• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.538-538
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• 2012

최근 기후변화에 따른 이상홍수의 발생으로 인하여 댐의 수문학적 안정성 확보가 필요하다. 이에 따라 댐의 비상여수로를 건설하여 이상홍수에 대비한 대책을 마련하고 있다. 여수로의 운영상 고유속의 흐름이 방류되는데 이때 공동현상이 발생하며, 공동현상으로 인해 발생된 공동이 파괴되면서 구조물에 큰 피해를 주고 있다. 이러한 피해예방을 위해 현재까지 개발된 가장 경제적이고 효과적인 대책은 공기혼입장치이며, 국내에는 최근에 적용되고 있으나, 세부적인 설계기준과 설계기법, 절차등이 부족한 현실이다. 본 연구에서는 여수로 구조물을 대상으로 발생하는 공동현상에 대해서 이론적, 실험적인 분석을 실시하고자 한다. 공동현상에 대한 이론적인 배경과 최근의 연구동향을 분석하고, 국내 기존댐에 적용한 공기혼입장치 설치에 대해서 사례연구를 실시하여 적정성을 검토하였다. 또한 여수로의 대표단면인 개착식 여수로의 구형단면에 대해서는 주암조절지댐을 선정하고 터널식 여수로의 원형단면에 대해서는 임하댐 비상여수로를 대상구조물로 선정하여 각각 1차원 수치해석을 실시한 결과를 토대로 공기혼입장치의 위치 및 최적규모를 산정하고자 한다. 1차원 수치해석을 통해 분석된 공동현상 및 공기혼입장치에 대해서 3차원 수치해석을 실시하여 압력변화 및 공기혼입량등 공기혼입장치의 설치전과 설치후에 대한 효과를 검증하고 마지막으로 수리모형실험을 실시하여 1차원, 3차원 수치해석 결과에 대한 검증과 구조물의 안정성 증대를 확인하고, 추후 기타 여수로 구조물의 설계시 참고할 수 있는 기초자료가 될 수 있도록 하고자 한다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2013.04a
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• pp.393-397
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• 2013

관내의 유량을 제어하는 볼 밸브(ball valve)는 개폐각도(opening degree)가 커짐에 따라 출구에서 유속이 증가하고 밸브(valve)의 입 출구 간 압력강하(pressure drop)가 증가한다. 출구에서의 압력이 작동유체의 포화증기압보다 낮아질 때 공동현상(cavitation)이 발생한다. 관내에서의 공동현상은 배관시스템의 진동 및 소음, 부식 등에 있어서 악영향을 미칠 수 있으므로 설계에 매우 중요한 요소이다. 버터플라이 밸브를 비롯한 다른 밸브에서는 공동현상감소에 대한 연구가 많이 이루어졌다. 이에 본 연구에서는 볼 밸브 내 유동 특성(characteristic of flow)과 볼 밸브의 입출구간 압력강하를 줄이는 연구를 수행하였다. 개폐 각도와 그에 따른 압력강하와의 관계를 Edison_전산열유체를 사용하여 분석하고 공동현상을 감소시킨 볼 밸브의 설계를 제시 하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.174-174
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• 2012

최근 농업용저수지의 경우 기상이변에 따른 수위조절을 위하여 다량의 수문을 일시에 개방하는 사례가 지역적으로 증가하고 있는 추세이다. 그에 따라 당초 목적인 농업용수를 위한 취수시설이 최근 홍수조절용으로 활용됨에 따른 취수시설 내 공동현상이 발생하고 있다. 이러한 공동현상으로 인해 수시설물의 안정성에 문제가 발생하고 그에 따른 2차 재해위험이 있을 수 있다. 따라서 본 연구에서는 공동현상 방지를 위해 취수시설 공기관 설계기준에 대하여 고찰하였다. 공동현상을 방지하고 홍수량을 적절하게 배제하기 위해서 유입되는 공기량산정식이 필요하다. 공기관 단면결정은 농업생산기반정비사업 설계기준(필댐)의 구조설계 부분에 정리되어 있지만 이는 이수측면에서 설계 및 시공이 진행됨에 따라서 취수에 대한 목적을 달성하기에는 어려움이 있다. 따라서 취수시설의 기능과 역할을 증대시키고자 취수시설 적정 공기관 설계를 분석하여 향후 신규, 개보수 및 현장 유지관리에 활용하기 위한 기초자료를 제시하였다. 이러한 공동현상 및 공기관 설계를 위하여 현장조사, 수치해석, 수리모형시험을 병행하여 문석하였다. 그 결과 취수탑의 형상변수와 수위에 대한 수치해석을 수행하여 변수가 소요공기량에 미치는 영향은 조절게이트 개폐율을 증가시킬수록 소요공기량이 증가하며, 약 80%의 개폐율에서 소요공기량이 최대가 되었다. 방수로 직경이 증가하면, 공기관 입구와 끝단의 압력차가 감소하여 소요공기량이 감소하고, 수위가 증가하면 소요공기량이 증가하는 것으로 분석되었다. 따라서 공동현상 방지를 위해 공기량 산정식은 취수터널에 연직수문이 설치되어 있는 6가지 흐름의 형태에 따라서 $/Q_w=0.04(F-1)^{0.85}$, $Q_a/Q_w=K(F-1)$, $Q_a/Q_w=0.014(F-1)^{1.4}$, $Q_a/Q_w=0.015(F-1)^{1.4}$의 관계식 중 적정한 것을 사용하여야 할 것으로 판단되며, 또한 공기관에 유입부의 허용부압은 수두로부터 1.0m이하로 하고, 공기관 내 풍속은 $45^m/s$를 기준으로 최대 $90^m/s$로 하여야 할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1997.05a
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• pp.342-349
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• 1997

국내 원자력발전소의 참조격인 영광 3ㆍ4호기의 RCP를 1/10으로 축소한 모델펌프를 설계ㆍ제작하여 상온, 대기압에서 단상류 펌프특성과 포화상태 근방에서 공동현상 시발 과냉각온도($\Delta$T$_{sub}$ ) 실험을 수행하였다. 단상류 특성은 RCP와 유사하였고, 공동현상 시발 $\Delta$T$_{sub}$ 는 0~5$^{\circ}C$였으며, 압력에 따라 민감하였다. 공동현상의 무차원 변수는 Ca=(equation omitted)로 정의된다. 단상류 펌프특성과 이상류 펌프특성간의 상관관계인 수두손실비 H$^{*}$ (equation omitted)를 기포율($\alpha$)와 유량계수(ø)의 함수로 나타낼 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2007.04a
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• pp.309-312
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• 2007

The cryogenic fluid is the propellant for the liquid rocket engine. The design of space launcher vehicle is guided by minimum size and weight criteria, so the turbo pump solicits high impeller speed. Such high speed results in a zone of pressure drop below vapor pressure causing caivtation around inducer blades. The cryogenic fluid has different characters from isothermal fluid like water. The cryogenic fluid has very sensible thermodynamic properties and the phase change undergoes evaporative cooling. So, the developed code has to be modified cavitation modeling and it is added the energy equation for temperature sensitivity.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2006.11a
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• pp.21-24
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• 2006

공동 현상은 난류와 이상 유동으로 인해 그 해석에 어려움이 따르게 된다. 따라서 본 연구에서는 Pressure based 알고리즘을 이상 유동 포착 기법 중, volume fraction모델에 Kunz의 공동 현상 모델을 이용, 공동 현상을 해석할 수 있는 코드를 개발하였다. 이를 통해 2차원의 수중익 주위의 정상유동 해석을 통하여 수중익 주위의 압력 분포를 비교, 코드의 검증을 마쳤다. 또한 2차원 수중익 주위의 비정상 해석을 통해 재진입 영역의 발달에 따른 공동의 생성 및 붕괴를 모사하여 실험 결과와 비교하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.40 no.11
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• pp.913-918
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• 2016

A three-way reversing valve, which provides rapid and accurate changes in the water flow direction without requiring any precise control device, is used in automotive washing machines to remove oil and dirt that remain on the machined engine and transmission blocks. Because of the complicated shape of the bottom-plug, however, cavitation occurs in the plug. In this study, the cavitation index and POC (percent of cavitation) were used to quantitatively evaluate the cavitation effect occurring in the bottom-plug on the downstream side. An optimal shape design was conducted via parametric study with a simple CAE model to avoid time-consuming CFD analysis and hard-to-achieve convergence. To verify the results of the numerical analysis, a flow visualization test was conducted using a specimen prepared according to ISA-RP75.23. In this test, the flow characteristics, such as cavitation occurring on the downstream side, were investigated using flow test equipment that included a valve, pump, flow control system, and high-speed camera.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.36 no.7
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• pp.695-702
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• 2008

Flow instability in the rocket turbo pump systems can be caused by various elements such as valve, orifice and venturi and etc. The formation of cavitation specially in the propellant feeding system can trigger the mass flow and pressure oscillation due to cyclic formation and depletion of cavitations. If the cryogenic propellant are used, which is very sensitive to temperature variation, the change of propellant properties due to thermodynamic effect should be accounted for in the flow analysis. This study focuses on the formation of cryogenic cavitation adopting MUSHY IDM model suggested by Shyy and coworkers. Also, the flow instability is investigated with developed numerical code in the downstream of orifice flow. To this end, three different orifices are selected and investigated by the numerical calculation.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.39 no.11
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• pp.1123-1129
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• 2015

A pair of two-way valves typically is used in automotive washing machines, where the water flow direction is frequently reversed and highly pressurized clean water is sprayed to remove the oil and dirt remaining on machined engine and transmission blocks. Although this valve system has been widely used because of its competitive price, its application is sometimes restricted by surging effects, such as pressure ripples occurring in rapid changes in water flow caused by inaccurate valve control. As an alternative, one three-way reversing valve can replace the valve system because it provides rapid and accurate changes to the water flow direction without any precise control device. However, a cavitation effect occurs because of the complicated bottom plug shape of the valve. In this study, the cavitation index and percent of cavitation (POC) were introduced to numerically evaluate fluid flows via computational fluid dynamics (CFD) analysis. To reduce the cavitation effect generated by the bottom plug, the optimal shape design was carried out through a parametric study, in which a simple computer-aided engineering (CAE) model was applied to avoid time-consuming CFD analysis and difficulties in achieving convergence. The optimal shape design process using full factorial design of experiments (DOEs) and an artificial neural network meta-model yielded the optimal waist and tail length of the bottom plug with a POC value of less than 30%, which meets the requirement of no cavitation occurrence. The optimal waist length, tail length and POC value were found to 6.42 mm, 6.96 mm and 27%, respectively.

• Korea journal of population studies
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• v.27 no.2
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• pp.61-89
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• 2004

1990년 이후 중국 조선족 사회는 급격한 변화의 소용돌이에 휩싸여있다. 그 핵심에는 조선족 공동체의 총체적인 재구조화가 자리하고 있다. 조선족 집거지로부터 대규모의 이촌 현상이 나타나고 있으며 동북3성에 집중되어 있던 조선족은 전 중국으로 흩어지고 있다. 이러한 조선족의 이동은 조선족 공동체의 해체현상으로 이해되는 경향이 있다. 이 연구는 바로 인구이동이 조선족 사회와 공동체에 어떠한 영향을 주는지에 대한 물음에서 출발한다. 그리고 영향은 이동의 기원지인 농촌과 다양한 목표지의 현황과 조건, 이를 둘러싼 사회경제적 상황을 중심으로 다룬다. 이를 위해 사례연구를 실시하였으며, 필요한 자료는 선택된 마을의 방문과 현지에서의 심층면접을 통해 수집하였다. 연구의 결과는 조선족의 대규모, 원거리 이동이 조선족 공동체의 해체를 뜻하는 것은 아니라는 점을 명백히 보여준다. 인구유출로 도시 또는 조선족 중심지에서 떨어진 농촌 마을에서 공동체의 해체는 빠른 속도로 이루어진다. 그러나 조선족은 새로운 목표지에서는 새로운 유형의 집중현상을 보인다. 한마디로 조선족의 이동은 조선족 사회의 도시화의 경향과 함께, 보다 넓은 지역으로의 공동체의 분산과 공동체내에서의 높은 민족 집중성을 특징으로 전개되고 있다. 또한 조선족 도시 공동체는 거주지역의 격리보다는 민족성을 기초로 한 문화적 정체성에 대한 강조를 특징으로 한다.