable method is effective to maintain the ABL physical quantities in an empty domain. The wind profiles used in the conventional wind tunnel test have deficiencies in the prediction of upper-level winds. The studies in this paper support future practical super high-rise buildings design in CWE.

• Ocean Science Journal
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• 제41권2호
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• pp.105-111
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• 2006

In this paper, the lines of investigation on a problem of the development of remote acoustic sensing methods in oceanology are formulated. This paper summarizes the results of investigations into the possibilities for monitoring temperature and flow fields in shallow seas. In the discussed experiments, the instrumentation being constituents of the complex for long-duration remote monitoring of marine medium climatic variability and that of the acoustic tomography of shallow sea dynamic processes is used. The acoustic instruments were located on the POI FEB RAS acousto-hydrophysical polygon (Pacific Oceanological Institute, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences) near the Gamov Peninsula. Acoustic receiving and transmitting systems operating with multiplex phase-manipulated signals (of M-codes) at frequency range 250-2500 Hz form the basis for this complex.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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• pp.465-471
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• 2000

The flow characteristics around an elliptic cylinder with axis ratio of AR=2 located near a flat plate were investigated experimentally to study the interaction between the cylinder wake and the turbulent boundary layer. The pressure distributions on the cylinder surface and on the flat plate were measured with varying the angle of attack of the cylinder. In addition, the velocity profiles of wake behind the cylinder were measured using a hot-wire anemometry As the angle of attack increases, the location of peak pressure on the windward and leeward surfaces of the cylinder moves toward the rear and front of the cylinder, respectively. At positive angles of attack, the position of the minimum pressure on the flat plate surface is moved downstream, but it is moved upstream at negative angles of attack. With increasing the angle of attack, the vortex shedding frequency is gradually decreased and the critical angel of attack exists in terms of the gap ratio. By installing the elliptic cylinder at negative angle of attack, the turbulent boundary layer over the flat plate is disturbed more than that at positive incidence. This may be attributed to the shift of separation point on the lower surface of the cylinder according to the direction of the angle of attack.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제4권4호
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• pp.477-487
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• 2012

We investigated the aerodynamic characteristics of a three-dimensional (3D) wing with an endplate in the vicinity of the free surface by solving incompressible Navier-Stokes equations with the turbulence closure model. The endplate causes a blockage effect on the flow, and an additional viscous effect especially near the endplate. These combined effects of the endplate significantly reduce the magnitudes of the velocities under the lower surface of the wing, thereby enhancing aerodynamic performance in terms of the force coefficients. The maximum lift-to-drag ratio of a wing with an endplate is increased 46% compared to that of wing without an endplate at the lowest clearance. The tip vortex of a wing-with-endplate (WWE) moved laterally to a greater extent than that of a wing-without-endplate (WOE). This causes a decrease in the induced drag, resulting in a reduction in the total drag.