• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.64-73
• /
• 2007

호흡기 내에서 유해물질의 체내흡수 및 방어특성은 영역별로 다르며 흡입연기의 장 단기 인체 유해성은 연기의 호흡기 내 침착위치 및 침착밀도와 밀접한 관계를 가지고 있다. 이 연구에서는 미소부피 위치 추적법을 이용한 입자침착율 계산 기법을 사용하여 휴식 및 가벼운 운동에 해당하는 호흡조건별로 또한 구강 및 비강 호흡별로 각 입자크기에 대하여 호흡기 각 영역별로 단위 면적당 침착분율 등 침착 특성을 구하였다. 이 결과는 연기에 흡착된 유해물질의 체내 흡수량 산정 등에 이용되어 연기의 인체 유해성 판정에 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
• /
• pp.21-21
• /
• 2022

충적하천의 하상과 제방은 흐름에 의해 쉽게 침식되는 사립자들로 구성되어 있다. 흐름이 더욱 강해지면 커다란 입자들도 움직이게 되고 더욱 커지면 결국 모든 입자들이 움직인다. 이렇게 흐름에 의해 하상과 제방을 구성하는 사립자들이 움직이기 시작하는 상태를 한계운동이라 하며, 이때의 흐름조건을 한계조건이라 한다. 한계조건은 이동상 수리학의 시작으로, 이때부터 흐름은 물과 유사의 혼합이라는 이상류가 되어 순수한 물의 흐름보다 더 복잡하게 된다. 개수로는 관수로와 달리 반드시 자유수면이 있으며, 따라서 물과 공기와의 마찰은 상대적으로 매우 작으므로 개수로의 전단응력 분포는 관수로와 달리 근본적으로 비대칭이다. 따라서 전단응력은 수로 바닥이나 측벽에서만 작용하게 된다. 한계조건은 이러한 추상적인 의미에 앞서 바닥이 침식되지 않는 하도나 수로의 설계 등에 기본적인 자료가 된다. 개수로에서 경계면의 전단응력을 힘으로 표시하는 것을 통상 소류력이라 하며, 개수로 경계면에서 전단응력의 분포도; 이른바 단면의 평균 전단응력의 개념을 도입하여 해석하고 설계기준으로 제시되고 있다. 본 연구에서는 자연하천과 유사한 조건의 건설기술연구원 하천실험센터의 급경사수로에서 연구를 진행하였으며, 기존 연구를 바탕으로 제작된 소류력 측정장치를 이용하였다. 하천의 설계나 평가에 적용되는 평균 소류력 개념은 복잡한 난류흐름에서 평가지표로써 대표하기 힘들기 때문에 유사 하천환경의 바닥에서 발생하는 소류력을 직접 측정하고자 연구를 진행하였고, 연구결과를 기존의 소류력 산정방법과 비교하였다. 본 연구에 사용된 장치는 실규모 실험을 위해 제작되었으며, 실규모 적용성 검토를 위해 실험실에서 충분한 검증실험을 거친 후 실규모 실험에 적용하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제19권12호
• /
• pp.15-23
• /
• 2018

우리나라에서 발생하는 대부분의 토양침식은 물에 의한 토양침식이며 강우와 밀접한 관계를 가진다. 강우로부터 발생하는 토양침식은 토지자원의 손실을 발생시키고 이후 하천에 유입되고 퇴적되어 하천수자원의 관리 및 이용에 많은 어려움을 주고 있다. 최근 기후변화의 영향으로 우리나라에서는 30mm/hr 이상의 집중호우의 발생횟수가 증가하고 있어 단기간에 토양침식이 발생할 가능성이 높아지고 있다. 본 연구에서는 강우의 물리적인 특성을 고려하기 위하여 누적분포함수를 이용하여 강우강도별 강우입자의 분포를 추정하고 단일 호우사상이 가지는 강우에너지를 계산하는 방법을 제안하고자 하였다. 강우에너지 산정공식을 개발하기 위하여 강우강도 0.254~152.4mm/hr에서 측정된 강우입자 자료를 이용하였다. 누적분포함수를 적용하여 산정된 강우에너지는 강우강도의 관계에서 멱함수형태로 증가하는 경향으로 나타났으며, 이 관계로 얻어진 식을 바탕으로 1~80mm/hr 강우강도의 강우 운동에너지를 산정한 결과 $0.03{\sim}48.26Jm^{-2}mm^{-1}$로 나타났다. 강우강도와 강우에너지의 관계를 바탕으로 강우에너지 식을 멱함수로 제시하였다. 본 연구에서 제안된 공식은 한시적으로 설치하는 침사지와 같은 시설물의 규모를 결정하는 계획의 토양침식량을 예측에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제39권12호
• /
• pp.1251-1256
• /
• 2015

본 연구에서는 왕복운동 및 회전운동 마찰 실험장치를 이하여 부식금속의 마찰소음특성을 파악하였다. 그 결과 부식금속이 소음발생 시키고 마찰소음의 크기를 증가시키는 것을 확인하였다. 또한, 마찰소음에서 부식의 영향은 마찰표면의 변화로부터 기인하는 것을 관찰할 수 있다. 마찰이 지속적으로 발생될 때 부식금속 마찰계수의 음의 기울기가 증가하여 부식이 되지 않은 금속에 비해 상대적으로 빠르게 불안정해 질 수 있음을 확인하였다.

• 태양에너지
• /
• 제17권3호
• /
• pp.35-41
• /
• 1997

정방형 발열체를 갖는 수직채널내부의 공기유동을 고찰하고자 레이저를 광원으로하는 가시화 실험을 행하였다. 영상처리시스템은 퍼스널컴퓨터의 내부에 장착할 수 있는 범용의 이미지보오드로 구성하였고 광원으로서는 아르곤-이온레이저와 원통형렌즈를 이용하여 시이트라이트를 만들어 이를 대상 유동장에 조사하고 유동장의 영상을 기록하였다. 전유동장의 순시속도벡터는 2차원 PIV시스템에 의하여 구하였고 채택된 동일입자추적기법은 계조치상호상관법이다. 발열체의 발열량은 5W로 균일하며 유입유속은 0.3m/sec으로 일정하게 하였다. 가시화를 통한 PIV계측 결과는 운동에너지와 난류운동에너지의 분포 등에서 유동패턴을 잘 나타내었다.

• 오토저널
• /
• 제5권4호
• /
• pp.10-16
• /
• 1983

액체의 미립화는 기계산업분야 뿐만 아니라, 농약살포, 화학 공학의 분무건조, 반응의 촉진, 분 체제조, 식품공업 등 폭넓게 이용되며 또한 각분야에서 그 필요성이 강조되고 있다. 특히 기계 산업분야에서는 액체연료의 분무연소(boiler, gas turbine, 자동차용engine등) 원자로 노심의 spray cooling, spray drying, spray painting 등 그 이용도는 날로 증가되는 추세에 있다. 액체를 미 립화하는 이유는 각각의 분야나 사용하는 목적에 따라 다르지만, 대별하면 다음과 같다. (1) 액체의 단위 체적당 표면적을 증대시키기 위하여 (2) 직경이 작은 입자의 필요성 (3) 균일한 입경의 액적군을 얻기 위하여 등을 들 수 있다. 액체의 미립화에 대한 요구는 산업의 발당, 대기오염, 생energy 등의 문제가 중요시됨에 따라 다양화되고 있다. 따라서 응용면에서는 atomizer의 성능개선과 설계법, 새로운 미립화방법, 상업에의 분무이용기술, 분무계측법 등의 개발이 필요하게 된다. 액체미립화에서 취급하는 사항은 그 내용에 따라 다음과 같이 분류된다. (1) 액체의 미립화기구 : 기액계면의 불안정성과 분열기구에 관한 것으로, 액체형상으로써 액주, 액막 및 액적으로 나눌 수 있다. (2) 액체의 미립화 방법과 특성 : energy의 종유와 부가방식에 따랄 나누어진다. (3) 합체, 분산, 증발 등 분무의 운동이나 열적거동 (4) 분무입경이나 운동의 계측법과 특성도시 (5) 액체미립화의 각종응용 본보에서는 상기의 각 항목중, 특히 액체의 미립화방법과 분무특성에 대해서만 말하기로 한다.

• 한국자기학회지
• /
• 제4권1호
• /
• pp.1-6
• /
• 1994

본 연구에서는 초 연자성(ultra-soft magnetic) 비정질 박막에서 관찰되는 감쇄가 큰(overdamped) 고주파 자기특성의 원인을 이해함으로써 자기 스핀의 동적 자화거동을 확인하고자한다. 고주파에서의 자화율(susceptibility) 특성곡선에 대한 실험결과와 Gilbert의 운동방정식으로 부터의 계산 결과를 비교하여 초 연자성 박막의 겨우 $\alpha=20$ 정도의 큰 감쇄상수와 무시할 정도로 작은 $D_{x}{\approx}D_{y}{\approx}D_{z}{\approx}0$의 반자장 계수를 구하였다. 이 결과로 부터 불균일 박막의 자화율 특성곡선과 자기 스핀의 동적 자화거동을 설 명하기 위해 vortex 형상의 자화분포를 제안하였다. Vortex형 자화분포는 초 연자성 박막 내의 미세한 자성입자들에서의 안정된 스핀 분포로 형성되며, vortex의 불균일한 스핀운동은 스핀파로 부터의 에너지와 박막내 결함구조와의 상호작용에 의해 큰 감쇄를 갖는 것으로 설명되었다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제39권11호
• /
• pp.861-869
• /
• 2015

본 연구에서는 서로 다른 항력 모델이 원추형 유동층 연소기 내의 수력학적 특성과 열전달 현상에 미치는 영향에 대해, 입자상 유동에 대한 분자운동론을 적용한 오일러-오일러 모델을 사용하여 수치 해석적으로 연구하였다. Gidaspow 항력 모델과 Syamlal-O'Brien 항력 모델에 대해 유입 공기의 속도와 입자의 크기를 변화시키면서 연소기 내의 압력강하나 베드 팽창률 및 벽과 베드 사이의 열전달 계수의 변화를 조사하였다. 그 결과 베드의 팽창률은 속도가 증가함에 따라 커졌으며 압력강하는 속도의 증가에 따라 감소하였다. 벽과 베드 사이의 열전달 계수는 유입 속도가 증가하면 증가하고 입자의 크기가 증가하면 감소하는 것으로 나타났다. 베드의 팽창률이나 압력 강하와 같은 수력학적 특성은 항력 모델에 큰 영향을 받지 않았으나 열전달 계수는 항력 모델에 따라 차이가 나타났다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제38권7호
• /
• pp.751-756
• /
• 2014

우리 주변에는 수많은 알갱이들이 서로 상호작용하면서 운동하는 모습을 주로 볼 수 있다. 본 연구에서는 수많은 알갱이들의 접촉에 따른 동적 거동을 분석하였다. 접촉에 의한 각 요소의 거동을 해석하기 위해 이산 요소법(Discrete element method)을 사용하였다. 접촉 관계에 있어서 접촉 판별을 위해 Neighboring-Cell 알고리즘을 사용하였고, 접촉력 계산에 Hertzian contact model과 Tangential sliding friction contact 모델을 사용하였다. 수많은 알갱이의 접촉해석을 위해 GPU 기반의 병렬 프로그램을 구성하였다. 해석을 검증하기 위해서 댐 붕괴 실험을 수행하였다. 거동 종료시점에 입자들의 쌓인 형상을 시뮬레이션 결과와 비교하여 해석 프로그램의 신뢰성을 검증하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
• /
• pp.282-282
• /
• 2017

모래, 실트 및 자갈과 같은 비점착성 유사는 하천에서의 이동 형태에 따라 소류사와 부유사로 구분된다. 부유사는 난류로 인해 흐름 내에서 부유 상태로 이동하는 유사로, 대부분의 자연 하천에서 유사는 부유사 형태로 이송된다. 유수동역학적 조건 하에서 이동하는 부유사의 입도 분포는 유사 입자의 부유와 퇴적에 따라 불규칙적으로 변화하기 때문에 여러 연구에서 주요한 문제로 다뤄지고 있다. 부유사의 입도 분포는 흐름 유속, 부유사의 부유 높이, 하상 재료의 특성 등에 따라 변화하며, 로그 정규분포를 따르는 것으로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 여러 다양한 하천 흐름 조건에서 부유사의 입도 분포를 모의할 수 있는 입도 분포 모형에 관한 개념적 틀(Framework)을 제안한다. 유사 입자의 입도 분포 모의는 추계학적 방법의 적용을 통해 얻어진다. 본래 점착성 유사의 입도 분포를 모의하기 위한 추계학적 입도 분포 모형으로부터 제안된 개념적 틀로, 다양한 흐름 조건 하에서 특정 확률 분포형을 띠는 입도 분포를 모의할 수 있다. 점착성 유사의 이동 모형에서는 점착성을 띠는 유사 입자들의 응집 현상에 따른 크기 변화를 모의하기 위한 응집 모형이 필수적이다. 시간에 따른 크기 변화를 모의하는 응집 모형에서, 흐름 내 여러 특성들에 의해 결정되는 응집 인자와 달리 파괴 인자의 경우 불규칙적 난류 운동으로 인해 무작위한 특성을 띤다. 모형에서 요구되는 파괴 인자를 특정 확률 분포형을 띠는 난수로 고려함으로써 점착성 유사의 입도 분포 모형이 개발되었다. 이 때, 점착성 유사는 프랙탈 구조를 가지는 것으로 가정하기 때문에 크기에 따라 밀도와 침강 속도가 변화한다. 반면 비점착성 유사는 크기에 따른 밀도 변화가 일어나지 않으므로, 고정된 밀도와 프랙탈 차원을 적용하여 점착성 유사의 입도 분포모형으로부터 비점착성 유사의 입도 분포 모의가 가능할 것으로 판단된다. 이러한 추계학적 방법의 적용을 통해, 하나의 경계 조건으로 대변되는 하상 특성에 따른 단점 또한 보완될 것으로 예측된다. 예를 들어 로그 정규 분포를 띤다고 가정할 때 보정을 통해 결정해야하는 변수는 평균과 분산으로 두 개가 요구된다. 유사의 평균 크기로부터 확률분포형의 평균값이 결정되면, 하상에 존재하는 유사의 특성에 따른 입도 분포의 분산은 난수의 분산을 결정함으로써 모의할 수 있다.