• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.5
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• pp.1706-1716
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• 1991

본 연구에서는 혼합대류하는 연직원통휜 열전달에 미치는 복사효과에 Rossel- and 근사해법을 도입한 층류 경계층방정식과 휜 전도방정식을 동시에 해석하여 복사 -전도매개변수(radiation-conduction parameter) M, 대류-전도 매개변수(convectionc- onduction parameter) N$_{c}$, 부력매개변수(buoyancy force parameter) R$_{i}$ 그 리고 횡곡률 매개변수(transverse curvature parameter) .lambda.를 계산 파라미터로 하여 휜 최적설계의 기본이 되는 총열전단률, 무차원 국소등가열전달계수, 무차원 국소열플 럭스 및 휜온도분포를 계산할 수 있는 일반성있는 algorithm을 개발하고 휜 성능에 관 한 결과들을 제공함으로써, 좀 더 완전한 복사 열플럭스를 도입한, 다음 연구를 위한 범용의 기초자료를 얻는데 본 연구의 목적이 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.42-42
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• 2019

유량조절을 위한 자동수문은 설정된 관리수위 이하에서는 수문이 개방되지 않으며, 유량이 증가하여 관리수위 이상이 되면 수문이 개방되어 방류를 시작하여 일정 수위를 유지하는 것을 의미한다. 자동수문의 운영 중 수문의 거동과 자동 개폐 시점을 예측하는 것은 정밀한 수문 설계를 위해 매우 중요하다. 수문 하단으로 흐름이 발생하면 수문 선단을 포함한 주변에서의 압력 차이로 인한 동수압 하중이 발생하고 진동을 유발, 수문 개방을 억제하는 하향력 등의 효과로 수문 운영에 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 부력식 수문의 모형실험을 통하여 정수압 상태의 부력 이론에 의한 수문 개방률과 측정에 의한 수문 개방률을 비교하였으며, 이론과 측정 수문 개방고의 차이를 하향력에 의한 효과임을 확인하였다. 부력식 수문의 하향력을 검토하기 위해 기존 이론식을 이용한 결과, 이론식은 부력식 수문에 적용하기 어려운 것으로 나타났다. 따라서, 기존 이론식을 이용하여 부력식 수문의 하향계수 산정을 위한 매개변수 관계식을 개방률을 이용하여 제시하였다. 제시된 매개변수 관계식의 결정계수는 0.721, 수정된 결졍계수는 0.690으로 나타났다. 부력식 수문의 형상비에 따른 하향력을 검토하기 위해서 수치모의를 수행하였다. 모형실험에서 측정된 자료와 수치모형 ANSYS-Fluent의 사용성을 검증하였고, 부력식 수문의 형상비를 0.24, 0.49, 0.69, 0.89, 1.09로 총 5가지로 설정하여 하향계수와 하향력을 분석하였다. 부력식 수문의 하향계수와 하향력 검토는 부력체, 스커트로 구분하여 분석을 수행하였다. 하향계수 분석결과, 하향계수는 개방률이 증가함에 따라 감소하였으며 하향계수가 부력체 부분에서는 0.465~1.542, 스커트 부분에서는 0.058~1.148의 범위로 나타났다. 하향력 분석결과, 하향력은 개방률 0.300 이하에서는 개방률이 증가함에 따라 하향력은 증가하였나 개방율 0.300 초과하면서부터 개방률이 증가함에 따라 하향력이 감소하는 것으로 나타났다. 또한 부력체 부분에서는 형상비가 증가함에 따라 하향력이 감소하였으나, 스커트 부분에서는 형상비가 증가함에 따라 하향력이 증가하였다. 이는 형상비가 증가함에 따라 스커트 부분의 면적이 증가하기 때문이다. 부력식 수문의 전체적인 하향력을 계산한 결과, 부력식 수문의 하향력은 0.002~0.015 kN의 범위를 가지며 형상비가 증가함에 따라 부력식 수문에 발생하는 하향력은 증가하는 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 1986.07a
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• pp.131-145
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• 1986

흐름수역에서 연직상향으로 방류되는 평면부력\ulcorner의 거동이 연속방정식, 운동량방정식 및 추적물수송식의 기본방정식에 의하여 수치적으로 해석된다. 난류확산에는 Prandtld의 혼합거리이론을 도입한 난류수송모형이 이용된다. 수치해 과정은 기본방정식을 유함수(stream function)식, 와도수송(vorticity transport)식으로 변환한 후, \ulcorner방류속도와, 방류구폭 등으로 표현되는 변수와 흐름을 지배하는 무차원 매개변수를 도입하여 무차원 형태로 표현하는 부분과 successive under-relaxation과 Gauss-Seidel반복법으로 수행하는 부분으로 이루어진다. 적절한 relaxation 계수를 선정하므로써 안정되고 수렴성이 좋은 계산이 수행된다. \ulcorner방류 속도와 가로흐름 속도의 비가 속도비(Velocity ratio)로 정의되며 속도비가 8 - 15의 범위에서 부력\ulcorner으로 인한 주변흐름수역의 속도변화 온도상승범위, 흐름상태(유선) 및 와도가 조사되었으며 \ulcorner의 경로에 대하여 속도비와 방류밀도후르드수의 영향이 또한 조사되었다. \ulcorner중심선의 속도와 온도변화, 국부밀도후르드수의 변화가 구해지며 퍼짐율(dispersion ratio), 확산비(spreading rate)가 방류밀도후르드수, 국부밀도후르드수 및 방류구로부터의 경로의 항으로 해석되었다. 또한 속도와 온도 분포에 상사(similarity)가 존재함이 밝혀졌으며 본 연구와 같은 조건의 범위에서는 Gaussian분포를 이용한 적분형해석(intergal type analysis)이 가능한 것으로 사료된다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.32 no.2A
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• pp.75-83
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• 2012

In this study, an analytical studies were carried out for the buoyancy preflexion method to improve structural performance of concrete floating structures. The buoyancy preflexion means that the preflexion effects were induced to the floating structure due to the difference in buoyancy between the pontoon modules composing the floating structures. In order to verify the buoyancy preflexion effects, an analytical studies were carried out for the floating structures. The size and dimensions of FE model were determined through the structural design process. The parameter of this analytical study was length ratios of central module part, which induces buoyancy preflexion effects, to the total length. The analysis results were pre-compression on the bottom concrete slab and displacement of freeboard due to buoyancy preflexion effects. These results were processed according to the loading step, buoyancy preflexion loads on the bottom and live loads on the topside. Then, the buoyancy preflexion effects on structural performance was analyzed. As the results of this study, it was found that the buoyancy preflexion significantly influence on structural performance of floating structures. According to the length ratio, the buoyancy preflexion effects have a tendency of parabolic form and maximized at the length ratio of 40~60%. The buoyancy preflexion method is simple in principle and easy in application. Also, it can effectively induce pre-compression on the bottom concrete slab. Therefore, it can be concluded that the buoyancy preflexion method contribute to the improvement of structural performance and decreasing of the cross-sectional depth of floating structures.

• Water for future
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• v.27 no.3
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• pp.123-134
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• 1994

The reattachment of buoyant effluent to shore in a crossflow is investigated experimentally. The effluent is produced by discharging warm water through projecting side channel into a confined cross-flow of the same depth. In the projecting effluent, the size of recirculating region, which is formed by defleted thermal plume on the lee of the effluent, tends to increase, but the maximum temperature decreases in the direction of the crossflow and it has more even transverse spreading compared to non-projecting type. The heat flux across the crossflow is found to be independant of the projected length of the side channel under relatively low buoyancy flux on the contrary to high buoyancy flux. The reattachment of the effluent can be specified by both velocity ratio and densimetric Froude number, whereas only the velocity ratio is governing factor to the reattachment of the effluent in the case of non-projecting type.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.15 no.2
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• pp.123-134
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• 2013

Urban underground structures at low ground elevations (i.e. shallow substructures) unlike typical tunnel structures are subjected to low overburden and high water pressures. This often causes the underground structures to become damaged. Various conventional methods for the urban underpass structures such as dead weight increasement, round anchors, and tension piles, are significantly conservative and provok concerns about the costly, time-consuming installation process. Recently, permanent drainage system becomes to widely use for supplementing the conventional method's shortcomings, but, it is applied without the considerations for ground conditions and water table. In this study, therefore, numerical analyses are performed with various parameters such as groundwater level, wall height, and ground conditions in order to establish design guidelines for induced drainage system which is a kind of the permanent drainage method constructed at the Y-area. According to the numerical results, the induced drainage system is very effective in reducing the uplift pressure that acts on the base of underpass structures.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.9 no.4
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• pp.518-527
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• 1985

대류-대류의 복합 열전달 문제를 유한차분법을 사용하여 수치적으로 연구하였다. 아래로부터 가열되는 직사각형 공동 내에서의 자연 대류와 공동 위쪽의 외부 난류 경계층 유동이 복합된 경우의 열전당 현상을 고려하였다. 두개의 서로 다른 모우드의 대류가 온도 분포가 미리 알려져 있지 않은 얇은 수평평판에 의해 분리되어져 있다는 점이 본 논문의 특이점이다. 수치적 해석은 Reynolds 수와 Grashof 수 및 공동의 기하학적 종횡비의 매개 변수적 효과가 발견되도록 행하여 졌다. 외부 난류 경계층 유동의 강도에 따라 공동 내에서의 유동 형태가 변할 수 있음을 알았다. 즉 내부 부력 세포의 회전 방향은 외부 유동의 존재에 의해 특성적으로 정해지며 공동 내의 유동 세포의 수는 Grashof 수가 증가 할수록 많아진다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.7 no.1
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• pp.11-22
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• 1987

A plane buoyant jet discharged vertically upward into a crossflow is analyzed by numerical solution of the governing equations of continuity, momentum and constituent transport. The turbulent transport is modelled by the Prandtl's mixing length theory. In the numerical solution procedure, the governing equations are transformed by stream function and vorticity transport, non-dimensionalyzed by discharge velocity, slot width, and parameters representing flow characteristics, and solved by Gauss-Seidel iteration method with successive underrelaxation. The numerical experiments were performed for the region of established flow of buoyant jet in the range of discharge densimetric Froude number of 4 to 32 and in the range of velocity ratio of 8 to 15, which is the ratio of discharge velocity to crossflow velocity. Variations of velocities and temperatures, flow patterns and vorticity patterns of receiving water due to buoyant jet were investigated. Also investigated are the effects of velocity ratio and discharge densimetric Froude number on the trajectories of buoyant jet. Computed are velocities, temperatures and local densimetric Froude numbers along the trajectory of the buoyant jet. Spreading rate and dispersion ratio were analyzed in terms of discharge densimetric Froude number, local densimetric Froude number and distance from the source along the jet trajectory. It was noted that the similarity law holds in both the profiles of velocity and temperatures across the jet trajectory and the integral type analysis of Gaussian distribution is applicable.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.35 no.1
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• pp.23-31
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• 2011

At supercritical pressure, the physical properties of fluid change substantially and the heat transfer at a temperature similar to the critical or pseudo-critical temperature improves considerably; however, the heat transfer may deteriorate due to a sudden increase in the wall temperature at a certain condition of a mass and heat flux. In this study, the heat transfer rates in $CO_2$ flowing vertically upward and downward in a circular tube with a diameter of 4.57 mm under various conditions were calculated by measuring the temperature of the outer wall of the tube. The published heat transfer correlations were analyzed by comparing their prediction values with 7,250 experimental data. By introducing a buoyancy parameter, a heat transfer correlation, which could be applied only to a normal heat transfer regime, was extended such that it can be applied to regime of heat transfer deterioration. The published criteria for heat transfer deterioration were evaluated against the conditions obtained from the experiment in this study.