• Water Engineering Research
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• 제5권4호
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• pp.195-206
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• 2004

This paper deals with oxygen transfer by air entrainment and energy dissipations by flow characteristics at the stepped drop structure. Nappe flow occurred at low flow rates and for relatively large step height. Dominant flow features included an air pocket, a free-falling nappe impact and a subsequent hydraulic jump on the downstream step. Most energy was dissipated by nappe impact and in the downstream hydraulic jump. Skimming flow occurred at larger flow rates with formation of recirculating vortices between the main flow and the step comers. Oxygen transfer was found to be proportional to the flow velocity, the flow discharge, and the Froude number. It was more related to the flow discharge than to the Froude number. Energy dissipations in both cases of nappe flow and skimming flow were proportional to the step height and were inversely proportional to the overflow depth, and were not proportional to the step slope. The stepped drop structure was found to be efficient for water treatment associated with substantial air entrainment and for energy dissipation.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회(1)
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• pp.588-589
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• 2005

Current expertise in air-water turbulent flows on stepped chutes is limited to laboratory experiments at low to moderate Reynolds numbers on flat horizontal steps. In this study, highly turbulent air-water flows skimming down a large-size stepped chute were systematically investigated with a $22^{\circ}$ slope (Fig. 1). Turbulence manipulation was conducted using vanes or longitudinal ribs to enhance interactions between skimming flows and cavity recirculating regions (Fig. 2). Systematic experiments were performed with seven configurations. The results demonstrated the strong influence of vanes on the air-water flow. An increase in flow resistance was observed consistently with maximum flow resistance achieved with vanes placed in a zigzag pattern.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.203-204
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• 2000

도시협곡 내에서 형성되는 전형적인 유동장은 협곡내부에서 형성되는 회전류(vortex)이다(Berkowicz, 1998). Oke(1988)에 따르면 단면비가 큰 경우 (W/H＞2.5), 도시 협곡내 유동장은 isolated roughness flow, 단면비가 중간인 경우(1.538

• 한국수자원학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.971-984
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• 2003

본 연구에서는 보 월류시 공기 유입을 수리학적인 방법으로 분석하였다. 이를 위해 하천에 설치된 보의 형태로서 계단형 보와 래버린스 보 및 배사문 보를 선정하여 현지측정과 수리실험을 통해 산소전달 효율을 검토하였다. 산소전달 효율은 계단형 보가 크며, 배사문 보는 산소전달 효율이 그리 크지 않았다. 산소전달은 흐름의 유속, Froude 수, 유량 순으로 상관 관계를 나타내었으며 특히 흐름의 유녹과 산소전달 효율에서 높은 관계를 나타내었다. 수리실험 결과 계단형 보의 월류 흐름은 유량이 작을 경우 계단 전 구간에 걸쳐 잠입류가 발생하고, 유량 증가에 따라 잠입류와 표면류가 공존하며 이 경우 계단 상부께서 표면류 및 계단 하부에서 잠입류가 발생하였다. 잠입류의 경우 계단 끝단에서 흐름 분리에 의해 공기 유입이 시작되고, 자유낙하 nappe과 계단 안쪽의 공기 주머니 및 nappe impact와 이후의 도수 현상으로 많은 공기 유입이 발생되었다. 표면류의 경우 계단 끝단에서 공기 유입이 시작되고, 흐름이 계단과 계단을 스쳐가듯이 흐르는 과정에서 수표면의 진동에 의해 많은 공기가 유입되었지만 공기 유입은 잠입류의 경우에 비해 상대적으로 작았다.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권3호
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• pp.575-583
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• 2017

계단형 보와 여수로 같은 수공구조물의 상부에서는 스키밍 흐름 그리고 직하류부에서는 정상파를 포함하는 도수 현상인 파형흐름과 같이 다양한 형태의 흐름이 발생한다. 연구에서는 하이브리드 RANS-LES 난류 모델링 기법과 자유수면 변동을 해석하기 위한 VOF (volume of fluid)기법을 병합한 3차원 부정류 수치모형을 이용하여 계단형 보가 설치된 사각형 개수로에서 발생하는 파형흐름과 스키밍 흐름을 포함하는 난류흐름을 수치모의 하였다. 시간평균 수치모의 결과와 기존 수리모형 실험 결과를 비교분석한 결과, 수치모의는 보 하류부에서의 평균유속분포의 변화, 정체파와 수면와류를 포함하는 파형흐름의 전반적인 수면 변화, 파형흐름의 파고와 길이, 정체파 하부에서 발생하는 재순환 흐름 영역의 길이 등을 양호하게 잘 재현하는 것으로 나타났다. 수치모의를 통해서 자유수면과 순간 유속 벡터의 변동, 전단응력과 난류에너지의 분포 그리고 3차원 난류조직구조와 총압력분포의 형태와 변동 자료를 제시하여 스키밍 흐름과 파형흐름 영역에서의 독특한 흐름 거동 특성을 규명하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회(2)
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• pp.1150-1151
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• 2005

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회(1)
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• pp.598-599
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• 2005

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회(1)
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• pp.596-597
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• 2005

• 한국대기환경학회지
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• 제21권5호
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• pp.525-535
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• 2005

Using a three-dimensional computational fluid dynamics (CFD) model with the $k-{\varepsilon}$ turbulence closure scheme based on the renormalization group theory, flow regimes in urban street canyons are classified according to the building and street aspect ratios. The transition between skimming flow (SF) and wake interference flow (WIF) is determined with the size of double-eddy circulation generated behind the upwind building. The transition between WIF and isolated roughness flow (IRF) is determined with the flow reattachment distance from the upwind building. The critical aspect ratios at which the flow transition occurs are found and compared with those in previous studies. The results show that the flow-regime classification method used in this study is quite reasonable and that the values of the critical aspect ratios are generally consistent with those in fluid experiments or large-eddy simulation. The regression equation describing a relation between the building and street aspect ratios at the flow-regime transition is presented.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제8권2호
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• pp.81-88
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• 2014

Noise-barriers on both sides of the roadway (hereafter referred to as double noise-barriers), are a common feature along roads in Korea, and these are expected to have important effects on the near-road air pollution dispersion of vehicle emissions. This study evaluated the double noise-barrier impact on near-road air pollution dispersion, using a FLUENT computational fluid dynamics (CFD) model. The realizable k-${\varepsilon}$ model in FLUENT CFD code was used to simulate vehicle air pollutant dispersion, in around 11 cases of double noise-barriers. The simulated concentration profiles and surface concentrations under no barrier cases were compared with the experimental results. The results of the simulated flows show the following three regimes in this study: isolated roughness (H/W=0.05), wake interface (H/W=0.1), and skimming flow (H/W>0.15). The results also show that the normalized average concentrations at surface (z=1 m) between the barriers increase with increasing double noise-barrier height; however, normalized average concentrations at the top position between the barriers decrease with increasing barrier height. It was found that the double noise-barrier decreases normalized average concentrations of leeward positions, ranging from 0.8 (H/W=0.1, wake interface) to 0.1 (H/W=0.5, skimming flow) times lower than that of the no barrier case, at 10 x/h downwind position; and ranging from 1.0 (H/W=0.1) to 0.4 (H/W=0.5) times lower than that of the no barrier case, at 60 x/h downwind position.