• Title/Summary/Keyword: 불안정 현상

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1D, 2D interpretation of stream flooding by HEC-RAS and TELEAMC-2D (HEC-RAS, TELEMAC-2D 모형을 이용한 1, 2차원 하천 범람 해석)

  • Sim, Gyu Hyeon;Song, Si Hoon;Lee, Byung Jun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.394-394
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    • 2015
  • 급격히 변화하고 있는 산업화와 도시화로 지구 온난화 현상으로 기상이변의 발생빈도가 높아졌고 기후가 불안정하여 예전보다 많은 집중호우가 발생하면서, 홍수로 인한 제내지 침수가 발생되기도 한다. 기후변화로 인한 수재해에 대응하기 위하여 하천 호소 수리 예측 모형의 개선이 필요한 실정이다. 하지만, 자연하천 유역의 강우-유출 상관관계와 지표면 유출현상 및 하도 수리 특성을 자연현상의 복잡성, 강우발생의 시간적 공간적인 발생과정의 임의성, 정확한 해석방법 및 확률 분석에 따르는 불확실성 들을 토대로 단순한 이론과 제한적인 경험공식 등에 의해서 해석, 재현 및 평가를 한다는 것은 매우 어려운 문제이다. 최근 IT 기술의 발전과 더불어, 많은 연구자, 엔지니어들이 기존 수리 수문학적 지식과 IT기술을 융합하여 복잡 다단한 수자원 환경 문제를 해결하고자 한다. 이와 같은 최근 연구 동향에 의거하여, 본 연구에서는 HEC-RAS, TELEMAC-2D 1, 2차원 수리 모형을 연계하여 하천 흐름 분석 및 홍수 범람 해석에 적용하였다. 본 연구에서는 HEC-RAS, TELEMAC 모형을 적용하여 2012년 태풍 '산바(SANBA)'로 인해 홍수 피해를 입은 고령군에 위치한 낙동강 본류 회천 유역(상류 회천교 ~ 하류 도진교)의 하도 내 흐름 분석과 하천 인근 제내지 홍수범람을 예측하였다. 범람해석에 필요한 지형자료를 기초로 하여 각 지형의 조건에 맞게 수치자료를 이용하여 작성하였고, 수자원 정보를 이용하여 유랑, 수위 등 시계열자료를 지류 및 상 하류의 경계조건으로 설정하고, 조도계수 등 하천 기본정보들을 입력하였다. HEC-RAS 모형은 회천교부터 도진교까지 전구간에 대한 종단면과 횡단면별 홍수침수범위 및 홍수위 크기 등 거시적인 1차원 수리해석에 적용하였고, TELEMAC 모형은 HEC-RAS 시뮬레이션 결과를 바탕으로 HEC-RAS에서 나타내기 힘든 2차원 흐름특성, 침수현상 등 일부 범람 구간에 대해 수리해석에 적용하였다. HEC-RAS 시스템은 수공구조물들의 영향과 하천의 영향을 종 횡단면으로 다양한 홍수침수 범위를 1차원으로 나타 낼 수 있으며, TELEMAC 시스템 수리 모의를 통해 얻어진 결과는 유속, 유량, 수심, 하상고 높이 등 2차원으로 나타낼 수 있다. TELEMAC 시스템을 활용한 2차원 분석은 실측자료와 비교적 유사하고 시각, 공간적으로 이해하기 쉽게 표현되므로, 모형 적용성이 우수한 것으로 판단된다. 향후 유역 해석을 위한 수치데이터, 수위, 유량자료를 확보하여 HEC-RAS, TELEMAC 1, 2차원 연계 모형을 적용 한다면, 하천 준설, 하천 구조물 설치, 홍수피해 등 전반적인 하천관리 계획에 활용할 수 있을 것이라 판단된다.

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건물의 배수 및 통기시스템: 배관 내부압력의 능동적인 제어

  • Gormly, Michael;Swaffield, John. A.
    • The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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    • v.39 no.9
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    • pp.41-51
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    • 2010
  • 건물의 배수 및 통기시스템에서 나타나는 현상중에 확실한 내용이 아직 밝혀지지 않은 부분이 몇 가지 남아 있다. 이것은 19세기 말엽의 근대 위생공학의 시작 단계에서부터 잘 알려진 사실이다. 건물의 배수 및 통기시스템 운용에 대한 내용은 일반 공학과 특정 유체역학의 범위 내에서 가장 잘 이해할 수 있다. 건물의 배수 및 통기시스템의 운영에 종사했던 초기의 기술진들은 이러한 점을 잘 알고 있었으며 유체역학에 적합하게 응용한 많은 사례를 확인할 수 있었다. 제2차 세계대전이 끝나고 이에 대한 많은 연구가 진행되어 왔으며 특히 유럽에서 시작된 전후 재건 붐을 통해 배수 및 통기시스템의 설계에 좀 더 효율적인 접근이 진척되게 되었다. 이러한 배수시스템의 중심에는 배수관 내부의 오염된 공기가 배수구 또는 위생기구를 통하여 주거 공간으로 유입되는 것을 방지하는 트랩(Water Trap)이 있다. 배수트랩의 주요 기능인 봉수는 일반적으로 깊이가 40 mm에서 50 mm 정도로 위생기구의 종류에 따라 봉수의 깊이는 다소 차이가 있다. 배수관내 공기의 흐름이 중요한 것처럼 트랩의 봉수 메커니즘이 중요하기 때문에 이 메커니즘을 소홀히 여긴다면 안전한 배수시스템의 운영을 기대하기는 어렵다. 배수관 내의 공기의 흐름은 배수에 의해 유입되거나 또는 배출된다. 배수관에서 내부 압력의 불규칙한 변화로 인하여 야기되는 불안정한 배수의 흐름은 트랩의 봉수를 파괴하고 나아가 주거공간으로 오염된 공기가 새어 나갈 수 있는 통로를 제공하게 된다. 관내압력의 천이는 이로 인한 문제가 발생할 가능성이 있는 위치에 그 압력을 완화할 수 있는 장치를 설계단계에 반영하여 적용함으로써 제어할 수 있다. 건물 내부에 상당한 길이의 통기배관을 설치하는 것은 배관의 마찰손실로 인하여 천이 현상을 효과적으로 제어할 수 있는 확실한 방법이 되지는 못한다. 그렇지만 통기밸브를 설치하는 것과 같이 배수관 내로 공기를 공급해주는 유입구를 건물 내부에 분산 설치하는 것이 효율적인 통기방식이 될 수 있고, 정압 천이로 인한 위험을 줄여줄 수 있다. 통기밸브는 정압 발생의 원인이 되지 않으며 단지 정압에 반응하여 더욱 기밀하게 닫히며, 약화된 압력파를 반사할 뿐이다. 고층 건물에서 배수입상관과 평행하게 설치된 통기입상관(Parallel Vent Pipe)의 경우 극히 일부분의 정압 천이 현상을 완화할 수 있다. (통기 배관의 직경이 배수 입상배관과 동일한 경우 대략 1/3 정도임), 그러므로 정압의 천이로 인한 압력 파동은 배수 시스템의 나머지 부분을 통해 전파되어 배수 트랩에 영향을 미치게 된다. 정압의 천이가 예상되는 위치에 정압천이 완화 장치(Positive Air Pressure Transient Alleviation Device)를 사용하면 배관 내부압력의 급격한 상승을 방지하여 연결된 트랩의 봉수를 보호할 수 있다. 이렇게 되면 순간적으로 발생하는 배관내 압력의 급등 현상을 90% 정도까지 완화 시킬 수 있다. 경험적으로 배수시스템에서 배관이 완전하게 막혀 과도한 정압이 발생하는 경우는 거의 없다. 이러한 경우에는 가장 낮은 위치에 있는 배수 트랩의 봉수가 깨지면서 자연스럽게 배수시스템의 압력이 해소되게 된다. 이러한 사례는 통기 방식과 상관없이 발생할 수 있다. 실제와 유사한 시뮬레이션을 통하여 통기 밸브(Air Admittance Valves)는 전면 통기 시스템 (Fully Vented System)에서 최소한 트랩의 봉수 보호용으로 적합한 것이 확인 되었다. 어떤 경우 에는 고층 건물에 더욱 적합하다는 것을 확인할 수 있었다. 부압 해소용으로 통기밸브를 이용하고 정압완화용으로 정압 완화장치(PAPAs: Positive Air Pressure Transient Attenuators)를 사용하는 전면적 능동 제어시스템(Fully Engineered Designed Active Control System)이 사용자에게 육안으로는 확인하지 못하는 기능을 보장하면서 배수 시스템의 안전과 효율성에 대한 효과적인 방법을 제공하고 있다.

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Markov Job Scheduling Scheme based on Desktop Availability in Desktop Grid Computing Environment (데스크탑 그리드 환경에서 데스크탑 가용성 기반 마코브 작업 스케줄링 기법)

  • Byun Eun-Joung;Park Hark-Soo;Park Chan-Yeol;Choi Jang-Won;Jung Soon-Young;Hwang Chong-Sun
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2005.11a
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    • pp.991-993
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    • 2005
  • 데스크탑 그리드(Desktop Grid) 환경에서는 자원 제공자인 데스크탑의 자율적 연산 참여와 탈퇴를 허용하기 때문에 기존 데스크탑 그리드 시스템들은 연산 도중 잦은 중단으로 인해 연산의 완료 시간이 지연되고, 연산 수행의 신뢰성이 저하되며 연산의 완료를 보장하지 못하고 있다. 기존의 데스크탑 그리드 시스템들은 이러한 데스크탑의 동적 특성을 반영하지 못하고 있을 뿐만 아니라 데스크탑의 연산 수행 양식을 고려하지 않아 시스템의 안정성과 성능이 저하되었다. 신뢰성 높은 연산 수행을 지원하고, 데스크탑의 비예측적 연산 수행 속성을 극복하기 위해서는 데스크탑의 동적인 특성인 휘발성(volatility)을 고려한 스케줄링이 필요하다. 본 논문에서는 휴리스틱 접근을 통해 동적으로 가변하는 데스크탑의 상태를 보다 정확하게 모델링 하는 가용성 기반 마코브 작업 스케줄링 기법을 제안한다. 제안 기법은 데스크탑의 가용성을 기반으로 과거 연산 수행에 대한 패턴을 확률 모델링하여 미래 연산 수행 유형을 예측함으로써 연산 수행 도중의 불안정한 자원 제공 현상을 완화시키며 안정적인 스케줄링을 지원하여 시스템의 신뢰성과 성능을 향상시킨다.

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Dynamic Stability Analysis of Wind Turbines Considering Periodic Blade Pitch Actions (블레이드의 주기적 피치운동을 고려한 풍력 터빈의 동적 안정성 해석)

  • Kim, Kyungtaek;Lee, Chongwon
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.11a
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    • pp.186-186
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    • 2010
  • 개별 블레이드 피치 제어(individual blade pitch control)는 각각의 로터 블레이드의 피치각을 독립적으로 조정함으로써 블레이드에 작용하는 공력을 변화시키는 원리로 풍력 터빈 구조물에 발생하는 동적 피로하중을 저감시키기 위한 제어기법이다. 그러나 개별 피치 제어에 의해 발생하는 각 블레이드의 독립적인 피치 운동은 풍력 터빈 회전자에 비대칭성을 야기하고 구조물의 동적 불안정 현상을 발생시킬 수 있기 때문에 이에 대한 정확한 동적 해석이 선행되어야 한다. 하지만 블레이드의 피치 운동이 반영된 풍력 터빈은 시변계로 간주되어 기존의 시불변계 해석기법을 직접 적용할 수 없기 때문에 동적 해석에 어려움이 있다. 이 논문에서는 각각의 블레이드 피치운동을 주기함수로 근사화 함으로써 풍력 터빈을 주기 시변계로 모형화한다. 그리고 효율적으로 주기 시변계의 근사해를 구하기 위한 변조 좌표 변환(modulated coordinate transformation)기법을 적용하여 블레이드의 피치운동이 반영된 풍력 터빈의 동적 안정성 해석을 수행하였다. 그리고 현재 풍력 터빈의 동적 해석에 활용되는 대표적인 해석 기법인 다중 블레이드 좌표변환(multi-blade coordinate transformation)기법을 이용한 해석보다 정확한 결과를 얻을 수 있음을 보였다.

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A Study of Unstable Phenomenon of Flow Truss Dome Structure with Asymmetric Load Modes (Flow Truss Dome 구조물의 비대칭 하중모드에 따른 불안정 현상에 관한 연구)

  • Shon, Su-Deok;Kim, Seung-Deog;Kang, Moon-Myung
    • Journal of Korean Association for Spatial Structures
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    • v.2 no.4 s.6
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    • pp.61-76
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    • 2002
  • The structure system that is discreterized by continuous shells is usually used to make a large space structures and these structures show the collapse mechanisms that are captured at over the limit load, and snap-through and bifurcation are most well known of it. For the collapse mechanism, rise-span ratio, element stiffness and load mode are main factor, which it give an effect to unstable behavior. Moreover, resist force of structure can be reduced by initial condition and initial imperfection significantly. In order to investigate the instability of shell structures, the finite deformation theory can be applied and it becomes a nonlinear mathematics in which use equation of tangential stiffness incrementally. With an initial imperfection, using simple example and Flow Truss Dome, the buckling characteristics of space truss is main purpose of this paper, and unstable behavior is studied by proposed the numerical method. Also, by using MIDAS, this research work analyzes displacements and inner forces as the design load of model, and the ratio of buckling load of design load is investigated.

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Molybdenum dialkyl dithiocarbamat의 마찰특성

  • 김영환;강부평팔랑;익자정문
    • Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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    • 1989.11a
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    • pp.41-58
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    • 1989
  • 현재 자동차엔진유를 비롯한 각종윤활유에 마찰마모방지제 및 산화방지제로 사용되고 있는 유용성 몰리부덴계 화합물은 윤활제의 첨가제로서 주목받고 있다. 이와 같은 유용성 몰리부덴계 화합물은 윤활제의 첨가제로서 마찰부분의 고온에 의해 열분해함으 2 유화몰리부덴($MoS_2$)을 생성하기 위해서 합성한 것이다. $MoS_2$는 마찰마모 감소제로서 잘 알려져 있지만 고체이기 때문에 마찰면에 COATING 하거나 윤활유에 분산시켜 사용하고 있다. 그러나 윤활유에 분산시키는 것과 마찰면에 흡착시키는 것과는 계면화학적 반대현상이므로 문제가 발생하게 된다. 그러므로 윤활유중에 안정한 분산계를 만들어 사용시에는 비교적 안정한 COLLOID 계가 파손되지 않아야 한다. 그러나 열가학적으로 불안정한 COLLOID 계를 유지하기는 어려운 문제이다. 그러므로 유용성인 몰리부덴계 화합물을 윤활유에 용해시켜 열적 혹은 TRIBOCHEMICAL 적으로 분해해 줌으로서 마찰표면에 $MoS_2$의 생성이 필요하다. 이와같은 목적으로 개발된 유용성 몰리부덴화합물은 마찰마모감소작용 및 산화방지작용의 메카니즘에 관해서는 불투명한 점이 많다. 본 논문은 유용성 몰리부덴계 화합물중 Molybdenum dialkyl dithiocarbamate (이후 MoDTC로 명함)를 윤활유 첨가제로 사용해 마찰실험을 통하여 마찰감소작용의 메카니즘을 해명하고, 특히 마찰표면에 생성될 $MoS_2$막의 효과에 관해 중점을 두고 분위기의 효과로 부터 MoDTC의 마찰감소작용의 인자에 대한 고찰을 행하였다.

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A Study on the Extrusion Foaming of Polypropylene (폴리프로필렌의 압출발포 특성에 관한 연구)

  • 황대영;한갑동;홍다윗;이규일;이기윤
    • Polymer(Korea)
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    • v.24 no.4
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    • pp.538-544
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    • 2000
  • The characteristics of cell growth and foamed cell structures of PP were investigated by a continuous foaming process. The operating parameters were the contents of blowing agent and nucleating agent, nucleating agent contents, die temperatures and die dimensions. The foaming cells grew without collapse at less than 14.5 wt% of blowing agent, isopentane. But the cells were collapsed when the blowing agent content was more than 14.5 wt%. The foam density dramatically decreased when a very small amount of the nucleating agent, 1 wt%, was added. After the nucleating agent was added, the cell's weight plummeted to one-seventh of its previous weight. Stable foam cell structures were formed at the die temperature of 17$0^{\circ}C$. However, the effects of the pressure drop rate on the cell morphology were not serious.

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The Study for Actual Application of Modeling Method for Master Controller of Coal-Fired Power Plant (석탄화력발전소 마스터 제어기에 대한 모델링 기법 실증적용에 관한 연구)

  • Lim, Geon-Pyo;Jeong, Tae-Won;Kim, Yun-Seok
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2009.07a
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    • pp.1670_1671
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    • 2009
  • 산업경제구조의 변화로 경험이 풍부한 전문가들이 은퇴하고 경험이 적은 직원들이 그들의 업무를 대신하는 구조로 조직이 변화하고 있다. 동시에 녹색성장시대의 도래로 화석연료를 사용하는 설비에 대한 투자가 줄면서 점차로 노후화되는 경향을 보이고 있어 불필요한 운전 과도현상에서 기인된 극단적인 손상은 설비자체 및 전력공급계통 전체에 치명적이라고 할 수 있다. 따라서 석탄화력발전소 제어 시스템은 이러한 사안들을 안정적으로 이끌어 나가기 위한 중요한 요소로 저비용 고효율 발전소 유지를 위해 중점적으로 발전시켜 나가야 할 부분이다. 본 논문은 석탄화력발전소의 주구성요소인 보일러와 터빈을 제어하는 마스터 제어기의 복잡한 로직을 모델 기반의 간단한 로직으로 개발하여 시뮬레이션 한 결과를 실제 발전소에 적용하기 위한 내용을 기술하였다. 실제 발전소는 많은 위험요소들을 안고 있기 때문에 시뮬레이션에서 나타나는 급격한 제어동작을 수용할 수 없을 경우도 있으며, 실제 다른 많은 변수들이 제어불안정 요소로 작용할 수 있다. 차후 실제 적용한 결과는 예측제어의 사용과 같은 제어시스템 향상을 위한 개발과 운영효율 향상에 사용될 것이다. 튜닝 과정에서의 연구결과는 시간절약과 제어부분 결함제거 등 직원들의 전문지식 향상 등에 도움을 주게 될 것이다.

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Single-Person Household Needs with a Focus on Interior Planning (실내계획측면에서의 1인 가구 주거요구 분석 연구)

  • Choi, Han Hee;Kim, Mi Jeong
    • Korean Institute of Interior Design Journal
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    • v.24 no.6
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    • pp.163-170
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    • 2015
  • 우리나라 1인 가구는 대부분 다인가구로의 전환 이전에 잠시 거치는 거주형태로 인식되어 불안정한 상황이다. 그러나 오늘날 만혼, 비혼 등 결혼에 대한 인식 변화와 고령화 등의 영향으로 가족의 형태가 변화하고 있으며 이에 따라 거주형태도 다인가족 중심에서 1인 또는 2인 등 소단위로 분화되면서 다양해지고 있다. 하지만 다인 가구에 중심으로 형성된 기존의 주거시장에서는 이러한 급속도의 변화를 수용할 수 없어 여전히 소형 주거는 많은 불편함을 감수해야만 하는 열악한 실정이다. 본 연구는 현 사회현상에 주목하고 1인 가구를 위한 주거 계획 시 실내환경 측면에서 고려해야 할 사항들을 도출하는 것에 목적을 두었다. 선행연구들을 바탕으로 1인가구의 생활유형과 실내공간에서의 요구 사항들을 파악하기 위한 설문을 구성하였으며 실제 1인가구를 대상으로 설문조사 하였다. 결과, 현재 1인가구들이 거주하는 소형주거에서는 식사공간, 수납공간 등이 미비하여 공간 만족도가 매우 낮게 나타나는 등 무계획적 원룸형태 공급으로 인한 문제점을 확인 할 수 있었다. 따라서 단순히 숙식을 위한 물리적 공간 공급이 아니라 다양한 라이프스타일을 반영한 계획적 평면개발이 이루어져야 할 것이다. 또한 공간이라는 하드웨어와 1인 주거 간의 커뮤니티 활성화, 고령사회를 반영하여 다양한 연령대 1인 주거를 위한 사회화 프로그램 개발 등 소프트웨어 적 고려도 함께 이루어져야 할 것이다. 본 연구 결과는 물리적, 심리적 전환기에 있는 우리나라 주택시장의 새로운 요구에 대응할 수 있는 기초자료로 활용되어지길 기대한다.

Experimental study of unsteady thermally stratified flow (비정상 열확산 현상 의 실험적 연구)

  • 이상준;정명균
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.9 no.6
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    • pp.767-776
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    • 1985
  • Unsteady thermally stratified flow caused by two-dimensional surface discharge of warm water into a oblong channel was investigated. Experimental study was focused on the rapidly developing thermal diffusion at small Richardson number. The basic objective were to study the interfacial mixing between a flowing layer of warm water and an underlying body of cold water and to accumulate experimental data to test computational turbulence models. Mean velocity field measurements were carried out by using NMR-CT (Nuclear Magnetic Resonance-Computerized Tomography). It detects quantitative flow image of any desired section in any direction of flow in short time. Results show that at small Richardson number warm layer rapidly penetrates into the cold layer because of strong turbulent mixing and instability between the two layers. It is found that the transfer ofheat across the interface is more vigorous than that of momentum. It is also proved that the NMR-CT technique is a very valuable tool to measure unsteady three dimensional flow field.