• 제목/요약/키워드: 유체흐름

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산업공정상의 유체 유동 모니터링 시스템 설계 및 구현 (A Design and Implementation of Industrial Fluid Monitoring System)

  • 이원주;이상준
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.99-106
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    • 2010
  • 본 논문에서는 MFC(Mass Flow Controller) 유닛으로부터 전송된 유체의 압력을 모니터하고 흐름 제어 기능을 수행하는 유체 유동 모니터링 시스템을 제안한다. 이 시스템은 MFC 유닛과 채널 디바이스, 모니터 및 관리 소프트웨어로 구성된다. MFC 유닛은 유체 압력 값을 측정하여 채널 디바이스로 전송하고, 채널 디바이스는 MFC 유닛과 모니터 및 관리 소프트웨어간의 입출력 인터페이스를 제공하는 기능을 한다. 모니터 및 관리 소프트웨어는 각 채널의 MFC 유닛에서 실시간으로 측정한 유체 압력 값을 모니터링하여 분석하고 제어한다. 이 소프트웨어는 20개의 채널과 0.1의 모니터링 주기로 구성하여 1초당 200개 즉, 1시간당 72만개의 데이터를 처리한다. 이때 입력 데이터 수의 증가에 따라 저장 공간도 비례하여 증가한다. 이러한 데이터 수의 증가와 저장 공간의 증가는 데이터 조회 성능을 저하시키기 때문에 데이터를 효율적으로 관리할 수 있는 변경값 감지 기법과 변경 범위 감지 기법으로 구현한다.

질점-용수철 기반변형/파괴 물체와 격자 기반 유체의 상호작용 시뮬레이션 기술 (Coupled simulation of grid-based fluid and mass-spring based deformation/fracture)

  • 김봉준;임재광;홍정모
    • 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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    • 제20권4호
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    • pp.9-16
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    • 2014
  • 유체의 흐름과고체의 변형 및 파괴 현상이 어우러진 복잡한 자연 현상을 영상물로 만들어 내는 것은 각각의 물리 현상을 시뮬레이션 하는 기술들이 서로 상호작용할 수 있도록 결합되어야 가능하다. 본 논문에서는 질점-용수철 기반의 변형과 파괴가 가능한 물체와 격자 기반의유체가 서로 상호작용하는 시뮬레이션 기법을 제안한다. 이 기법은유체 간의 상호작용과 물체와 유체의 상호작용으로 나뉜다. 유체는 물과 연기로 구성되며 이들의 상호작용은 가변 밀도를 사용하는 기법과는 다르게 시뮬레이션을 두 단계로 나눠 진행한다. 먼저 유체 이류 이후의 경계 영역에 있는 물과 공기의 속도를 질량의 비율에 맞춰 혼합한다. 그리고 물의 프로젝션 과정에서 연기 영역을 Dirichlet 경계조건으로 설정하고 연기를 프로젝션 과정에서 물 영역을 Neumann 경계조건으로 설정하여 두 개의 문제로 분리한다. 유체를 독립적으로 풀기 때문에 상대적으로 높은 안정성을 기대할 수 있으며 프로젝션 과정에서 요구되는 셀의 개수가감소하여 수렴시키는데 필요한 계산 횟수가 줄어들어 효율적이다. 물체는 물과공기 모두 프로젝션을 할 때 기존의 강체와의 상호작용 기법과 유사하게 Neumann 경계조건으로 설정하지만 각 질점에 대하여 유체의 압력을 적분하기 때문에 유체의 움직임에 반응하는 변형과 파괴를 다룰 수 있다. 제안한 기법은 물리적으로 정밀한 결과를 제공하지는 않지만 영상 제작에서 필요한 다양한 시나리오의 시뮬레이션이 가능하며 논문에 제시된 다양한 결과는 이 기법이 효과적이라는 것을 보여준다.

압력구멍 오차 (Pressure-Hole Error)

  • 김광웅
    • 유변학
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    • 제1권1호
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    • pp.5-11
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    • 1989
  • 슬릿트나 관형의 흐름에서 유체의 유변학적 성질을 측정하기 위해서는 벽면에서의 압력구배를 알아야한다. 벽면에서의 압력측정은 특히 관형의 경우 압력구멍의 존자가 불가 피하다. 압력구멍에 의한 오차에 대한 이론적인 고찰이 있었지만 사용된 몇가지 가정이 실 험적인 과찰과 일치하지 않아 이들 이론에 대한 강한 의문을 제기하고 한다. 한편 실험적인 결과는 묽은 고분자 용액인 경우 측정압력에 대한 상대적인 압력구멍 오차가 무시할 수 없 을 정도로 크다. 압력구멍 오차는 압력구멍의 크기, Reynolds 수 (점성) 및 Weissenberg 수 (탄성)의 함수로 나타나고 있다. 그러나 농도가 비교적 높은 고분자 용액이나 용융체는 상대 적으로 무시할 수 있을 정도의 압력구멍 오차를 나타낸다.

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교각주위의 세굴방지를 위한 희생파일의 적용 (Application of Sacrificial Piles for Scour Countermeasures around Bridge Pier)

  • 김웅용;최기봉
    • 한국산업안전학회:학술대회논문집
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    • 한국안전학회 2000년도 춘계 학술논문발표회 논문집
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    • pp.229-234
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    • 2000
  • 교량의 교각 및 교대에 대한 세굴의 영향은 많은 학자들의 관심이 되어왔다. 연구의 주된 관심은 세굴에 영향을 미치는 인자들의 역학적인 거동에 대한 것으로써 세굴인자들의 최대 영향 및 최대세굴심을 예측하는 적절한 방법들이 연구되었다. 특히, 교각에서 일어나는 세굴은 이동하는 유체의 역학적인 상호작용과 불균등하게 분포된 하상입자들을 포함하는 3차원적인 문제로서, 그 현상이 대단히 복잡하여 하천흐름과 하상재료의 특성 및 교각의 형상과 같은 여러 요소에 의해 지배를 받기 때문에 세굴에 대한 정확한 예측은 매우 어렵다. 따라서, 복잡한 세굴인자들로 인해 세굴에 관한 연구는 주로 실험에 의하여 이루어지고 있는 실정이다. (중략)

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오징어 채낚기 어선용 물돛의 유체역학적 특성

  • 안희춘;박창두;양용수;양용림
    • 한국어업기술학회:학술대회논문집
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    • 한국어업기술학회 2002년도 추계 수산관련학회 공동학술대회발표요지집
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    • pp.33-34
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    • 2002
  • 오징어채낚기 어업은 우리나라 연근해 어업 생산량의 약8%를 차지하는 주요 어업중 하나이다. 오징어 채낚기 어선은 조업 중 물돛의 역할은 어선이 가급적 조류의 흐름과 거의 같은 속도로 흘러가게 하므로서, 어군이 선저의 음영부에 오랫동안 머물러 있도록 하고, 낚시가 경사지지 않고 선저의 음영부에 수직으로 내려가 조획률을 높일 뿐 아니라 낚시끼리 서로 얽히지 않게 하여 효과적으로 조업을 수행할 수 있도록 한다(김전, 1992). (중략)

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PTV를 이용한 침강 속도 측정 (Falling-Velocity Measurement Using PTV)

  • 윤병만;유권규;노영신
    • 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해안해양공학회 2000년도 한국해안해양공학발표논문집 Proceedings of Coastal and Ocean Engineering in Korea
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    • pp.60-64
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    • 2000
  • 침강속도는 유사의 침식과 퇴적, 그리고 이동되는 양을 추정하는데 필요한 주요 요소 중의 하나이다. 유사이동모형에서 종래에는 정지상태유체에서 측정한 침강속도를 사용하였으나, 최근 들어 난류가 존재한 경우 침강속도가 변할 것이므로 정지상태에서 구한 침강속도 사용에 대해 논란이 일어나기 시작하였다. 따라서 이의 명확한 규명을 위해 난류 흐름중의 침강속도 측정이 필요하게 되었다. (중략)

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환기용 부스 설계 최적화 검증

  • 장호준
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제6회(2016년)
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    • pp.85-89
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    • 2016
  • 실제 환풍용 팬의 수치를 이용하여 환기용 부스의 형상에 대한 내부 유동의 변화 양상과 유동의 정상상태에 따른 해석결과 비교를 수행하였다. 벽면이 기울어진 형상이 직사각형 형상의 부스에 비해 나은 내부 흐름을 보여 환기용 부스에 더 적합한 형상임을 확인할 수 있었다. 비정상 유동과 정상 유동은 해석 결과에서 다소 차이를 보였으며, 이는 차후 실험을 통해 검증할 예정이다.

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암석절리에서의 유체유동과 불연속 암반의 수리전도성에 관한 이론적 수치해석적 연구

  • 송명규;주광수;문현구
    • 한국암반공학회:학술대회논문집
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    • 한국암반공학회 1994년도 정기총회 및 제 11 회 학술발표회
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    • pp.70-74
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    • 1994
  • 암반내 지하수의 흐름은 공학적인 측면에서 중요한 역할을 한다. 지하공간 개발 및 터널건설에 있어서 지하수의 유출은 굴착과 보강공사의 진행을 대단히 어렵게 할 뿐만 아니라 구조물의 안정성에 심각한 문제를 야기시키기도 한다. 이는 다양한 원인에 의해서 생성된 암반내 불연속면의 존재에 기인한다. 불연속 암반의 지하수 유동해석에는 크게 두 가지 접근방식이 사용되어 왔다. (중략)

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투과 감마선 계측신호의 Cross correlation 기법 적용에 의한 다중상 유체의 유량측정 (The Flow-rate Measurements in a Multi-phase Flow Pipeline by Using a Clamp-on Sealed Radioisotope Cross Correlation Flowmeter)

  • 김진섭;김종범;김재호;이나영;정성희
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제33권1호
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    • pp.13-20
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    • 2008
  • 석유 및 정유관련 산업에서 다중상(multi-phase flow) 유체의 배관 내 흐름은 일반적인 현상의 하나이다. 그러나 각각의 상에 대한 정확한 유량측정은 항상 정확한 결과획득을 얻는데 장애의 근원으로 작용하였다. 일반 상업용 유량계는 일정 이상의 기포가 포함된 유체 흐름의 경우 유량계측에 상당한 오차를 유발한다. 본 연구에서는 ${\gamma}$-ray attenuation 기법을 이용하여 clamp-on 타입으로 배관 외부에서 다중상 유체흐름의 유량 측정을 수행하였다. 사용된 밀봉 감마선원으로는 $^{137}Cs$ 20 mCi와 17 mCi 두 개의 동위원소를 사용하였으며, 감마선 검출기로는 $2"{\times}2"$ NaI(Tl) 섬광계수관을 이용하였다. 방사선 검출기로부터 데이터를 수집하고 각각의 데이터에 대해 푸리에 변환과 필터링을 통해 노이즈를 최소화하였다. 복원된 신호에 대해 상호상관함수(cross correlation function)를 적용하여 두 검출기 사이의 통과시간(transit time)을 측정함으로써 유량을 산정하였다. 배관 내 기포함량 측정을 통해 유량을 보정해줌으로써 측정유량의 정확도를 높였다. 두 선원간의 거리가 4D(D; inner diameter) 그리고 본 실험의 측정조건(N/S: $0.12{\sim}0.15$, sampling time ${\Delta}\;t$: 4msec) 하에서 기포량(단면적 대비 $6.1\;%{\sim}9.2\;%$) 보정을 통해 산정된 유량은 계측오차가 실제 평균유량 대비 1.7 % 이하인 정확도를 보였다. 또한 두 밀봉 감마선원 간의 거리가 가까울수록 통과시간 측정에 정확도가 향상되므로 보다 정확한 유량측정이 가능하였다. 본 연구를 통해 다중상 혼합유체의 유량을 밀봉감마선원과 상호상관 기법으로 이용하여 계측할 수 있음을 확인하였다. 방사성동위원소의 선택 및 계측시스템의 최적화 조건 등에 대한 추가연구가 수행된다면 석유화학 산업과 같은 장치산업의 유지관리 측면에 경제적으로 크게 기여할 수 있을 것으로 판단된다.