• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.20 no.3
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• pp.317-323
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• 2008

In the current study, A model for the flow analysis of fresh and highly flowable concrete has been developed using a particle method, the moving particle semi-implicit (MPS) method. The phenomena on the flow of concrete has been considered as a visco-plastic flow problem, and the basic governing equation of concrete particle dynamics has been based on the Navier-Stokes equation in Lagrangian form and the conservation of mass. In order to formulate a visco-plastic flow constitutive law of fresh concrete, concrete is modeled as a highly viscous material in the state of non-flow and as a visco-plastic material in the state of flow after reaching the yield stress of fresh concrete. A flow test of fresh concrete in the L-box was simulated and the predicted flow was well matched with the experimental result. The developed method was well showed the flow motion of concrete particles because it was formulated to be based on the motion of visco-plastic fluid dynamics.

• Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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• v.24 no.5
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• pp.512-517
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• 2014

This paper describes the development of new sweeping machine based on Cyclone Technology, which maintains constant suction power and uses it in a industrial applications as a method for dust removed from grinding work. The performance of a cyclone separator is determined by the turbulence characteristics and particle-particle interaction. To achieve this goal, we design cyclone technology based dust separator for sweeping machine has been proposed as a system which is suitable to work utilizing dust suction alternative to conventional manual system. and Numerical analysis with computational fluid dynamics(CFD) was carried out to investigate the working fluid that flow into cyclone dust separator in order to design optimal structure of the sweeping machine. The validation of cyclone model with CFD is carried out by comparing with experimental results.

• The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
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• v.4 no.1
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• pp.10-17
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• 1999

The purpose of this study is to investigate the baroclinic response of the upper-layer of two-layered fluid when the lower-layer motion is driven by pumping an external fluid into the lower-layer or by pumping out the lower-layer fluid. Recent observations of the barotropic nature of deep water movements in the East Sea (fakematsu et al., 1994; KORDI, 1997) may suggest a possibility of interaction between the upper and lower layer via interface tilting. For homogeneous fluid, steady and axisymmetric source or sink causes axisymmetric geostrophic flow, and the lower-layer motion in two-layered fluid was similar to homogeneous flow. But as Rossby number (${\varepsilon}$) or internal Froude number ($f_2$) increases, the lower-layer motion was affected by the interface tilting. The interface tilting calculated based on the observed azimuthal velocities of upper- and lower-layers becomes greater as $f_2$ increases. In other words, the increase of the $f_2$ changes the barotropic system to baroclinic system.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.24-24
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• 2021

자연하천 바닥 경계층 내에서는 복잡한 난류 구조가 형성되며 이들은 하상에 강한 모멘텀을 전달한다. 바닥 부근에 분포하는 유사 입자들은 경계층 내에서 발생한 난류 흐름으로부터 모멘텀을 전달받아 소류사 혹은 부유사 형태로 이송되게 되며, 이러한 유사 이송 과정을 역학적으로 설명하기 위해서는 경계층 내 유체 흐름에 대한 이해가 선행되어야한다. 경계층 내 난류 흐름 특성이 유사 입자의 움직임에 미치는 영향에 대해 분석하기 위해서는 바닥 경계층 내 고해상도 유속 자료와 유사 움직임을 동시에 포착할 수 있는 기술이 요구된다. 하지만 현재까지 수행된 대부분의 선행 연구들은 점 유속을 측정할 수 있는 음파 도플러 유속계 (Acoustic Doppler Velocimetry) 혹은 2차원 입자 영상 유속계를 활용하였으며, 이들은 복잡한 3차원 난류 흐름 특성을 분석하기에는 한계가 있다. 본 연구의 목적은 실험실 실험을 통해 바닥 경계층 내 3차원 난류 흐름이 유사 이송에 미치는 영향에 대해 조사하는 것이다. 본 연구에서는 유사 주변에서의 고해상도 3차원 흐름 유동장 및 순간적인 유사 움직임에 대해서는 합성 개구 (synthetic aperture) 기반의 3차원 입자 영상 유속계 및 입자 추적 유속계를 활용하여 취득하였다. 취득된 흐름 유동장을 기반으로 레이놀즈 전단응력을 산정하였으며 이를 통해 유체가 하상에 미치는 모멘텀의 크기를 파악하였다. 복잡한 난류 흐름 구조에 대해서는 팔분원 분석 (octant analysis)을 통해 구분했으며, 유사가 움직이는 순간의 유속장을 기반으로 유사 이송을 발생시키는 지배적인 난류 흐름 특성에 대해 규명하였다. 본 연구는 바닥 경계층 내 복잡한 3차원 난류 흐름과 유사 입자의 움직임을 동시에 분석함으로써 기존에 수행되어왔던 선행 연구들의 한계점을 극복하고 보다 명확한 유사 이송의 발생 원인에 대해 분석했다는 점에 의의가 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.1812-1816
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• 2009

이미지 해석에 의한 유속장 측정방법은 유체역학분야에서 지난 30 여년 동안 많이 활용되어온 속도측정 기법으로 오늘날에는 이를 수공학 분야에서 이를 유량측정 등 수리현상 해석에 활용하려는 시도가 다각적으로 이루어지고 있다. 이에 본 연구에서는 이미지 해석에 의한 유속장 측정방법을 용담댐 시험유역에 적용하여 그의 자연하천에서의 적용성을 검토하고자 한다. 이미지 해석에 의한 유속장 측정방법은 PIV(Particle Image Velocimetry)로 통칭되고 있으며, PIV는 seeding, illumination, recording, 및 image processing의 네 가지 요소로 구성된다. seeding을 위해서 유체를 따라 흐를수 있는 작은 입자를 유체에 첨가한다. 유체를 따라 흐르는 입자들의 선명한 이미지를 얻기 위해서illumination이 필요하다. PIV를 이용하여 흐름을 해석하기 위한 illumination은 일반적으로 이중펄스 레이저가 이용된다. 이렇게 유속장 해석을 하려는 유체에 대하여 seeding 및 illumination이 준비되면 단일노출- 다중 프레임법, 혹은 다중노출-단일 프레임법으로 흐름을 recording을 한다. image processing은 이미지를 다운로드하고, 디지타이징 및 화질향상을 하는 전처리(pre-processing), 상관계수의 산정에 의한 유속 벡터의 결정 및 에러 벡터를 제거하고 유속장을 그래프화하는 후처리(post-processing) 과정으로 구성된다. LSPIV(Large Scale PIV)는 PIV의 기본원리를 근거로 하여 기존의 PIV에 비하여 실험실 내에서의 수리모형실험이나 일반 하천에서의 유속측정과 같은 큰 규모$(4m^2\sim45,000m^2$)의 흐름해석을 할 수 있도록 Fujita et al.(1994)와 Aya et al.(1995)이 확장시킨 것이다. PIV와 비교시 LSPIV의 다른 점은 넓은 흐름 표면적을 포함하기 위하여 촬영시에 카메라의 광축과 흐름 사이의 각도가 PIV에서 이용하는 수직이 아닌 경사각을 이용하였고 이에 따라 발생하는 이미지의 왜곡을 제거하기 위하여 이미지 변환기법을 적용하여 왜곡이 없는 정사촬영 이미지로 변환시킨다. 이후부터는 PIV의 이미지 처리 방법이 적용되어 표면유속을 산정한다. 다만 이미지 변환을 PIV 이미지 처리 전에 하느냐 후에 하느냐에 따라 유속장 해석결과에 차이가 있다. PIV의 네가지 단계를 포함하여 LSPIV의 각 단계를 구분하면, seeding, illumination, recording, image transformation,image processing 및 post-processing의 여섯 단계로 나뉘어진다 (Li, 2002). LSPIV를 적용시 물표면 입자의 Tracing을 위하여 자연하천에서 사용하기에 적합한 환경친화적인 seeding 재료인 Wood Mulch를 사용하여 유속을 측정하였다. 적용지점은 용담댐 상류의 동향수위관측소 지점으로 이 지점은 한국수자원공사의 수자원시험유역이 위치하고 있다. 이미지의 촬영은 가정용 비디오 캠코더 (Sony DCR-PC 350)을 이용하여 두 줄기의 흐름에 대하여 각각 약 5분 동안의 영상을 촬영한후 이중에서 seeding의 분포가 잘 이루어진 약 1분간을 추출한후 이를 이용하여 PIV 분석에 이용하였다. 대체적으로 유속장의 계산이 무난하게 이루어지었으나 비교적 수질 상태가 양호하고, 수심이 낮고, 하상재료가 자갈로 이루어져 있어 비슷한 색상의 seeding 재료를 추적하기 어려운 구간이 발생한 부분에서는 유속의 계산이 정확히 이루어지지 않았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.50 no.1
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• pp.66-71
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• 2012

We deal with a problem to determine experimentally as well as theoretically permeability of incompressible viscous flow through packed bed of bidisperse hard spheres in size. For the size ratios of large to small spheres ${\lambda}$=1.25 and 2, we set up bidisperse packing and measured porosity and permeability at various volumetric ratios of small to large spheres ${\gamma}$. Bidisperse packing shows lower porosity and permeability than monodisperse packing does. Variation of porosity as a function of ${\gamma}$ does not match with that of permeability. A theoretical expression for predicting permeability of a viscous flow for packed bed of bidisperse packing is derived based on calculation of drag force acting on each sphere and its predictions are compared with the experimental data and those from some relations previously suggested. It is found that our theory shows better agreement with experimental results than the previous studies and is proved to be quite simple and accurate in estimating the permeability.

• Journal of the Korea Society of Computer and Information
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• v.29 no.6
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• pp.23-29
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• 2024

In this paper, we propose a fast GPU-based method for representing pore flow, absorption, emission, and diffusion effects represented by cloth-liquid interactions using smoothed particle hydrodynamics (SPH), a particle-based fluid solver: 1) a unified framework for GPU-based representation of various physical effects represented by cloth-liquid interactions; 2) a method for efficiently calculating the saturation of a node based on SPH and transferring it to the surrounding porous particles; 3) a method for improving the stability based on Darcy's law to reliably calculate the direction of fluid absorption and release; 4) a method for controlling the amount of fluid absorbed by the porous particles according to the direction of flow; and finally, 5) a method for releasing the SPH particles without exceeding their maximum mass. The main advantage of the proposed method is that all computations are computed and run on the GPU, allowing us to quickly model porous materials, porous flows, absorption, reflection, diffusion, etc. represented by the interaction of cloth and fluid.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.20 no.4 s.94
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• pp.29-42
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• 2005

본 논문에서는 영화 및 애니메이션에서 특수효과로 많이 사용되는 유체 표현 기술의 흐름 및 발전 방향을 살펴 본다. 유체의 사실적 움직임을 재현하기 위한 기술은 이미 오랫동안 Computational Fluid Dynamics 분야를 통해 연구되어 왔지만, 그 결과가 컴퓨터 그래픽스 분야에서 적용된 것은 그리 오래되지 않았고 응용 분야의 특성상 아직 해결해야 할 문제들이 많이 남아 있다. 본 논문은 유체 표현을 위해 사용되는 기술의 상이성에 따라 현상을 구분 짓고 각 현상을 표현하기 위한 기술들을 세부적으로 설명한다. 또한 최근에 발표된 기술들이 다루고 있는 이슈들을 짚어 추후 연구 개발의 방향을 제시한다.

• Proceedings of the Korean Society of Fisheries Technology Conference
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• 2001.05a
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• pp.43-44
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• 2001

프레임에 그물감을 부착하여 구성되어 있는 가두리 시설은 파랑과 조류 등에 의해 유체력을 많이 받기 때문에, 만 입구 또는 외만에 설치하는 경우에는 작용 유체력에 의하여 이것을 계류하고 있는 계류삭이 절단되거나 고정용 닻이 끌리게 되며 프레임 끼리 서로 충돌함으로써 결국 구조물이 파손된다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서는 파랑과 조류에 의해 발생되는 유체력에 충분히 견딜 수 있도록 시설물을 설계해야 한다. (중략)

• Proceedings of the Korean Society of Fisheries Technology Conference
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• 2001.05a
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• pp.45-46
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• 2001

PIV(Particle Image Velocimetry : 입자영상유속계)는 유동장에 분포된 추종입자의 위치를 영상처리에 의해 자동추적 함으로써 속도벡터를 전유동영역에 걸쳐 동시에 구할 수 있는 계측기법이다. 따라서, CFD와 같이 정량적 및 정성적으로 수치해석된 결과와 바로 비교 검토가 가능한 유일한 실험기법으로 인식되고 있다. 본 실험에서는 CFD에 의한 모형의 유체유동 특성을 분석하고 이를 회류수조에서 PIV를 이용해 모형 전개판 주위의 유체흐름을 분석하여 각 전개판 모형의 유체유동 특성을 파악하였다. (중략)