• 제목/요약/키워드: transition boundary

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난류 흐름의 RANS 수치모의를 위한 벽함수 성능 평가 (An evaluation of wall functions for RANS computation of turbulent flows)

  • 유동근;백중철
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제53권1호
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    • pp.1-13
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    • 2020
  • 높은 레이놀즈수를 갖는 공학적인 흐름을 예측하는 가장 일반적인 방법은 여전히 벽함수를 이용하는 난류모형에 근거한 RANS 수치모의이다. 최근 벽근처의 점성영역 관계식과 벽에서 떨어진 대수영역 관계식을 혼합하여 개발된 일반화된 벽함수들은 두 영역사이의 난류량과 유속이 부드럽게 천이하도록 한다. 이 연구는 난류운동에너지(TKE), 에너지 소산율, 비소산율, 와점성에 대해서 적용 가능한 벽함수들을 조합하여 일련을 수치 모의를 수행하여 널리 이용되고 있는 난류모형들의 성능과 수렴 특성을 분석하였다. 이 연구 결과는 RNG k-𝜖 모형의 경우 첫번째 계산격자가 완충층에 놓이게 될 때는 반복 계산시 작은 허용오차를 이용하여 주의 깊게 적용을 하여야 안정된 해를 구할 수 있음을 보여준다. 표준 k-𝜖과 RNG k-𝜖 모형은 TKE와 와점성에 대해서 적용 가능한 벽함수들 중 어느 것을 선택하여 적용하더라도 수치모의 결과가 민감하게 반응하지 않는 것으로 나타났다. 한편, k-ω SST 모형의 경우 TKE에 대해서는 kL-벽함수 그리고 와점성에 대해서는 nutUB-벽함수를 이용하여야 정확하고 안정된 경계 조건 설정을 보장할 수 있다. 레이놀즈수 155,000조건에서 적용한 후방계산흐름 수치모의 결과 격자 해상도에 상관없이 약 13% 정도 재부착 거리를 과소평가하는 모형을 제외하고 나머지 적용한 난류모형들 모두 적절히 세밀한 해상도의 격자에서 양호하게 재부착거리를 잘 예측하는 것으로 나타났다.

마그네시아 부분안정화 지르코니아 소결체의 특성에 미치는 열처리 효과 (Effects of Aging on Properties of MgO-Partially Stabilized Zirconia)

  • 정형진;오영제;이홍림
    • 한국세라믹학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.243-250
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    • 1987
  • 9mol% 의 MgO로 $1650^{\circ}C$에서 4시간 고상반응과 동시에 소결시킨 부분안정화 지르코니아 소결체(9MZ-PSZ)를 소성후 냉각중 $1200^{\circ}C$~$1400^{\circ}C$의 온도범위에서 열처리하여 이의 열분해 반응, 열충격기등 및 기전력 특성에 대하여 조사하였다. 열충격시럼 전과 후의 강도, 열팽창률, X-선 회절분석에 의한 단사정사 함률과 상전이, 밀도 및 갈바닉 전위를 측정하였으며 SEm에 의한 미세구조를 관찰하였다. 입체부근의 미소화학분석은 $1350^{\circ}C$ 열처리 시편에 한하여 EDX 로 정량하였다. 9MZ-PSZ 시편의 열처리에 의하여 입방정상의 $ZrO^{2}$는 상기 온도범위에서는 준안정-정방정상의 $ZrO^{2}$와 MgO로 열분해되는데, 이때 생성된 준안정 정방정상은 열충격 시험후의 잔류강도를 응력유기상전이 효과에 의해 증가시킨다. 또한 MgO는 입계에 연속적으로 존재하는데 이런하 MgO의 연속상을 통한 열전도롤 인하여 PSZ의 열충격 저항이 크게 향상된다. 이때 PSZ의 열분해 속도와 단사정상 함량은 열처리 온도가 $1400^{\circ}C$에서 $1200^{\circ}C$로 감소됨에 따라 증가한다. 갈바닉전의 측정결과 이상의 열처리에 의하여도 양호한 기전력 특성을 갖는 지르코니아 고체전해질을 제조할 수 있다.

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트리플 힐릭스 공간 구축을 통한 클러스터의 경로파괴적 진화: 미국 리서치트라이앵글파크 사례 (Sustaining Cluster Evolution through Building the Triple-Helix Spaces: The Case of the Research Triangle Park, USA)

  • 이종호;이철우
    • 한국경제지리학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.249-263
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    • 2014
  • 1950년대에 조성된 RTP는 계획적으로 조성된 첨단 산-학 복합단지임과 동시에 외생적 발전 전략으로 클러스터 기반을 구축한 후, 성장 과정에서 내생적 발전 역량을 갖추게 된 흥미로운 사례이다. 본 논문에서는 외생적 발전 전략에 의해 계획적으로 조성된 RTP가 어떻게 성공적인 진화 경로를 밟게 되었는지, 그 과정과 요인을 트리플 힐릭스 공간의 구축 과정을 통해 분석하였다. RTP의 클러스터 형성 초기에는 지식 공간의 존재와 역할이 중요했으나, RTP의 고도성장기에 지식 공간이 미친 영향은 상대적으로 미흡했다. 반면에, NC 과학기술위원회는 트리플 힐릭스 합의 공간으로서, RTP의 조성단계에서부터 지금까지 클러스터의 경로파괴적 진화를 견인한 핵심 주체라고 할 수 있다. 그리고 RTP의 지속적 진화 과정에는 노스캐롤라이나 생명공학연구센터(NCBC)와 노스캐롤라이나 마이크로일렉트릭센터(MCNC) 등과 같은 혁신 공간은 클러스터의 트리플 힐릭스 상호작용을 유발하는 핵심 중개기관의 역할을 수행했다. 오늘날, RTP에는 합의 공간을 중심으로 지식 공간과 혁신 공간이 연계되는 구조를 통해 트리플 힐릭스 공간이 구축되어 있으며, 이를 통해 기존 산업 생태계의 역동성을 유지하면서도 새로운 산업 생태계가 성장하는 이른바 역동적 진화 구조를 나타내고 있다.

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높은 Pr 수의 유체를 사용한 수직 원형관 외부의 자연대류 실험 (Experiments on Natural Convection on the Outer Surface of a Vertical Pipe by Using Fluids with High Pr Number)

  • 강경욱;정범진
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제35권1호
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    • pp.33-42
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    • 2011
  • 유사성 원리를 이용하여 매우 높은 Pr 수의 유체를 사용하여 수직 원형관 외부의 자연대류 열전달 현상을 실험적으로 연구하였다. 황산-황산구리 수용액의 전기도금계를 물질전달계로 채택하였으며, 실험은 직경 0.005m~0.035m의 음극을 사용하여 Pr 수 2,094~4,173 그리고 $Ra_H$$1.4{\times}10^9{\sim}4{\times}10^{13}$에서 열전달계수를 측정하였다. 층류에서 실험한 결과는 King, Jakob와 Linke, McAdams, Bottemanne의 수직 원형관 자연대류의 열전달 상관식에 일치하였고 난류에서는 수직평판 난류 자연대류 상관식인 Fouad의 상관식과 일치하였고 Pr 수에 대한 의존성이 나타났다. 실험을 통하여 도출한 층류 상관식은 $Nu_H=0.55Ra^{0.25}_H$,�㉢�류 상관식은 $Nu_H=0.12Ra^{0.28}_HPr^{0.1}$였다. 층류와 난류사이의 천이는 $Ra_H$ 수 약 $10^{12}$에서 발생하였다.

한강종합개발 이후 한강하구 및 경기만의 퇴적환경 (Depositional Sedimentary environments in the Han River Estuary and Around the Kyunggi Bay Posterior to the Han river's developments)

  • 장현도;오재경
    • 한국해양학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.13-23
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    • 1991
  • 한공종합개발 휘 한강하구 및경기만에서의 퇴적환경을 파악하기 위하여 수리물리 적 및 퇴적학적 관점의 수사를 실시하였다. 수리적 특정과 퇴적학적 특성을 종합해 볼 때, 본 연구지역은 크게 \circled1 행주대교 상류역의 하천, \circled2한강과 경기만을 연결하는 하 구, \circled3 경기만 일대의 연안-만 퇴적환경으로 구분할 수 있다. 그러나 한강종합개발 이 후 한강 전역에서 통수단면적이 증가되고 유속이 감소되는 등 전반적인 수리물리적 특 성이 변화됨으로써 한강하류 및 하구역(강화대료)에서의 부유물질 농도가 각각 37mg/l, 500-1750 mg/l에서 개발이후 17 mg/l 208-1142 mg/l 로 큰 폭으로 감소된 것 으로 나타났다. 또한 하류 수중보 부근에서는 siltation이 유발되고 있으며, 하천환경 과 하구환경의 경제가 점이 적이지 못하고 급격한 변화를 보이는 등 퇴적환경에도 상 당한 변화가 초래된 것으로 나타났다. 이는 주로 종합개발에 수반되는 한강의 수위저 하를 방지하기 위하여 잠실대교와 신곡에 수중보를 설치함으로써 비롯된 것으로 사료 된다. 하구는 하천과 해양을 연결하는 전이지역이므로, 한강과 한구에서의 이러한 변 화는 앞으로 인접한 퇴환경에도 많은 영향을 미칠 것으로 사료되며, 경기만으로 파급 되는 영향을 파악하기 위하여는 무엇보다도 임진강과 예성강 하구를 포함한 한강 하구 역에 대한 상세한 연구가 요구된다.

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생석회 제조 공정에서의 풍촌층 고품위 석회석의 소성 특성 (Calcination Characteristics of High-purity Limestone from the Pungchon Limestone in the Quicklime Manufacture)

  • 노진환;이현철
    • 한국광물학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.209-224
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    • 2008
  • 풍촌층에서 산출되는 다양한 유형의 고품위 석회석을 대상으로 하여 이들의 하소 특성을 규제하는 원광의 응용광물학적 영향 요인들을 파악하고자 하였다. 이를 위해서 원광의 특징과 동일한 소성 조건 하에서 제조된 생석회의 응용광물학적 특성을 체계적으로 분석 및 계측하였고 그 결과를 원광의 광물 특성과 연계하여 비교 검토하였다. 석회석의 가열처리 단계에서 생석회로의 전이 과정은 입자의 경계부나 방해석 결정 내의 벽개 및 쌍정면 등과 같은 물성적 취약대에서 선택적으로 진행되며, 이 과정에서 원암의 모든 조직적 사항이 그대로 잔존된다. 또한 소성 시간이 길어짐에 따라 생석회 결정들의 결정 입도와 결정형의 발달이 심화되는 경향을 보인다. 풍촌층 고품위 석회석의 소성 특성에 영향을 주는 주된 규제 요인으로서 결정 입도, 벽개 및 쌍정의 발달 정도 및 조직적 사항이 중요한 역할을 하는 것으로 밝혀졌다. 특히 원암의 낮은 결정 입도와 치밀한 입간 조직 양상은 모든 소성특성에 있어서 유리한 것으로 판단된다. 그러나 벽개 및 쌍정면의 발달은 가열 과정 중 균열대를 형성시키기 때문에 생석회 공정에 있어서 부정적인 역할을 하는 것으로 평가된다. 따라서 생석회 용도로 사용되는 석회석으로는 가급적 낮은 결정 입도와 대리암의 조직을 보이는 광석이 상대적으로 유리할 것으로 여겨진다.

합성탄성파 기록을 이용한 나이지리아의 나이저 삼각주 해안 에포메(Efomeh) 지역의 이상고압 예측 (Overpressure prediction of the Efomeh field using synthetic data, onshore Niger Delta, Nigeria)

  • Omolaiye, Gabriel Efomeh;Ojo, John Sunday;Oladapo, Michael Ilesanmi;Ayolabi, Elijah A.
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제14권1호
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    • pp.50-57
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    • 2011
  • 나이지리아의 나이저 삼각주 분지에 위치한 에포메 지역의 이상고압을 효과적이고 정확하게 예측하기 위해 탄성파 및 시추공 자료를 종합적으로 해석하였다. 정상 공극압 영역과 및 이상 공극압 영역을 평균 및 편차의 원리를 기초로 하여 평균속도 경향성으로부터 도시하였다. 두 경향성 사이의 전이는 이상고압영역의 상부경계면을 나타낸다. Dix 근사식에 의해 구해진 구간속도를 이용하여 탄성파자료로부터 이상고압 영역의 상부경계면을 일정한 간격에서 발췌하였다. 예측된 이상고압 영역의 정확도는 에포메(Efomch)01 시추공의 음파검증 자료를 통해 확인되었다. 이상고압 심도의 예측값과 관측값 사이의 편차는 에포메(Efomch)01 시추공에서는 10m 이하 이며, 99퍼센트 이상의 신뢰도를 갖는다. 이렇게 생성된 심도 단면도는 에포메 지역 이상고압 영역의 상부 경계면이 해수면 아래 2655${\pm}$2 m (2550 ms) to 3720${\pm}$2 m (2900 ms)사이에 분포하고 있음을 보여준다. 이 심도는 에포메01 시추공의 지층평가를 이용하면, 두꺼운 해양성 셰일층에 해당한다. 에포메 지역 내의 아그바다층(Agbada Formation)의 하부는 과도한 압력을 받고 있으며, 이상고압의 상부 심도는 조사 지역에 걸쳐 항상 층서경계와 부합되는 것은 아니다. 에포메 지역에 향후 설치할 심도 2440 m 이상 시추공들에서의 이상고압 영역 상부 경계면 예층은 순환손실의 방지와 보다 안전한 시추를 위해 매우 중요한 정보이다.

한국 서해 중부 연안역의 수질환경 특성 (Water Quality Characteristics Along Mid-western Coastal Area of Korea)

  • 임동일;강미란;장풍국;김소영;정회수;강양순;강영실
    • Ocean and Polar Research
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    • 제30권4호
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    • pp.379-399
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    • 2008
  • Spatial-temporal variations in physiochemical water qualities (temperature, salinity, DO, SPM, POC and nutrients) of surface and bottom waters were investigated along the mid-western coastal area (Taean Peninsula to Gomso Bay) of Korea. Spatial distribution patterns of temperature and salinity were mostly controlled by the physical mixing process of freshwater from Geum River and/or Gyunggi Bay with nearby coastal water. A strong tidal front is formed off Taean Peninsula during spring and summer. Seasonal variations in nutrient concentrations, lower in spring and summer and higher in fall and winter, are primarily regulated by magnitude of phytoplankton occurrence rather than freshwater loadings into the bay. Based on seasonal and spatial variability of physicochemical parameters, water quality of the study area can be divided into four water masses; Gyunggi Bay-influenced Water Mass (GBWM), Geum River-influenced Water Mass (GRWM), Yellow Sea Bottom Cold Water Mass (YSBCWM) and Cheonsu Bay Water Mass (CBWM). Water quality of the GBWM (Taean Peninsula coastal area), which has relatively low salinity and high concentrations of nutrients, is strongly controlled by the Gyunggi Bay coastal water, which is under influence of the Han River freshwater. In this water mass, the mixed layer is always developed by strong tidal mixing. As a result, a tidal front is formed along the offshore boundary of the mixed layer. Such tidal fronts probably play an important role in the distribution of phytoplankton communities, SPM and nutrients. The GRWM, with low salinity and high nutrients, especially during the flood summer season, is closely related to physiochemical properties of the Geum River. During the flood season, nutrient-enriched Geum River water mass extends up to 60 km away from the river mouth, potentially causing serious environmental problems such as eutrophication and unusual and/or noxious algal blooms. Offshore (<$30{\sim}40m$ in water depth) of the study area, YSBCWM coupled with a strong thermocline can be identified in spring-summer periods, exhibiting abundant nutrients in association with low temperature and limited biological activity. During spring and summer, a tidal front is formed in a transition zone between the coastal water mass and bottom cold water mass in the Yellow Sea, resulting in intensified upwelling and thereby supplying abundant nutrients to the GBWM and GRWM. Such cold bottom water mass and tidal front formation seems to play an important role in controlling water quality and further regulating physical ecosystem processes along mid-western Korean coastal area.

Electrical and Magnetic Properties in [La0.7(Ca1-xSrx)0.3MnO3)]0.99/(BaTiO3)0.01 Composites

  • Kim, Geun-Woo;Bian, Jin-Long;Seo, Yong-Jun;Koo, Bon-Heun
    • 한국재료학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.216-219
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    • 2011
  • Perovskite manganites such as $RE_{1-x}A_xMnO_3$ (RE = rare earth, A = Ca, Sr, Ba) have been the subject of intense research in the last few years, ever since the discovery that these systems demonstrate colossal magnetoresistance (CMR). The CMR is usually explained with the double-exchange (DE) mechanism, and CMR materials have potential applications for magnetic switching, recording devices, and more. However, the intrinsic CMR effect is usually found under the conditions of a magnetic field of several Teslas and a narrow temperature range near the Curie temperature ($T_c$). This magnetic field and temperature range make practical applications impossible. Recently, another type of MR, called the low-field magnetoresistance(LFMR), has also been a research focus. This MR is typically found in polycrystalline half-metallic ferromagnets, and is associated with the spin-dependent charge transport across grain boundaries. Composites with compositions $La_{0.7}(Ca_{1-x}Sr_x)_{0.3}MnO_3)]_{0.99}/(BaTiO_3)_{0.01}$ $[(LCSMO)_{0.99}/(BTO)_{0.01}]$were prepared with different Sr doping levels x by a standard ceramic technique, and their electrical transport and magnetoresistance (MR) properties were investigated. The structure and morphology of the composites were studied by X-ray diffraction (XRD) and scanning electronic microscopy (SEM). BTO peaks could not be found in the XRD pattern because the amount of BTO in the composites was too small. As the content of x decreased, the crystal structure changed from orthorhombic to rhombohedral. This change can be explained by the fact that the crystal structure of pure LCMO is orthorhombic and the crystal structure of pure LSMO is rhombohedral. The SEM results indicate that LCSMO and BTO coexist in the composites and BTO mostly segregates at the grain boundaries of LCSMO, which are in accordance with the results of the magnetic measurements. The resistivity of all the composites was measured in the range of 90-400K at 0T, 0.5T magnetic field. The result indicates that the MR of the composites increases systematically as the Ca concentration increases, although the transition temperature $T_c$ shifts to a lower range.

퍼프모형을 이용한 준설플륨의 혼합거동 모의 (Simulation of Mixing Behavior for Dredging Plume using Puff Model)

  • 김영도;박재현;이만수
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제42권10호
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    • pp.891-896
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    • 2009
  • 준설 시 발생하는 부유물의 이송 확산 과정을 해석하기 위하여 퍼프모형을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 퍼프 모형은 추적방법에 따라 전방추적모형과 후방추적모형으로 나눌 수 있으며, 이 두 가지 추적방법은 계산효율과 수치 오차에 있어서 상이한 특성을 나타내었다. 경계처리에 있어서 입자추적모형과 상이한 방법을 사용하는 퍼프모형은 폐경계에서는 입자추적모형과 동일한 결과를 나타내지만 개경계에서는 다른 결과를 나타내었다. 또한 오염원이 임의의 공간적 분포를 갖는 경우, 퍼프모형은 입자추적모형보다는 적은 수의 퍼프를 사용할 수 있지만 이에 따른 경계면에서의 수치오차를 발생하였다. 흐름이 일정한 경우와 전단흐름의 경우에 대하여 이송 확산 수치모의를 수행하였으며, 이를 각각의 경우의 해석해 결과와 비교 분석하였다. 후방추적 퍼프모형은 전방추적 퍼프모형에 비하여 사용된 퍼프수와 관계없이 작은 오차를 발생하였으며, 전체적으로 퍼프모형이 입자모형보다는 훨씬 적은 수의 계산을 통해서도 작은 오차를 나타낼 수 있다는 것을 알 수 있었다. 그러나 Gaussian 분포를 갖는 퍼프모형은 전단흐름에서의 긴 유선형 농도분포를 모의할 수 없었고, 이에 관한 오차는 전단계수가 증가함에 따라 비선형적으로 증가하였다. 이와 같이 퍼프모형은 다양한 수환경에 적용할 경우, 뛰어난 효율성에 비해 정확도가 다소 감소하는 경향이 있지만, 입자추적모형과의 연계 모의 등을 통해 준설지점 인근의 근역에서의 오염원 해석에 사용될 수 있다.