• Title/Summary/Keyword: 연속흐름

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Analysis of Trasverse Structure's Effect in a Channel Flow (횡단 구조물로 인한 하도 내 흐름특성 변화 연구)

  • Shim, Jae-Ho;Kim, Min-Cheol;Xin, Zhang;Kim, Hyun-Jung;Son, Kwag-Ik
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.1961-1964
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    • 2010
  • 국내 하천개발은 시대의 요구에 따라 이 치수 목적에서 친수성을 중시한 생태하천으로 꾸준히 진화해 왔으며, 시대적 목적에 의한 다양한 수공구조물이 하천에 설치되고 있다. 특히 최근에는 수제와 여울, 소와 같은 생태하천 복원 및 자연재해 저감을 위한 다목적 수공구조물에 대한 관심이 증대되고 있다. 그러나 이들의 연속구조물 설치에 따른 수리학적 특성 변화에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 하도 횡단구조물의 연속 설치특성(월류비와 간격비)에 따른 흐름지배인자의 변화특성을 분석하였다. 연속 횡단구조물의 월류비와 간격비에 따른 조도계수의 변화를 계측 분석하였다. 실험 분석 결과 세굴에 영향을 주는 전단속도는 간격비(w/k)와 월류비(H/k) 및 Re수의 함수가 되는 흐름특성을 확인할 수 있었다. 또한 간격비(w/k)와 월류비(H/k), Re수와 U/U*의 관계를 제시함으로써 하도횡단 연속구조물 설계를 위한 기초 자료를 제공하고자 하였다.

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Analysis of Surface Flow around a sequence of Spur Dikes Using Surface Image Velocimetry (표면영상유속계를 활용한 연속된 수제 주변의 흐름특성 분석)

  • Yong Jun Kwon;Hyung Suk Kim
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.324-324
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    • 2023
  • 수제는 비용 대비 높은 효율을 가지는 수공 구조물로 하천과 해안에 많이 이용된다. 수제는 하천에서 식생물의 서식처, 유량 확보, 하천시설 보호 등의 목적으로 설치되며 해안에서는 해안선보호, 수심 확보 등의 다양한 목적으로 설치된다. 수제는 일반적으로 넓은 영역을 제어할 수 있도록 여러개의 군수제 형태로 설치한다. 수제설치 시 기존 하도나 수로의 흐름에 교란이 일어나는데 본류부에서는 하폭이 좁아져 수제선단부에 의한 영향으로 높은 유속이 발생되며 수제역내에서는 재순환흐름과 함께 다양한 형태의 유속분포가 형성된다. 이러한 수제에 의한 흐름은 수제 선단부의 영향으로 발생하는 흐름분리선(Separation Layer)을 기준으로 흐름중심선(Talweg Line)과 흐름분리영역(Separation area)을 만들어내며 수제역내의 재순환영역에서 완화된 유속은 제방을 침식으로부터 보호하며 식생물의 서식처를 제공한다. 기존의 연구는 대부분 단일수제에 대한 연구가 수행되었으며 연속된 군수제에 대한 연구는 다소 제한된 조건에서 수행되었다. 이에 본 연구에서는 연속된 수제가 설치된 경우 수리실험을 통해 수제주변의 흐름 변화 특성을 분석하였다. 수리실험은 30.0m(L')×1.52m(B')×1.10m(H')의 직선 개수로에 050m(l)×0.10m(b)×0.25m(h)의 수제를 수로측면을 따라 연속적으로 배열하여 설치하였다. 실험은 수심, 유량, 수제설치간격을 변화시키면서 수행했으며 마그네틱유속계를 사용해서 수제의 영향을 받지 않으며 벽면의 영향이 가장 적은 수로상류의 중앙지점에서 접근유속을 측정했다. 표면유속을 취득하기 위해 일반디지털카메라로 FHD(1920×1080) 해상도를 가진 영상을 각각의 조건마다 10~20분 촬영했다. 촬영된 영상을 연속된 정지영상으로 변환하고 영상해석 프로그램을 이용하여 표면유속을 도출했다. 표면영상유속계를 활용하여 도출한 결과로 각각 조건에 따라 발생하는 최대유속과 최대역방향유속, 와도(vorticity), 흐름중심선과 단면유속분포의 변화와 발생 위치를 분석했다.

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3-D Numerical Simulation of Open-Channel Flows over Smooth-Rough Bed Strips (매끄러운 하상-거친 하상의 횡방향 연속구조를 갖는 개수로 흐름의 3차원 수치모의)

  • Choi, Sung-Uk;Park, Moonhyeong;Kang, Hyeongsik
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.26 no.6B
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    • pp.573-581
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    • 2006
  • This paper presents a turbulence modeling of the open-channel flows over smooth-rough bed strips. A Reynolds stress model is used for the turbulence closure. The simulated mean flow and turbulence structures are compared with the previously reported experimental data. Comparisons reveal that the developed Reynolds stress model successfully predicts the mean flow and turbulence structures of open-channel flows over smooth-rough bed strips. The computed flow vectors show cellular secondary currents, of which the upflow occurs over the smooth bed strip and the downflow over the rough bed strip. It is found that the cellular secondary currents affect the mean flow and turbulence structure. A budget analysis of the streamwise vorticity equation is also carried out to investigate the mechanism by which the secondary currents are generated.

Numerical Simulations of Suspended Sediment Concentration in Open-Channel Flows over Smooth-Rough Bed Strips (조.세립상(組.細粒床)의 대상(帶狀)연속구조를 갖는 개수로 흐름의 부유사 농도 분포 수치모의)

  • Choi, Sung-Uk;Park, Moon-Hyeong;Kang, Hyeong-Sik
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.594-597
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    • 2006
  • 조.세립상(組.細粒床) 대상(帶狀)연속구조를 갖는 개수로 흐름의 부유사 농도분포를 수치모의 하였다. 흐름의 지배방정식인 Navier-Stokes 방정식은 레이놀즈응력모형을 이용하여 해석되었으며, 와점성계수 개념을 이용하여 부유사 수송 방정식을 해석하였다. 기존의 실험결과와 비교하여 모형의 검증을 실시하였으며, 동일한 흐름에 대하여 부유사 농도 분포를 계산하였다. 부유사량의 계산 결과 매끈한 하상 위의 노도분포가 거친하상 위 보다 크게 나타났다. 또한 수치모의로부터 산정된 와확산계수를 Wang and Cheng(2005)이 제안한 해석적 방법과 비교 하였다.

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Characteristics of $\beta$-Glucosidase Immobilized on the Modified Chitin in Bioresctors (수식 Chitin에 고정된 $\beta$-Glucosidase의 동특성)

  • 이경희;김종덕김병우송승구
    • KSBB Journal
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    • v.5 no.3
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    • pp.279-291
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    • 1990
  • Partial hydrolysed and deacetylated chitin, CHITA and CHITB as supports of immobilized enzyme were obtained by treatment of acid and base respectively. Glutaraldehyde, bifunctional reagent, was employed for crosslinking between $\beta$-glucosidase and support. Immobilized enzyme activities of CHITA-Gase and CHITB-Gase were determined with the reaction of p-nitrophenol-$\beta$-D-glucopyranoside(PNG) in batch reactor, CSTR and PFR. Their optimum temperature, pH and enzymatic characteristics including Km and Vmax values were observed with variation of the flow rates. Mass transfer coefficient(h), effectiveness factor(η), deactivation rate(kd ) of two immobilized enzymes were also examined to compare efficiency of reactors.

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Numerical Simulations of Suspended Sediment Concentration of Wide Open-Channel Flow with Longitudinal Bedforms (연속적인 횡방향 바닥형상을 갖는 폭이 넓은 개수로 흐름의 부유사 농도분포 수치모의)

  • Choi, Sung-Uk;Park, Moon-Hyeong;Kang, Hyeong-Sik
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.1368-1372
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    • 2007
  • 바닥이 언덕과 저면으로 이루어진 연속적인 횡방향 바닥형상을 갖는 개수로 흐름의 부유사 농도분포를 수치모의 하였다. 비선형 ${\kappa}-{\varepsilon}$ 모형을 이용하여 흐름의 지배방정식인 곡선 직교좌표계에 대한 Navier-Stokes 방정식을 해석하였으며, 와점성계수 개념을 이용하여 부유사 수송 방정식을 해석하였다. 기존의 실험결과와 비교하여 모형이 격자형 이차흐름을 비교적 잘 예측하는 것을 확인하였으며, 동일한 흐름에 대하여 부유사 농도 분포를 계산하였다. 부유사량의 계산 결과 언덕 위의 부유사 농도분포가 저면 위의 농도분포보다 크게 나타났다.

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자본자산가격의 운동법칙을 표상하는 연속시간 확률매분방정식의 추정방법 - 비시뮬레이션 방법 -

  • Lee, Il-Gyun
    • The Korean Journal of Financial Studies
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    • v.10 no.1
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    • pp.1-44
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    • 2004
  • 연속시간모형은 시간의 흐름에 대응되는 자본자산의 운동의 성질과 시간의 흐름에 따라 형성되는 자본자산의 가격을 동시적으로 파악할 수 있는 것이 큰 장점이다. 연속시간 확률미분방정식을 구성하는 표류함수와 확산함수가 폐형해나 해석적 형태로 존재하지 않는 경우가 대부분이다. 여기에서 모수추정의 어려움이 발생한다. 전이 확률밀도함수의 인지 또는 발견의 어려움과 표류함수와 확산함수의 적분 불가능성은 최대가능도법의 사용을 어렵게 만든다. 여기에서 모수방법 보다는 비모수방법을 통하여 연속 확률 미분방정식을 추정하려는 성향이 존재한다. 밀도를 모르면 표본적률을 사용하여 모수를 추정할 수 있으므로 일반화 적률법이 연속시간 확률미분방정식의 모수 추정과 검정에 사용되고 있다. 전이밀도의 값을 시뮬레이션을 통하여 얻는 마코브연쇄 몬테카를로 방법, 전이밀도를 무한소 생성작용소를 통하여 얻는 방법, 비 모수방법, 여러 종류의 전개에 의하여 얻은 표류함수와 확산함수의 전이밀도에 대한 최대가능도법 등 여러 종류의 연속시간 확률미분방정식의 실증분석에서 사용되고 있다. 이 논문에서는 연속시간 확률미분방정식의 실증분석 방법들을 정리하는데 목적이 있다. 이일균(2004)은 이 논문과의 자매논문으로 시뮬레이션에 의한 확률미분방정식의 추정을 다루고 있어 시뮬레이션방법은 그 논문에 미룬다.

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Numerical simulation of flow developed by a sequence of lateral obstacles (연속적으로 배치된 횡단 구조물 주변 흐름 수치모의)

  • Kim, Hyung Suk
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.237-237
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    • 2022
  • 우리나라 하천 내에 설치된 횡단구조물은 보 35,000개소 이상으로 전국 하천의 0.6 km마다 수공구조물이 위치해 있으며 이로 인해 종적(longitudinal) 연결성에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 농어촌연구원의 조사에 따르면 하천 횡단구조물이 설치된 구간에 어도 설치율은 14.9%로 나타났으며 이는 수생태 관점에서 연속성이 매우 열악한 상태임을 확인 할 수 있다. 이에 우리나라 각 부처 국토교통부, 환경부 등에서는 수생태 연속성을 확보하고자하는 노력이 지속되고 있으며 대표적으로 어류의 이동통로인 어도를 설치하거나 기존 어도의 효율을 향상시키기 위하여 개보수 작업을 지속적으로 실시하고 있다. 어도의 기능을 평가하기 위해서는 어도 내의 수리특성을 정확히 파악하는 것이 중요한데 연속적인 구조물로 구성된 어도 내 흐름은 매우 복잡하다. 특히 어도 내 구조물간 상호작용에 의하여 비정상 흐름이 발생하며 구조물 뒤에서는 사수역(dead zone)이 형성된다. 사수역에서 나타나는 와류의 거동은 구조물의 기하학적 특성에 따라 변화한다. 본 연구에서는 2차원 수심적분 수치모형을 활용하였으며 벽면 근처 점성저층의 유속분포을 재현하기 위하여와 점성항에 감쇠함수(damping function)를 고려하였다. 수치모형의 검증을 위해 실내 실험수로의 직선 개수로에서 PIV(particle image velocimetry)를 활용하여 연속적으로 배치된 구조물에 의한 유속자료를 활용하였다. 이 결과는 향후 새로운 어도설계 혹은 기 설치된 어도의 수리학적 기능을 평가하는데 활용이 가능할 것으로 보인다.

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Design of Recycle Bubble Column Reactor for Continuous Enzymatic Hydrolysis of Cellulose (섬유소의 연속 효소 가수분해를 위한 순환식 기포탑 반응기의 설계)

  • 김춘영;홍석표정봉우이태원
    • KSBB Journal
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    • v.5 no.1
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    • pp.59-67
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    • 1990
  • Enzymatic hydrolysis of insoluble cellulose was performed in a bubble column with tangential flow ulrafiltration membrane unit. The reactor was operated in a batch mode as well as semi-continuous and continuous with continuous removal of products through the tangential flow ultrafiltration membrane. The optimum superficial gas velocity was 1-3cm / sec so as to avoid bubble coalescence and enzyme denaturation. In continuous and selni-cotinuous process, the conversion was gradually increased but the total reduced sugar concentration was drcastically dereased with the dilution rate. It was concluded that the bubble column attaching tangential flow ultrafiltration membrane unit was effective on continuous hydrolysis of cellulose and recovery of enzyme.

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Investigation on Water Purification Effect Through Long-Term Continuous Flow Test of Porous Concrete Using Effective Microorganisms (유용미생물을 이용한 포러스 콘크리트의 장기간 연속흐름 실험을 통한 수질정화 효과 검토)

  • Park, Jun-Seok;Kim, Bong-Kyun;Kim, Woo-Suk;Seo, Dae-Sok;Kim, Wha-Jung
    • Journal of the Korea Concrete Institute
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    • v.26 no.2
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    • pp.219-227
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    • 2014
  • The purpose of this study is to investigate water purification properties of porous concrete by using effective microorganisms through the long-term continuous flow test. To solve the problems such as desorption of conventional microorganisms, in this study, tertiary treatment of the effective microorganisms identified by 16S rDNA sequence analysis was adopted per each step in the manufacturing process of porous concrete. And concentration for optimum continuous flow test and operation conditions through basic experiments according to retention time were investigated. Based on the experimental results, the porous concrete applying effective microorganisms showed no toxicity on the biological water quality and exhibited excellent removal efficiency than normal porous concrete. Therefore, contaminated water quality would be improved by treatment performance investigation of contaminants through long-term continuous flow test. If problems are complemented during the experiment process, it is expected to be able to reduce the non-point pollution sources flowing into river.