• 대한기계학회논문집B
• /
• 제36권6호
• /
• pp.583-591
• /
• 2012

판형열교환기는 높은 효율로 인하여 다양한 산업 분야에 사용되고 있으며, 판형열교환기의 성능특성을 파악하기 위해 많은 연구가 이루어 졌다. 하지만 세브론 각을 제외한 판형열교환기의 기구적 설계변수에 따른 성능특성 파악은 상대적으로 많이 부족한 실정이다. 본 연구는 판형열교환기의 기구적 설계변수에 따른 열전달 및 압력강하 성능특성을 파악하기 위해서 세브론 각, 전열판 골 깊이, 전열판골 길이, 전열판 개수 등을 변화시키며 실험을 수행하였다. 실험결과를 바탕으로 판형열교환기의 다양한 기구적 설계변수를 반영한 열전달 및 압력강하 성능특성 상관식을 제안하였다. 실험 데이터와 제안된 판형열교환기 상관식을 이용해 예측된 데이터를 비교한 결과 약 95% 이상의 데이터가 ${\pm}10%$ 오차범위 내에 존재함을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제20권12호
• /
• pp.8-14
• /
• 2019

대표적인 하천횡단구조물 중 하나인 낙차공은 하천하상의 안정을 목적으로 설치되지만 이는 하천환경의 연속성을 차단하고, 수생태환경의 파괴를 야기하는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 생태통로로서의 기능을 갖는 저낙차 자연형 낙차공을 모형으로 제작하여 실험실 실험을 수행하고, 적절한 지배인자 사이의 관계를 도출하여 국부세굴공 규모의 예측식을 제안하였다. 직선형과 6가지 상향 V 자형의 낙차공 모형에 대하여 각각 실험유량은 4가지로 총 28개의 조건에 대해서 실험을 수행하였다. 각각의 실험조건별 세굴실험 결과를 바탕으로 기존에 제안된 세굴심 추정식을 적용한 결과보다 최대세굴심이 다소 크게 발생함을 확인하였다. 따라서 낙차공 직하류부에서 발생하는 세굴공 발생 주요인자들 사이의 상관관계를 분석한 결과, 낙차공으로의 유입흐름 특성과 낙차공의 높이, 낙차공의 총횡단길이와의 상관관계가 높게 나타남을 확인하였다. 또한 이를 토대로 각 실험조건별 세굴심과 세굴길이에 상관관계가 높다고 판단되는 변수들을 무차원화하여 최대세굴공의 깊이와 길이 산정식을 각각 제안하였다. 향후 추가적으로 다양한 하상토 재료와 수심변화를 고려한 실험적 연구 및 수치해석 연구를 병행하여 보다 정확한 세굴심 산정식을 도출할 수 있다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제38권7호
• /
• pp.607-618
• /
• 2014

초임계 $CO_2$의 수직상향유동에서의 난류열전달에 관한 실험적연구가 내경 4.5 mm의 원형관에서 수행되었다. 실험범위는 유체평균온도 $29-115^{\circ}C$, 압력 74.6 - 102.6 bar, 국부 벽면 열유속 $38-234kW/m^2$ 그리고 질량유속 $208-874kg/m^2s$였다. 중간정도의 벽면 열유속 및 낮은 질량유속에서 벽면온도는 확연한 최대점을 나타냈다. 열전달에 대한 부력 및 유동가속의 영향을 살펴보기 위하여 실험 및 참조상관식(Kranoshchekov and Protopopov)에서 획득된 Nusselt 수의 비를 부력 및 유동가속을 나타내는 변수인 $Bo^*$ 및 $q^+$를 이용하여 분석하였다. 이 분석을 통해 유동가속 변수인 $q^+$는 실험에서의 열전달 현상을 적절히 표현할 수 있는 변수라는 것을 확인할 수 있었다. 마지막으로 초임계 유체의 수직상향 유동에서의 새로운 열전달 상관식이 개발되었으며, 이 상관식은 ${\pm}30%$의 오차범위에서 실험데이터를 잘 예측하였다.

• KSBB Journal
• /
• 제18권4호
• /
• pp.261-265
• /
• 2003

이부프로펜 중 S-enantiomer는 약물학적 효과를 갖고 있으나 R-enantiomer는 여러 가지 부작용을 갖고 있다. 이런 라세미 혼합물은 키랄 고성능 액체 크로마토그래피를 이용하여 효과적으로 분리 할 수 있었다. 실험에서 이용한 column(3.9 ${\times}$ 300 mm)은 Kromasil 10 $\mu\textrm{m}$를 충진하였고, 이동상으로는 n-hexane/tert-butyl methyl ether/acetic acid를 사용하였다. 유속은 1.0 $m\ell$/min 주입부피는 5 ${\mu}\ell$이고, UV 검출기의 wavelength는 220 nm이며 실온에서 실험하였다. 라세미 형태의 이부프로펜을 키랄 고정상으로 채워진 컬럼을 이용하여 이동상의 조성비를 바꿔가면서 이동상의 조성 변화에 따른 두 물질의 분리도의 상관식을 얻었다. 이 상관식을 이용하여 각 조성에 분리도에 미치는 영향을 정량적으로 표시하였고 보간법 또는 외사법에 의하여 실험이외의 조성에 대한 분리도를 예측할 수 있는 장점이 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제53권2호
• /
• pp.174-180
• /
• 2015

8자 진동교반조에 대해 실험적으로 유동상태를 관찰하여 혼합 가시화, 소요동력, 고-액 및 기-액 물질이동에 대한 여러가지의 특성을 측정하였다. 진동수가 증가하면 유동상태, 혼합시간 소요동력 및 물질이동계수는 규칙적으로 변하지 않으므로 조작조건의 선정이 중요하다. 어떤 진동수에서라도 Fr = 0.095 이상에서는 실험적으로 명확하게 되었다. 이때 교반조내 유체는 선회류형으로 되어 혼합에 적합한 상태가 되고, 8자 진동교반에서의 최적 조작범위는 왕복 진동교반 보다도 넓었다. 8자 진동교반과 기존의 선회진동교반내의 고-액간 물질이동계수는 완전히 같은 식으로 상관되었다. 또한 기-액간 물질이동용량계수도 기존의 선회진동교반에서의 식과 같은 형태의 상관식으로 나타났다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2012년도 춘계학술대회
• /
• pp.289-290
• /
• 2012

본 연구에서는 고정식 해양구조물의 지지각으로 사용되는 원형실린더에 나선형 판을 부착하여 와류유기진동에 미치는 영향을 고찰하였다. 연구의 목적을 달성하기 위해 $Re=6.5{\times}10^3$의 균일유입유동에서 2-프레임 그레이레벨 상호상관 PIV기법을 이용한 실험적인 방법을 적용하였다. 모델의 직경은 40mm이며 후류 유동구조, 난류강도, 응력분포에 대한 통계적 유동정보를 계측하였다. 실험결과로는 원형실린더와 뱃전판을 부착한 실린더와의 비교를 통해 뱃전판의 유동특정을 평가하였으며, 뱃전판의 영향은 후류에서 와의 생성과 소멸 메커니즘의 변화에 큰 영향을 미치고 후류 칼만 와열의 안정적인 제어를 통해 와류유기진동을 억제하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제23권5호
• /
• pp.15-24
• /
• 2022

준설 매립지반의 경우 공학적, 물리적 조건이 열악하여 매립현장에서 이를 개량하기 위한 시간과 비용이 많이 든다. 또한 국내 실정에 적합한 관중혼합 이송처리 공법의 적용사례가 없고 공법 적용성 및 효과에 관하여 불확실할 뿐 아니라 실제 현장과 실내실험 간의 차이가 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 개질재(표준사+입도조절재)가 혼합된 준설토를 대상으로 실내 특성실험을 통해 개질재의 적정한 입도분포 및 함수비 범위를 결정하였다. 그 결과 단계투기 시 침강압밀계수가 증가하고 분리침강에 대한 개선효과가 있는 것으로 확인되었다. 실험결과 회귀분석을 통해 개질 처리토의 함수비에 따른 비배수전단강도를 도출하고, 이를 활용하여 배합비를 결정할 수 있는 상관식을 제시하였다.

• Applied Biological Chemistry
• /
• 제40권4호
• /
• pp.334-341
• /
• 1997

강우에 의한 농약의 토양표면 유출특성을 알아보고자 인공강우(20 mm/hr)에 의한 실내 유출실험을 7개 농약을 대상으로 수행한 결과, 유출율은 metolachor 57.0%, alachlor 14.2%, chlorothalonil 13.2%, chlorpyrifos 7.9%, EPN 7.2%, phorate 7.1%, captafol 2.8%였고, 평균 유출농도는 각각 940, 399, 55, 7.0, 9.3, 151, 7.0 ppb였다. 유출율과 농약의 물리화학적 특성(수용성, 분배계수, 토양흡착계수)과의 상관관계를 보면 실내유출실험에서 수용성과의 상관성이 높았으며(r=0.923), 그 이외의 실험조건에서도 수용성 보다 높지는 않았지만 상관성이 유사하였다. 이 결과를 바탕으로 실내 실험결과를 이용한 포장에서의 유출을 예측가능성을 확인하고자 유출을 예측식 $[Y=0.2812{\times}10{\exp}(0.261logWS-0.366)+0.3594{\times}10{\exp}(-0.545logKoc+1.747)+0.3594{\times}10{\exp}(-0.362log\;Kow+1.105]$과 전환식을 도출하였다. 자연포장에서 수행한 captafol의 유출율과 유출율 예측식을 이용하여 계산한 결과를 비교해 보면 예측식에 의한 유출율은 실험치보다 약 6배 이상 높았으나 전환식을 사용시 유출율은 실험치와 유사하였다. 따라서 실내유출 실험을 통한 유출율과 대상농약의 수용성, 분배계수, 토양흡착계수를 사용하여 유도한 유출예측식과 전환식을 이용하여 포장에서 강우에 의한 이들 농약의 유출율 예측이 가능하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
• /
• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
• /
• pp.55-55
• /
• 2011

연안 및 해안공학의 발달과 더불어 부유식방파제의 기능적 효율성이 중요시 되고 있다. 흔히 사용되어오던 착저식방파제는 설치에 많은 시간과 경비가 소요되고 환경 및 생태계에 많은 변화를 줄 수 있으며, 설치 예정지의 수리학적 특성 등의 여건에 많은 제약을 받는 단점이 있다. 부유식방파제는 일본 등의 선진국을 중심으로 활용이 잦아지고 있는 방파제로서 수면 위에 설치되기 때문에 수중 생태계에 미치는 영향이 적은 친환경방파제이다. 또한 기존에 시공된 중력식방파제와는 달리 수심에 제한을 덜 받고, 공사기간이 짧기 때문에 경제적이다. 실제 시공사례로는 2007년 마산 원전항에 완공된 부유식방파제가 대표적이며, 지금까지도 부유식방파제에 대한 여러 연구자들의 관심이 증가하고 있는 추세이다. 방파제뿐만 아니라 우리나라처럼 국토의 면적이 작은 지역에서 증가하는 해상물동량을 소화하기 위해서 부유식방파제 등을 이용한 항만의 시공이 필요한 실정이다. 이러한 부유식방파제의 분석적인 측면에 있어서 수치해석은 파랑과 구조물의 상호작용을 해석하는 데 한계가 있으며, 부유식방파제 단면형상을 정확하게 재현할 수 없으므로, 수리모형실험을 통한 부유식방파제의 연구가 필요할 것으로 판단된다. 최근 기술의 발달로 인한 유동장 해명이 가능해 졌으며, PIV(Particle image velocimetry) 및 LDV시스템은 다양한 분야에서 응용되고 있다. 특히, LDV시스템은 측정하려는 한 지점에 대하여 레이저 빔을 단면(Cross-section)으로 만들고 입자의 산란광을 후방산란(Back scatter)으로 받아서 도플러 효과를 이용, 속도에 대한 주파수를 획득하며, 유속을 측정하는 장비로 매우 높은 정확도와 비접촉식 이라는 장점을 가지고 있다. 또한, PIV 시스템에 비하여 측정시간이 오래 걸리는 반면 데이터를 가공하지 않고 활용할 만큼 높은 정확성을 가지고 있다. 본 연구에서는 수리모형실험을 통하여 단독형, 2열형 및 3열형 부유식방파제의 형상, 흘수 및 거리를 변화시키며 유동장을 수집하였으며, 방파성능에 따른 와의 생성 및 소멸시점에서의 파랑변형과의 관계를 분석하였다. 방파제의 형상과 흘수를 달리하여 수리모형실험을 수행하였으며, 와류의 상관관계를 분석하였다. 또한, 연직 2차원 Navier-Stokes 방정식 모형을 이용하여 수치모형실험을 수행하였으며, 수치모형실험 결과와 수리모형실험 결과를 비교 분석하였다. 후방방파제에서 발생되는 파랑은 입사파의 주기가 길어질수록 상대적으로 커지는 현상을 보였으며, 흘수심이 깊어질수록 전방방파제 입사 면에서 자유 수면이 높게 관측되는 결과를 보였다. 또한, 비교적 장주기파랑에 해당하는 입사파랑의 경우 전달파고비 산정에 있어서 설계기준인 0.5를 대다수 초과하는 반면, 3열형 구조에서는 대부분이 0.5이하로 상당히 높은 방파성능 결과를 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제18권1호
• /
• pp.537-544
• /
• 2017

본 연구에서는 평탄지형의 제내지에서 제방붕괴속도에 따른 범람홍수파 선단의 전파 특성을 규명하기 위하여 제내지와 하도로 이루어진 실험수조에서 실험을 수행하여 전파 거리를 산정하였다. 실험에 의해 측정된 전파거리를 시간에 대한 상관식으로 나타내기 위하여 댐붕괴에 의한 수로에서의 홍수파의 1차원 흐름 해석해인 Ritter의 해에 3차원 거동특성을 반영할 수 있는 상수 k와 m을 도입한 일반식에 실험결과를 적용하여 실험식을 도출하였다. 기존 연구에서 하도내의 초기수위가 범람홍수파의 전파속도에 지배적인 영향을 준다는 사실은 알려져 있으나, 본 실험연구를 통해 제방붕괴속도도 범람홍수파의 전파속도에 영향을 주며, k와 m이 상수가 아닌 제방붕괴속도와 선형관계를 갖는 변수임을 밝혔다. 실험결과를 이용하여 범람홍수파 선단의 전파거리를 산정할 수 실험식을 제시했으며, 범람홍수파의 전파속도 산정시 하도내의 초기수위뿐만 아니라 제방붕괴속도도 고려해야 함을 본 연구를 통해 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 대규모 제내지 범람실험을 수행하여 범람양상을 관찰하고 수리학적 관점에서 해석하였으며, 실험결과를 토대로 제방붕괴속도에 대한 홍수파 전파속도의 상관관계도 제시하였다. 본 연구결과는 홍수위험지도 작성이나 긴급대피계획 수립시 기본적인 판단 자료로 사용할 수 있으며, 2차원 범람 수치모형 검증시 유용한 자료로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.