• 멤브레인
• /
• 제7권2호
• /
• pp.75-83
• /
• 1997

직선형(Type 1), 곡선형(Type 2) 및 병렬형 (Type 3) baffle을 설치한 역삼투용 판틀형 모듈을 설계 제작하였으며 NaCl과 sucrose 용액을 각각의 모듈에 공급하여 용액농도 및 운전압력등이 분리특성에 미치는 효과를 측정하고 각 모듈의 특성치를 비교하였다. 운전압력 35bar, 원료 공급유량 6 l/min 이내의 운전조건에서 Type 3가 투과선속 및 배제율 측면에서 가장 우수하였다. NaCl 수용액의 경우, Type 1에 대한 Type 2 및 3의 투과선속 향상율은 운전압력이 증가함에 따라서 감소하였다: 1wt% NaCl 수용액에 대한 Type 3 투과선속 향상율은 10bar 근처에서 약 100%이었으나 35bar에서는 약 10%로 감소하였다. 그러나 sucrose 수용액에 대한 Type 2 및 3의 투과선속 향상율은 농도 및 운전압력에 따라서 크게 변화하였다. 또한 Type 3의 경우, 원료용액의 공급속도 변화에 따른 투과선속의 의존성은 거의 선형적으로 나타났으며 이는 baffle이 존재하지 않는 난류영역에서 보다 큰 값이었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.438-443
• /
• 2007

개수로 흐름에 대한 연구는 1700년대 중엽 Chezy에 의해 이론적인 기초를 다졌으며, 광범위하고 조직적인 관측연구는 Darcy(1803-1858)에 의해 약 150년 전에 폭 2m, 길이 600m에 이르는 수로에서 실험관측을 수행하고자 시도하였다. Darcy의 동료이자 후계자인 Bazin은 제한된 조건의 현장관측뿐 아니라 다양한 조건의 수로를 제작하여 실험관측을 수행하였으며 그의 실험자료는 Bazin 자신 뿐만 아니라 Manning이나 Ganguillet와 Kutter 등 여러 연구자들의 경험식 개발에도 이용되었다. Nikuradse(1933)의 균일조도 원형관수로 실험결과로부터 관로 흐름은 층류, 천이층류, 완난류, 천이난류, 전난류 등 다섯 종류의 흐름특성을 가지고 있음을 확인하였고 Bazin(1829-1917)과 varwick(1945)의 실험결과로부터 개수로 흐름에서도 관로 흐름과 마찬가지로 층류, 천이층류, 완난류, 천이난류, 전난류 등 다섯가지의 흐름특성이 존재함을 알 수 있다. 본 연구에서는 기존의 지수형 마찰계수 산정식에서 단순히 조고만의 함수였던 ${\alpha}$에 물의 기본적인 성질인 표면장력, 점성력, 밀도와 자연 하천의 경사, 수심, 수면, 폭, 조고의 영향을 고려한 수심에 관한 무차원수 $Y_h$, 수면 폭에 관한 무차원수 $Y_b$, 조고에 관한 무차원수 $Y_k$를 도입하였다. 따라서 개수로 흐름 해석에 있어서 기존의 마찰계수 산정치보다 여러 영향을 반영하여 정확한 값을 산정할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제30권2B호
• /
• pp.179-189
• /
• 2010

본 연구에서는 수치모의를 통하여 전단면 식생 수로에서 와도의 생성을 분석하였다. 지배방정식에서 난류 폐합을 위해 레이놀즈응력모형을 이용하였다. 거친 하상-매끄러운 측벽 및 매끄러운 하상-거친 측벽을 갖는 개수로 흐름을 수치모의하여 서로 다른 형태의 이차흐름 구조가 형성되는 것을 확인하였다. 즉, 거친 하상 조건에서는 자유수면 이차흐름의 규모가 감소되고, 거친 측벽 조건에서는 자유수면 이차흐름의 구조가 더 커지는 것으로 나타났다. 또한 전단면 식생 수로를 수치모의하여 수심 크기의 바닥 이차흐름이 형성되고, 식생 밀도가 증가함에 따라 자유수면 이차흐름이 점차 사라지는 것을 확인하였다. 또한 이차흐름 생성에 중요한 역할을 하는 난류의 비등방성 및 레이놀즈응력 분포를 식생밀도에 따라 살펴보았다. 한편, 와도 방정식을 분석한 결과, 비식생 수로의 경우 벽 및 수면 경계 근처에서는 난류 비등방성에 의한 생성항이, 경계와 떨어진 곳에서는 레이놀즈응력에 의한 생성항이 와도 생성에 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다. 그러나 식생 수로에서는 이러한 특성이 사라지는 것으로 확인되었다. 또한 비식생 수로에서는 바닥과 수면에서의 와도 생성이 강하게 발생되지만, 식생 수로에서는 바닥과 식생 높이에서 와도 생성이 크게 발생되는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제38권7호
• /
• pp.527-535
• /
• 2005

등류수심의 산정은 수로 설계 및 흐름 해석에 있어 매우 중요하다. 하수관은 삼각형 또는 사각형의 인공 개수로와 달리 원형, U형과 같이 곡률을 갖는 경우가 일반적이며, 이 경우 수심에 따른 통수단면적 및 동수반경의 변화가 일정하지 않으므로 등류수심 산정 또는 수식 유도에 있어 상당한 어려움을 갖는다. 그러나 단면적과 관경의 비 또는 동수반경과 관경의 비를 수심대 관경의 비로 표기하여 지수형으로 나타내면 수식의 전개과정이 매우 용이해지며, 양해법 산정식의 개발이 가능해진다. 따라서 본 고에서는 우선 실무에서 가장 많이 사용하고 있는 원형 개수로와 U형 개수로에 대한 등류수심 양해법 산정식을 제시하며, 완난류 지수형 마찰계수 산정식과 더불어 실무에서 주로 사용되는 Hagen (Manning) 산정식을 이용한 등류수심 산정식도 제시하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제9권2호통권31호
• /
• pp.269-275
• /
• 1997

본 연구에서는 자정식 현수교 주탑의 내풍 안정성을 보기 위하여 주탑 모형 실험과 전교 모형 실험을 수행하고 그 결과를 분석하였다. 경사진 병렬 탑주를 가진 주탑의 경우에는 다양한 주파수대의 웨이크가 존재하므로 넓은 풍속대에서 진동이 발생한다는 사실을 확인하였다. 자정식 현수교의 경우에는 주형의 교축방향 지지조건에 따라 주탑 진동 모드가 매우 민감하게 변화하였다. 본 연구 대상 주탑은 면외 휨 모드와 비틈 모드의 고유진동수가 매우 근접해 있어서 넓은 범위의 풍속에서 연성진동이 발생하였다 주탑 진동을 완화하기 위한 공기역학적 수단으로 모서리 자르기를 시도하였는데, 탑주의 폭과 잘린 모서리의 비가 1/10일 때가 가장 효과적이었다.

• 국제초고층학회논문집
• /
• 제8권2호
• /
• pp.107-116
• /
• 2019

The use of computational fluid dynamics (CFD) is becoming an increasingly popular means to model wind flows in and around buildings. The first published application of CFD to both indoor and outdoor building airflows was in the 1970's. Since then, CFD usage has expanded to include different aspects of building design. Wind tunnel testing (WTT) on buildings for wind loads goes back as far as 1908. Gustave Eiffel built a pair of wind tunnels in 1908 and 1912. Using these he published wind loads on an aircraft hangar in 1919 as cited in Hoerner (1965 - page 74). The second of these wind tunnels is still in use today for tests including building design ($Damljanovi{\acute{c}}$, 2012). The Empire State Building was tested in 1933 in smooth flow - see Baskaran (1993). The World Trade Center Twin Towers in New York City were wind tunnel tested in the mid-sixties for both wind loads, at Colorado State University (CSU) and the [US] National Physical Laboratory (NPL), as well as pedestrian level winds (PLW) at the University of Western Ontario (UWO) - Baskaran (1993). Since then, the understanding of the planetary boundary layer, recognition of the structures of turbulent wakes, instrumentation, methodologies and analysis have been continuously refined. There is a drive to replace WTT with computational methods, with the rationale that CFD is quicker, less expensive and gives more information and control to the architects. However, there is little information available to building owners and architects on the limitations of CFD for flows around buildings and communities. Hence building owners, developers, engineers and architects are not aware of the risks they incur by using CFD for different studies, traditionally conducted using wind tunnels. This paper will explain what needs to happen for CFD to replace wind tunnels. Ultimately, we anticipate the reader will come to the same conclusion that we have drawn: both WTT and CFD will continue to play important roles in building and infrastructure design. The most pressing challenge for the design and engineering community is to understand the strengths and limitations of each tool so that they can leverage and exploit the benefits that each offers while adhering to our moral and professional obligation to hold paramount the safety, health, and welfare of the public.