• Journal of Korean Society of Water and Wastewater
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• v.19 no.6
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• pp.758-766
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• 2005

This study was conducted to evaluate the effect of the transverse troughs on hydrodynamic behavior within the a certain full-scale sedimentation basin (flow rate/one basin; $10,000m^3/d$) using CFD simulation and ADV technique. In order to verify the CFD simulation, we measured the factual velocity at 36 points in the full-scale sedimentation basin, whose outlet structure is inadequate, with ADV technique. Both the CFD simulation and the ADV measurement results were in good accordance with each other. From the CFD simulation results of the existing basin, it was investigated that extreme upward flow occurs in the near of two transverse troughs. It was suspected that since the transverse troughs converted the open channel flow into the local closed pipe flow, the increased pressure in this local closed pipe flow region made the extreme upward flow. For solving this problems, it was suggested to modify transverse-typed launder into finger-typed launder and to install a longitudinal baffle in the center in this study. The CFD simulation results of all suggested amendments told us that the extreme upward flow, had occurred especially in the beneath of transverse troughs, was much less in the case of finger typed launder basin than that in the existing basin. Also, it was predicted that installing a longitudinal baffle made the fully developed flow which is more effective for sedimentation.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.177-177
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• 2011

환형수조는 점착성 퇴적물의 침/퇴적실험을 위한 실험장치로서, 수조내부의 수면과 접하여 회전하는 상부링(top ring)의 마찰력에 의해 흐름이 생성되며, 시간의 제약없이 흐름조건을 동일하게 만들 수 있다는 큰 장점을 갖는다. 그러나 환형수조는 원주유속의 속도차이 및 원심력으로 인한 2차 순환류가 형성되어 바닥전단응력이 불균일해지는 단점을 가지고 있으며, 이러한 이유로 인하여 환형수조를 이용한 침/퇴적실험 수행시 수조의 외벽부근에서 더 큰 침식이 발생한다. 따라서, 2차 순환류의 발생을 줄이고 바닥전단응력의 분포를 균등하게 하기 위해 양방향 회전(환형수조의 몸체를 상부링의 회전방향과 반대방향으로 회전)이 가능한 환형수조가 고안되었는데, 이러한 방법으로 2차 순환류의 크기를 저감시키고, 바닥전단응력을 균일하게 만들 수 있다. 한편, 환형수조의 양방향 회전(counter-rotation)은 현장용 환형수조에는 적용될 수 없는 단점을 갖는다. 현장실험에서는 바닥면이 없는 현장용 환형수조를 해저면에 거치시켜 자연상태의 비교란 퇴적물 시료를 저면으로 형성시키는데, 바닥면이 존재하지 않는 환형수조 본체는 회전시킬 수 없으므로 양방향 회전을 통한 2차 순환류의 저감 및 바닥전단응력 균일화의 효과를 기대할 수 없다. 이러한 이유로 환형수조의 양방향 회전은 단지 실내실험용 환형수조에만 적용된다. 이에 본 연구에서는 환형수조 본체를 회전시키지 않고 수조의 측벽과 상부링의 각도 조절을 통해 수조단면의 형상을 변화시켜 2차 순환류를 저감시키고 바닥전단응력을 균등하게 하는 방법에 대한 연구가 수행되었다. 이 방법은 본체의 회전이 필요 없으므로 현장용 환형수조에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 실험장치의 구조가 단순해져 실험장치의 제작비가 절감될 수 있다. 또한 원주속도에 수직한 단면에서 속도구배가 감소되어 2차 순환류가 저감됨과 동시에 바닥전단응력이 균등하게 됨으로서 양방향 회전시와 동일한 효과가 얻어질 수 있을 것으로 예상된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.649-653
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• 2010

일반적으로 계획 또는 설계 단계에서 수행되고 있는 관거 시설의 수리계산에는 연결관 내에서의 마찰손실만을 감안하여 수행하고 있으며, 맨홀에서의 에너지 손실은 고려되지 않는 실정이다. 그러나 연결관 내부와 맨홀의 내부는 여러 가지 수리학적 조건이 다르므로 에너지 손실이 발생하게 된다. 더욱이 직선으로 연결된 중간맨홀보다 두 개의 유입관과 한 개의 유출관으로 구성된 합류맨홀은 연결 구조상 유수교란에 의한 에너지 손실이 커질 것으로 예상됨에도 불구하고 현재 실무에서 우수 배수시설의 설계 시 직선 연결맨홀과 합류맨홀의 손실을 구별하지 않고 사용하고 있는 실정이다. 그러므로 합류맨홀에서 우수 관거 시스템의 우수 배제 능력을 증가시켜 도심지의 침수를 방지하기 위한 관거시설의 적정 설계 기준이 필요하며, 합리적인 설계 기준을 제시하기 위하여 합류 맨홀 내에서의 수두 손실을 분석할 필요가 있다. 본 연구에서는 수리 모형 실험의 물질적, 시간적 한계를 극복하기 위하여 일반적으로 3차원 유체거동의 특성분석에 많이 사용되는 Fluent 6.3 모형을 이용하여 과부하 합류 맨홀에서의 흐름특성을 수치모의 하였으며, 맨홀 내 손실수두의 변화를 계산하여 손실계수를 산정하였다. 계산된 손실계수는 수리모형 실험을 통하여 산정된 손실계수와 비교하였다. 또한 동일한 수치모의 해석 조건을 실제 합류맨홀에 적용하여 실제 합류 맨홀의 규모 변화에 따른 손실계수를 산정하였다. 수치모형의 적용 결과 맨홀 내에서의 유속변화, 수심변화 및 압력변화에 대해서는 수리모형 실험 결과와 유사한 경향을 나타내고 있으며, 수치모형에 의하여 산정된 합류 맨홀에서의 손실계수 값과 수리모형에 의하여 산정된 손실계수 값이 거의 유사하게 나타났다. 또한 동일한 수치모의 해석 조건을 실제 합류맨홀에 적용하여 합류맨홀의 규모 변화에 따른 손실계수를 산정하였으며, 산정된 손실계수는 우수관거 시스템의 설계 및 평가에 사용가능하리라 판단된다.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.34 no.11
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• pp.33-41
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• 2018

Soil internal erosion is a phenomenon in which fines attached to the solid skeleton are detached by fluid flow, and this continuous fine migration weakens the hydro-mechanical characteristics of the ground structure. This paper proposed governing equations for fine migration in pore spaces and its related scheme for the numerical analysis. Phase diagram for fine particles includes three different states: detached fines in the liquid phase ($c_e$), attached fines in the solid phase (${\sigma}_a$), and pore-clogged fines in the solid phase (${\sigma}_s$). Numerical formulations for finite element method are developed based on the hydraulic governing equations of pore fluid and fine migration. This study proposed a method of estimating model parameters for fine detachment, attachment, and clogging from 1D erosion experiments. And it proposed an analytical formula for hydraulic permeability function considering fine clogging. Numerical analysis of the previous erosion test developed the numerical scheme and verified the adequacy of fine migration models.

• Tunnel and Underground Space
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• v.23 no.6
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• pp.470-479
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• 2013

Hydraulic fracturing is used as a method for promoting the fluid flow in the rock and, in the energy field such as geothermal development and the development of sales gas, many studies has been actively conducted. In many cases, hydraulic fracturing is not performed in isotropic rock and especially in the case of sedimentary rocks, hydraulic fracturing is conducted in the transverse isotropic rock. The direction of the crack growth on hydraulic fracturing does not necessarily coincides with the direction of maximum principal stress in the transverse isotropic rock. Therefore, in this study, bonded particle model with hydro-mechanical coupling analysis was adopted for analyzing the characteristics of hydraulic fracturing in transverse isotropic rock. In addition, experiments of hydraulic fracturing were conducted in laboratory-scale to verify the validity of numerical analysis. In this study, the crack growth and crack patterns showed significant differences depending on the viscosity of injection fluid, the angle of bedding plane and the influence of anisotropy. In the case of transverse isotropic model, the shear crack growth due to hydraulic fracturing appeared prominently.

• Journal of Navigation and Port Research
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• v.34 no.5
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• pp.325-330
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• 2010

An open water rudder test was carried out to figure out the flow characteristics around a twin rudder at $Re=1.5{\times}10^4$. In the analysis, the unique characteristics of a twin rudder, which affects rudder forces, were explained. The analysis includes varying angles of attack from 10 to 30 degrees. In this paper, the measured results have been compared with each other to predict the performance characteristics of a twin rudder's 2-dimensional section by 2-frame grey level cross correlation PIV method. The length L=0.75C between upper and lower rudders could be defined as the critical length.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.815-821
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• 2009

하천의 2차원 흐름 및 하상변동, 오염확산 해석을 위한 유체의 수치해석법에는 유한요소법, 유한차분법, 유한차분법의 변형인 유한체적법, 경계적분법 등이 있으며, 국내의 경우 비구조적 요소망(unstructured mesh)을 이용하여 복잡한 형상을 표현하기가 상대적으로 용이한 유한요소법이 널리 사용되고 있다. 하천을 유한 요소화 하는 전처리 과정은 전체 해석 과정을 자동화 하는데 있어 필수적인 요소이며, 주로 삼각 요소망 또는 사각 요소망을 이용하여 해석을 수행하게 된다. 삼각 요소망의 경우 상대적으로 자동화하기 쉬운 반면 사각 요소망의 생성은 절점 생성 자체가 삼각 요소망 보다 더 많은 기하학적 제한 요소를 가지고 있기 때문에 상대적으로 완성도 높은 알고리즘을 구현하기가 어렵다 할 수 있다. 이에 따라 본 연구에서는 2차원 상에서 사각 요소망(quadrilateral elements)을 생성할 수 있는 Paving method를 중심으로 한 요소망 생성 알고리즘에 대해 고찰하고, 국내 최초의 범용 수치해석 모형인 RAMS(River Analysis and Modeling System)에 적용하였다. Paving method는 1990년에 Blacker and Stephenson에 의해 제안되었으며, Sandia National Laboratories에 의해 완성되었다. Paving Method는 advancing front style의 요소망을 생성하게 되고, 바깥쪽에서 안쪽으로 element layer를 생성하면서 채워나간다. 본 연구에서는 기존의 요소망 생성 프로세스에서 element 삽입 전의 검증 기능을 강화한 새로운 버전의 paving method를 적용하엿다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.14 no.6
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• pp.9-16
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• 2010

The SFRJ(Solid Fuel Ram-Jet) propulsion is attractive for projectiles because of the combination of high propulsive performance and low system complexity more than conventional projectiles. The Objective of this research was to characterize the inlet aerodynamic characteristics (center-body & pitot type) in SFRJ. Diffuser static pressure & combustion chamber pressure was tested and the AoA was changed $0^{\circ}$ and $4^{\circ}$ at Mach number of 3.0 for performance estimate. The performance study of inlet was carried out with the Schlieren system and Supersonic cold-flow system. Under mach 3.0, the center-body showed twice higher total pressure recovering ratio than the pitot type. A Computational fluid dynamic solution is applied internal flow of inlet and the solutions are compared with experimental results.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.50 no.1
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• pp.246-253
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• 2013

This paper addresses the technology of active flow control for stabilizing a flow field. In order for flow field modeling from the control point of view, the huge-data set from CFD(computational fluid dynamics) are reduced by using a POD(Proper Orthogonal Decomposition) method. And then the flow field is expressed with dynamic equation by low-order modelling approach based on the time and frequency domain analysis. A neural network flow estimator from the pressure information measured on the surface is designed for the estimation of the flow state in the space. The closed-loop system is constructed with feedback flow controller for stabilizing the vortices on the flow field.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1995.10a
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• pp.201-207
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• 1995

A series of vibration assessment programs has been performed for Yonggwang Nuclear Power Plant Unit 4 (YGN 4) in order to verify the structural integrity of the reactor internals for flow induced vibration prior to its commercial operation. The structural analysis was done to provide the basis for measurement and the theoretical evidence for the structural integrity of the reactor internals. The actual flow induced hydraulic loads and reactor internals vibration response data were measured and recorded during pre-core hot functional testing of the plant. Then, the measured data have been reduced and analyzed, and compared with the analysis results such as the frequency contents, stresses, strains and displacements. It is concluded that the structural analysis methodology performed for vibration response of the reactor internals due to the flow induced vibration is appropriately conservative, and also that the structural integrity of YGN 4 reactor internals to flow induced vibration is acceptable for long term operation.