• 제목/요약/키워드: velocity gradient

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비정체형 지하대수층의 속도-대수투수계수, 속도-수두 교차공분산에 관한 연구 (A Study on Velocity-Log Conductivity, Velocity-Head Cross Covariances in Aquifers with Nonstationary Conductivity Fields)

  • 성관제
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제31권4호
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    • pp.363-373
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    • 1998
  • 본 논문에서는 다공성 매질의 투수계수장이 비정체형인 경우 대수투수계수 및 수두와 속도의 교차공분산을 통하여 불규칙한 유동장을 규명하였으며, 포화대수층 내의 속도 및 수도 분포는 유입이 없는 2차원, 정상 유동문제를 추계학적으로 해석하여 구하였다. 이들 교차공분산들은 준 해석적 형태로 나타낼 수 있으며 비정체형 투수장과 수두의 평균 기울기를 나타내는 매개변수들로 표현된다. 투수계수의 상관 함수가 가우스 분포를 가지고 그 경향이 평균 수두 기울기와 평행한 경우와 수직인 두 특수한 경우의 교차공분산을 평균 유동 방향과 같은 방향이거나 수직 방향에 관하여 해석하였다. 이 교차공분산들은 투수계수장이 비정체형인 경우에 물질 이동의 예측 및 현장에서 측정시 conditioning에 유효하게 쓰일 수 있고 비정체형 수치해석 프로그램의 검증에도 활용할 수 있다.

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확률분포모형을 이용한 하루살이속(Ephemera) 종들의 물리적 미소서식처 적합도 평가 (Estimation on Physical Microhabitat Suitability for Species of the Mayfly Genus Ephemera (Ephemeroptera: Ephemeridae) Using Probability Distribution Models)

  • 공동수;송재하
    • 한국물환경학회지
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    • 제39권5호
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    • pp.396-412
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    • 2023
  • Species from the mayfly genus Ephemera (Order Ephemeroptera) was assessed for their physical microhabitat suitability (namely E. strigata, E. separigata, and E. orientalis-sachalinensis). Probability distribution models (Exponential, Normal, Lognormal, Logistic, Weibull, Gamma, Beta, and Gumbel) based on the data collected from 23,957 sampling units of 6,787 sites in Korea from 2010 to 2021 were used. Mode and standard deviation calculated from the best-fitting models to species distribution along a water depth gradient were 265 cm and 159 cm in E. orientalis-sachalinensis; 10 cm and 83 cm in E. strigata; 20 cm and 15 cm in E. separigata, respectively. The current velocity gradient was 22 cm/s and 40 cm/s in E. orientalis-sachalinensis; 60 cm/s and 53 cm/s in E. strigata; 82 cm/s and 25 cm/s in E. separigata, respectively. The mean diameter (phi scale) of substrate grains were -3.6 and 2.2 in E. orientalis-sachalinensis; -7.4 and 1.5 in E. strigata; -5.8 and 0.9 in E. separigata, respectively. Habitat suitability range of E. orientalis-sachalinensis was estimated to be 161~369 cm (water depth), 5~44 cm/s (current velocity), -5.2~-2.0 (mean diameter); 3~34 cm (water depth), 36~94 cm/s (current velocity), -8.1~-6.3 (mean diameter) for E. strigata; 12~32 cm (water depth), 63~96 cm/s (current velocity), -6.3~-5.2 (mean diameter) for E. separigata. In relative comparison, E. orientalis-sachalinensis was estimated to be rheophobic, eurybathophilic, and eurypsephophilic; E. strigata to be euryrheophilic, bathophobic, and lithophilic; E. separigata to be stenomesorheophilic, stenobathophobic, stenolithophilic.

광대역 원격지진의 수신함수를 이용한 한반도 지각구조 (Crustal Structure of the Korean Peninsula from Broadband Teleseismic Records by Using Receiver Function)

  • 김소구;이승규;전명순;강익범
    • 자원환경지질
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    • 제31권1호
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    • pp.21-29
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    • 1998
  • 원주 (KSRS), 인천 (IRIS), 그리고 포항 (PHN)에서 관측한 원격 지진 P파로부터 광대역 수신 함수(Receiver Function)를 이용하여 관측소 하부의 지각 속도 모델을 찾았다. 3개의 관측소에서 기록된 수신 함수 파형으로부터 모호 불연속면에서 전환된 Ps파형을 명확하게 관측할 수 있었다. 각 관측소에서 관측된 수신 함수들은 신호 대 잡음 비 (S/N ratio)를 향상시키기 위해 후방위각과 진앙 거리가 거의 같은 수신 함수들끼리 스태킹(Staking)하였다. 이와 같이 스태킹한 수신함수를 수신함수 역산법 (Receiver Function Inversion Method)을 이용하여 다음과 같은 결과를 얻었다. (1) 포항 관측소에는 후방위각 남동 (SE)과 북서 (NW)방향의 수신 함수 역산 결과 표층으로부터 4~5km에서 고속도층이 존재하며 10 km깊이부터 저속도층 (LVZ)이 존재하고 있다. 그리고 북서 (NW)방향의 원격 수신 함수 역산 결과 약 28km 깊이에 모호 불연속면이 존재하는 것을 찾았다. (2) 원주 관측소에서는 북동 (NE)방향의 원격 수신 함수 역산 결과 천부 지각 속도 구조 양상이 다소 복잡하고 3~4km깊이에 고속도대 (high-velocity zone, $V_p{\simeq}6.8km/sec$)가 존재하는 것으로 나타났다. 이 지역의 평균 지각 두께는 33km 이며, 30~33 km깊이에서 속도가 6.4 km/sec에서 7.9 km/sec로 급격히 변하는 지각-맨틀 경계가 존재하는 것을 알 수 있다. 따라서 Moho 불연속면의 깊이는 33km로 추정된다. (3) 북서 (NW)방향의 수신함수 분석결과 인천 관측소 하부의 지각 속도 모델의 특징으로는 P파의 속도는 표층부터 선형적으로 증가되고 또한 26~29 km 깊이에 P파 속도가 6.2 km/sec에서 7.9 km/sec로 속도가 급격히 변하고 있음에 비추어 Moho 불연속면은 심도 약 29km에 존재하는 것으로 나타났다.

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A nonlocal strain gradient theory for scale-dependent wave dispersion analysis of rotating nanobeams considering physical field effects

  • Ebrahimi, Farzad;Haghi, Parisa
    • Coupled systems mechanics
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    • 제7권4호
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    • pp.373-393
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    • 2018
  • This paper is concerned with the wave propagation behavior of rotating functionally graded temperature-dependent nanoscale beams subjected to thermal loading based on nonlocal strain gradient stress field. Uniform, linear and nonlinear temperature distributions across the thickness are investigated. Thermo-elastic properties of FG beam change gradually according to the Mori-Tanaka distribution model in the spatial coordinate. The nanobeam is modeled via a higher-order shear deformable refined beam theory which has a trigonometric shear stress function. The governing equations are derived by Hamilton's principle as a function of axial force due to centrifugal stiffening and displacement. By applying an analytical solution and solving an eigenvalue problem, the dispersion relations of rotating FG nanobeam are obtained. Numerical results illustrate that various parameters including temperature change, angular velocity, nonlocality parameter, wave number and gradient index have significant effect on the wave dispersion characteristics of the understudy nanobeam. The outcome of this study can provide beneficial information for the next generation researches and exact design of nano-machines including nanoscale molecular bearings and nanogears, etc.

이륜차 보호유리의 장착 기울기에 따른 이륜차 주위에서의 유동 해석 (Flow Analysis of Mounting Gradient of Protective Glass Around Motorcycle)

  • 한문식;조재웅
    • 한국생산제조학회지
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    • 제23권6호
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    • pp.596-601
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    • 2014
  • In this study, driving efficiency and the safety of motorcycle drivers due to the mounting gradient of motorcycle protective glass are investigated through flow analysis. Mounting gradients of motorcycle protective glass in models 1, 2, and 3 are $60^{\circ}$, $70^{\circ}$, and $80^{\circ}$, respectively. Wind velocity of 100 km/h is applied to the protective glass installed at the front of each model. The flow resistance values of models 2 and 3 are 1.2 and 1.5 times, respectively, that of model 1. The driving efficiency of model 1 is the highest among the three models. Pressure to the driver's face in models 2 and 3 is 1.2 times higher than in model 1. Because the pressure to the driver's face in model 1, with mounting gradient of $60^{\circ}$, is the lowest among the three models, model 1 is the safest. This result can be applied to improve the safety of motorcycle drivers.

웨어러블 NOx 가스센서의 열유동 해석 (Thermal Flux Analysis for the Wearable NOx Gas Sensors)

  • 장경욱
    • 전기전자학회논문지
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    • 제23권3호
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    • pp.793-799
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    • 2019
  • 본 연구에서는 웨어러블 Fabric(Nylon) + MWCNT 가스센서 내부에서 열확산을 해석하기 위해서 요소해석 프로그램(comsol)을 이용하여 센서 내부에서의 열용량의 확산 과정과 열용량 분포 경도를 확인하였다. 열용량의 확산과정을 해석하기 위해서 가스센서의 구조체에 대하여 이차원으로 모델링을 진행하였으며, 제시된 모델링에 대해서 센서 구성 부분에 대한 특성값을 제시하여 메시 요소법(FEM)을 이용하여 설계된 웨어러블 가스센서에 대해서 열용량이 확산되는 정도와 열용량 경도를 구하기 위해서 지배방정식으로 1계 편미분방정식을 제안하여 해석하였으며, 열속도 전달식을 제안하여 전극층과 가스 검출부의 10[K/mm] 온도 경도를 구하였다.

Real-Time Water Wave Simulation with Surface Advection based on Mass Conservancy

  • Kim, Dong-Young;Yoo, Kwan-Hee
    • International Journal of Contents
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    • 제4권2호
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    • pp.7-12
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    • 2008
  • In this paper, we present a real-time physical simulation model of water surfaces with a novel method to represent the water mass flow in full three dimensions. In a physical simulation model, the state of the water surfaces is represented by a set of physical values, including height, velocity, and the gradient. The evolution of the velocity field in previous works is handled by a velocity solver based on the Navier-Stokes equations, which occurs as a result of the unevenness of the velocity propagation. In this paper, we integrate the principle of the mass conservation in a fluid of equilateral density to upgrade the height field from the unevenness, which in mathematical terms can be represented by the divergence operator. Thus the model generates waves induced by horizontal velocity, offering a simulation that puts forces added in all direction into account when calculating the values for height and velocity for the next frame. Other effects such as reflection off the boundaries, and interactions with floating objects are involved in our method. The implementation of our method demonstrates to run with fast speed scalable to real-time rates even for large simulation domains. Therefore, our model is appropriate for a real-time and large scale water surface simulation into which the animator wishes to visualize the global fluid flow as a main emphasis.

PIV 기법을 이용한 비등온 부력제트의 유동구조에 관한 연구 (Velocity Field Measurements of a Vertical Turbulent Buoyant Jet Using a PIV Technique)

  • 신대식;윤정환;이상준
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제25권5호
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    • pp.611-618
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    • 2001
  • The flow characteristics of a turbulent buoyant jet were experimentally investigated using a single-frame PIV system. The Reynolds number based on the nozzle exit velocity and nozzle diameter was about Re=5$\times$10$^3$. The instantaneous velocity fields in the streamwise plane passing the jet axis were measured in the near field X/D <11 with and without the temperature gradient. By ensemble averaging the instantaneous velocity fields, the spatial distributions of mean velocity, vorticity, and higher-order statistics up to third order were obtained. The temperature difference of 10$\^{C}$ does not affect a significant influence to the flow structure in the near field, but the total entrainment rate is increased slightly. The entrainment rate shows a linear variation with the streamwise distance in the region after X/D=5.0.

평판 경계층 확산화염에서의 국부적 가속현상에 관한 실험적 연구 (An experimental study on the local velocity acceleration in a flat plate boundary layer diffusion flame)

  • 심성훈;하지수;신현동
    • 대한기계학회논문집
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    • 제12권4호
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    • pp.847-864
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    • 1988
  • 본 연구에서는 연료분출에 박리가 있는 경우와 없는 경우 각각에 대하여 화염 대 근처의 국부가속 현상이 박리에 의하여 어떻게 영향을 받는가를 실험적으로 규명하 고, 나아가서 종래에 행해져 왔던 관련 연구 결과를 재검토할려고 한다.

세포성 면역 반응과 경사감소학습에 의한 비선형 적응 PID 제어기 (Nonlinear Adaptive PID Controller based on a Cell-mediated Immune Response and a Gradient Descent Learning)

  • 박진현;이태환;최영규
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제10권1호
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    • pp.88-95
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    • 2006
  • PID 제어기는 구조가 간단하고 적용이 용이하다는 장점으로 인하여 널리 사용되고 있는 제어방식이다. 이러한 선형 PID 제어기는 시스템의 파라메터가 변화가 있거나 부하 특성이 비 선형적으로 변화할 때에 적절한 이득과 성능을 얻기 어려워 고성능 제어 특성을 기대하기 어렵다. 본 연구에서는 세포성 면역 반응과 경사감소학습에 기초하여 비선형 PID 제어기를 설계하고, 설계된 제어기의이득과 비선형 함수의 파라메터들을 실시간 적응적으로 학습할 수 있는 학습 알고리즘을 개발하고, 이를 제어시스템에 적용하였다. 제안된 비선형 PID 제어기는 비선형 직류 모터 시스템의 파라메터들이 변화하거나 주파수가 다른 추종 명령에 대하여, 적응적으로 이득을 변화 시키며 추종함을 보였다.