• Title/Summary/Keyword: 수치확산

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A Study of Staged Swirling Combustion of Natural gas (천연가스 다단연소기술 연구)

  • 이진홍;목영일
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.4 no.1
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    • pp.115-125
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    • 1995
  • 본“천연가스 다단연소기술 연구”는, 공업적으로 널리 쓰이는 선회확산 방식으로 천연가스를 연소시킬 때 그 연소 특성과 발생되는 환경오염물질인 일산화탄소(CO)와 질소산화물(NOX)의 저감에 대한 연구로서, 천연가스의 난류확산화염과 선회확산화염의 유동장, 온도장, 농도장을 실험과 수치해석을 통하여 분석하여 각각 연소방식의 화염구조와 특성을 규명하고 해석하였다. 그리고 그 결과를 토대로하여 다단확산 연소실험 장치를 제작 다단확산연소의 중요한 인자인 1차당량비, 2차공기주입위치, 유속, 선회도 등을 변화시켜 질소산화물 저감과 높은 연소효율을 얻을 수 있는 최적의 연소조건을 찾아 내었다. 본고에서는 실험부분만을 간추려 발표하고 수치해석 부분은 다음 기회로 미루고자 한다.

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Mathematical Models on Diffusive Loss of Non-Aqueous Phase Organic Solvents from a Disk Source (디스크소스로부터 NAPL의 확산손실에 관한 수학적 모델)

  • Yoon, In-Taek;S.E., Dickson
    • Journal of Soil and Groundwater Environment
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    • v.13 no.6
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    • pp.40-49
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    • 2008
  • Matrix diffusion from planar fractures was studied mathematically and through physical model experiments. Mathematical models were developed to simulate diffusion from 2D and 3D instantaneous disk sources and a 3D continuous disk source. The models were based on analytical solutions previously developed by Carslaw and Jaeger (1959). The mathematical simulations indicated that the 2D scenario produces significantly different results from the 3D scenario, the time for mass disappearance is significantly larger for continuous sources than for instantaneous sources, the normalized concentration generally decreased over time for instantaneous sources while it increased over time for continuous sources, diffusion rates decrease significantly over time and space, and the normalized mass loss from the source zone never reaches 1 for continuous sources due to the semi-infinite integral. The simulations also showed that disappearance times increase exponentially with increasing source radii and matrix porosity, and decrease with increasing aqueous-phase NAPL solubilities.

Analysis of Non-conservative Pollutant Transport Using 2-D Stream Water Quality Model (2차원 하천수질모형을 이용한 비보존성 오염물질의 혼합거동 해석)

  • Seo, Il-Won;Song, Chang-Geun;Lee, Myung-Eun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.1741-1745
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    • 2006
  • 본 연구에서는 하천에 유입되는 오염물질 중 대부분을 차지하는 비보존성 오염물질의 확산거동을 예측하기 위해 2차원 수심평균된 이송분산방정식에 유한요소모형을 적용하였다. 수치모형 구성을 위해 Galerkin법을 이용한 가중잔차법을 사용하였으며, 복잡한 하천경계를 보다 정확히 재현할 수 있도록 삼각 및 사각요소망의 혼용이 가능하도록 하였다. 모의대상 수질인자는 BOD, DO, 질소화합물, 인화합물, 수온, pH 및 대장균군수이며, 이 가운데 BOD와 DO는 상호 쌍을 이루는 방정식을 풀어야 하는 특수한 형태이므로 별도로 취급하였다. 순간주입 및 연속주입에 의한 비보존성 오염물질의 확산거동을 모의하였으며, 시간에 따른 민감도를 분석하기 위해 보존성 오염물질의 확산거동과 비교하였다. 해석해를 이용해 순간주입된 오염물질의 오염운을 구하는 식을 유도하고 해석해와 본 연구에서 개발한 수치모형에 의한 수치해를 비교하였다.

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A Numerical Study on Dispersion of Inert Particles in a Rough Single Fracture (거친 균열 암반에서의 용질 입자 확산에 대한 수치적 연구)

  • Jeong, Woochang
    • Journal of the Korean GEO-environmental Society
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    • v.7 no.5
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    • pp.79-87
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    • 2006
  • This paper presents the numerical model developed to simulate the solute transport in rough and smooth single fractures. The roughness of these fractures is represented by using the fractal surface method. In this study, the 3D transport model, which is based on the random walk technique, is used to simulate the dispersion process of a solute which is represented by numerical particles. As the simulation results, it can be observed that the dispersion of solute in the fracture is significantly affected by the fracture roughness and particle size.

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Development of nearshore sediment transport numerical model based on GPU engine (GPU 엔진 기반 연안의 실시간 유사이송 수치모형 개발)

  • Noh, Junsu;Son, Sangyoung
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.177-177
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    • 2022
  • 기후변화 및 해안 구조물의 증가 등 여러 원인이 연안침식 및 해안선 변화와 같은 연안의 지형변화를 가속하고 있다. 빠르게 변화하는 연안의 지형변화예측 및 대응책 강구를 위해서는 연안의 유사이송 현상에 대한 신속한 예측이 필요하다. 본 연구에서는 GPU 엔진 기반 파랑해석모형인 Celeris Advent를 활용하여 실시간으로 연안의 유사이송 모의가 가능한 수치모형을 개발하였다. Celeris Advent는 GPU의 병렬코어를 활용해 실시간 연산과 GUI를 통한 사용자와의 실시간 상호작용이 가능한 모형이다. 지배방정식은 확장형 Boussinesq 방정식에 유사이송방정식을 양방향 결합하여 구성하였고, 지배방정식에는 하이브리드 유한체적-유한차분 수치기법을 적용하여 이송항은 유한체적법(Kurganov & Petrova, 2007), 소스항은 유한차분법을 통해 이산화하여 해석한다. 유사이송방정식은 수심적분형 이송확산방정식에 침식 및 퇴적 플럭스를 반영하는 소스항을 결합하여, 이송항 및 확산항을 통해 유사의 이송/확산을 고려함과 동시에 소스항을 통해 하상과의 상호작용을 고려하였다.

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An evaluation of the atmospheric dispersion models by the tracer field experiments (추적자 확산 실험을 통한 대기 확산 모델의 평가)

  • 윤희영;구윤서
    • Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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    • 2002.04a
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    • pp.105-106
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    • 2002
  • 산업이 발달함에 따라 대기 환경의 중요성이 강조되면서 대기 확산 모델을 이용하여 오염물질의 영향을 파악하는 일이 많아졌다. 그러나 대기 확산 모델은 수치계산으로 나온 값으로 자연현상의 모든 영향을 파악하기 어렵다는 한계점을 가지고 있다. 이러한 대기 확산 모델이 자연현상을 어느 정도 반영하는가를 평가하기 위해서는 추적자 물질을 이용하여 대기 오염물질의 확산 농도를 측정한 실측자료를 통하여 기존 모델을 평가하고 개선하는 것이 일반적인 방법이다. (중략)

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A Numerical Method for Dispersion of Unsteady Horizontal Line Source in Turbulent Shear Flow (난류전단 흐름에서의 비정상 수평 선오염원의 확산에 관한 수치해법)

  • 전경수
    • Water for future
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    • v.29 no.4
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    • pp.187-198
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    • 1996
  • A numerical model for unsteady dispersion of horizontal line source in turbulent shear flow is developed. A fractional step finite difference method is used which splits the unsteady two-dimensional advective diffusion equation into the longitudinal advection and the vertical diffusion equations, and solves them alternately for half time intervals by the Holly-Preissmann scheme and the Crank-Nicholson scheme, respectively. The developed numerical model is verified using a semi-analytic solution for steady dispersion in turbulent shear flow. Dispersion of an instantaneous plane source in turbulent shear flow is analyzed using the model. The degree of mixing at the same dimensionless time is almost the same regardless of the friction factor, and the travel distance required to reach a certain degree of mixing is inversely proportional to the square root of the friction factor.

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A Numerical Analysis for Estimations of Osmotic Pressure of Colloidal Suspension and Gradient Diffusion Coefficient of Particles from Permeate Flux Experiments (투과플럭스 실험으로부터 콜로이드 서스펜션의 삼투압과 입자의 구배확산계수 산출을 위한 수치적 해석)

  • 전명석
    • Membrane Journal
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    • v.12 no.2
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    • pp.90-96
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    • 2002
  • A novel methodology on the calculations of osmotic pressure and gradient diffusion coefficient has been provided ill the present study, by applying a succinct numerical analysis on the experimental results. Although both the osmotic pressure and the gradient diffusion coefficient represent a fundamental characteristic in related membrane filtrations such as microfiltration and ultrafiltration, neither theoretical analysis nor experiments can readily determine them. The osmotic pressure of colloidal suspension has been successfully determined from a relationship between the data of the time-dependent permeate flux, their numerical accumulations, and their numerical derivatives. It is obvious that the osmotic pressure is gradually increased, as the particle concentration increases. The thermodynamic coefficient was calculated from the numerical differentiation of the correlation equation of osmotic pressure, and the hydrodynamic coefficient was evaluated from the previously developed relation for an ordered system. Finally, the estimated gradient diffusion coefficient, which entirely depends on the particle concentration, was compared to the previous results obtained from the statistical mechanical simulations.

Comparison of Volume of Fluid (VOF) type Interface Capturing Schemes using Eulerian Grid System (오일러 격자체계에서 유체율 함수에 기초한 경계면 추적기법의 비교)

  • Kim, Do-Sam;Kim, Tag-Gyeom;Shin, Bum-Shick;Lee, Kwang-Ho
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.32 no.1
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    • pp.1-10
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    • 2020
  • The application of multiphase flows is increasingly being applied to analyze phenomena such as single phase flows where the fluid boundary changes continuously over time or the problem of mixing a liquid phase and a gas phase. In particular, multiphase flow models that take into account incompressible Newtonian fluids for liquid and gas are often applied to solve the problems of the free water surface such as wave fields. In general, multi-phase flow models require time-based the surface tracking of each fluid's phase boundary, which determines the accuracy of the final calculation of the model. This study evaluates the advection performance of representative VOF-type boundary tracking techniques applied to various CFD numerical codes. The effectiveness of the FCT method to control the numerical flux to minimize the numerical diffusion in the conventional VOF-type boundary tracking method and advection calculation was mainly evaluated. In addition, the possibility of tracking performance of free surface using CIP method (Yabe and Aoki, 1991) was also investigated. Numerical results show that the FCT-VOF method introducing an anti-diffusive flux to precent excessive diffusion is superior to other methods under the confined conditions in this study. The results from this study are expected to be used as an important basic data in selecting free surface tracking techniques applied to various numerical codes.