• 한국안전학회지
• /
• 제37권4호
• /
• pp.113-119
• /
• 2022

Sudden intrusion of a large amount of surface water into a flood defensive tunnel or pipeline system can compress the residual air. The compressed air may explode along with water through the inlet or air vent, resulting in hydraulic capacity degradation or safety hazards. This study aims to investigate the behavior of compressed air body in pipelines according to the residual air condition with a series of laboratory experiments measuring pressure variation. It has been found that flow characteristics and residual air conditions have a dominant influence on the magnitude and periodicity of the pressure variation. A proper measure to effectively control the residual air is required for securing the design capacity of flood defensive pipeline systems, since the peak pressure is predominantly affected by residual air conditions.

• 한국지리정보학회지
• /
• 제11권4호
• /
• pp.182-192
• /
• 2008

효율적인 방제전략 수립 지원시스템 개발의 일환으로 환경민감정보 기반의 유출유 확산예측 시스템과 피해위험도 예측시스템을 연계하여 인천-대산해역을 대상으로 해양오염 방제지원시스템의 프로토타입을 개발하였다. 유출유 확산예측시스템에서는 실시간 바람과 실시간 해수유동을 기반으로 유출유의 이동을 계산하고, 유출유 특성에 따라 해상 유출유의 풍화작용을 모델링하여 유출유의 잔류량 및 확산분포를 계산하였다. 유출유 확산예측의 실시간 바람은 국립환경과학원의 실시간 기상모델 결과를 ftp를 이용하여 실시간으로 연계하여 활용하며, 실시간 해수유동으로서 조류는 수치모델결과와 검조소 관측결과의 결합을 통해 실시간 조석을 예측하는 CHARRY(Current by Harmonic Response to the Reference Yardstick) 모델을 이용하여 예측하고, 실시간 취송류는 바람과 취송류간의 상관관계와 반응함수를 이용하여 예측하였다. 실시간 해수유동을 따라 이동하면서 풍화되는 유출유의 풍화작용은 유출유 특성에 따라 결정된 감소율을 적용하여 모델링하였다. 본 시스템은 GIS 기술을 이용하여 해양 정보를 ESI(Environmental Sensitivity Index) 및 방제자원 정보와 통합하고 종합적으로 제공함으로써 방제전략 수립을 지원할 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제39권11호
• /
• pp.1123-1129
• /
• 2015

자동차부품 세척장비는 엔진과 변속기 블록 등의 가공과정에서 잔류하는 기름때를 제거하며, 잦은 수류방향 전환과 고압수의 분사를 위해 한 쌍의 2 방향 밸브를 사용한다. 그러나 정교한 밸브제어장치 없이 2 방향 밸브를 사용하는 경우 급격한 수류방향 전환에 따른 맥동현상이 발생하여 사용에 어려움이 따른다. 대안으로 하나의 3 방향 절환밸브를 사용하는 방법은 정교한 제어장치 없이도 정확한 수류방향 절환이 원활히 이루어져 이러한 문제점을 해결할 수 있다. 그러나 복잡한 유로 및 바텀플러그 형상으로 인해 유속변화가 심하게 발생하여 공동현상이 나타날 수 있다. 본 연구에서는 3 방향 절환밸브 내의 유동특성을 해석적으로 평가하였으며, 바텀플러그 하부에서 나타나는 공동현상을 공동화지표와 POC(Percent of cavitation)를 도입하여 정량화하였다. 공동현상의 저감을 위해 바텀플러그 형상을 매개변수화하고, 해석의 수렴성 개선과 해석시간을 단축시킬 수 있는 단순 유한요소모델을 이용하여 유동해석을 통한 형상최적설계를 실시하였다. 완전요인배치법을 통한 실험계획법과 인공신경망 기반 반응표면모델을 적용하여 공동현상이 발생하지 않는 POC 가 30% 미만인 바텀플러그의 형상을 제시하였다. 얻어진 최적해는 POC 27%에 대하여 바텀플러그의 허리길이와 꼬리길이가 각각 6.42mm 및 6.96mm 이다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제26권2호
• /
• pp.63-81
• /
• 2021

이 연구에서는 2018년 늦은 봄철을 대상으로, 제주도내 위치한 제주와 보목 하수처리장의 해양방류구 주변 해역의 하수처리 방류수의 이동 특성을 파악하기 위하여 다층 유향·유속계 (Acoustic Doppler Current Meter; ADCP)와 지역규모 해양 수치모델의 가상 추적자 실험을 활용한 분석을 수행하였다. ADCP관측 결과에 의하면 두 하수처리장 모두 방류구 인근 해역의 해수 유동은 비조석 성분 보다 조석 성분이 컸고, 조류는 등수심선과 평행한 방향의 왕복성 운동이 지배적이었다. 조화 분석결과는 제주와 보목 하수처리장 해역 모두 반일주기 유속 성분이 우세한 혼합형 조석특성이 지배적이지만, 보목 하수처리장 주변의 유속 세기가 제주 하수처리장 유속의 50% 정도로 느리고, 조류의 회전성이 제주는 시계 방향, 보목의 경우 반시계 방향으로 지역적으로 차이를 보인다. 특히, 보목 하수처리장 방류구 주변해역은 상대적으로 느린 유속과 더불어 잔차류가 등수심선을 가로질러 연안으로 향하기 때문에 해안을 따라 오염물질이 집적되는데 유리한 환경이다. 고해상도 수치실험은 유속·유향 현장 관측 결과와 유사한 해수 유동 특성을 잘 모의하였으며, 오염물질의 이동확산을 파악하기 위한 추적자 실험을 통하여 잔차성분이 연안을 향하는 보목 하수처리장 연안에서 오염물질 잔류량이 상대적으로 높아질 수 있음을 제시하였다. 이러한 결과는 늦은 봄철에 보목 하수처리장 인근 해역이 상대적으로 약한 조류와 연안을 향하는 잔차성분의 영향으로 하수처리 방류수에 의한 연안 오염 가능성이 높은 환경임을 제시하는 결과이다. 퇴적유기물 조사에서도 보목하수처리장 인근 연안은 중간오염 단계를 보임으로써 조석 잔자류에 의한 연안 오염물질 축적과 그에 따른 연안환경오염의 가능성을 뒷받침하고 있다.

• 한국항만학회지
• /
• 제13권1호
• /
• pp.123-132
• /
• 1999

It is very important to quantitatively assess the movement of sea water and pollutant dispersion before or after constructing shore structures such as breakwater considering marine environment and long-term utilization of those structures. This assesment is possible through the use of simulation models designed to predict water movement and pollutant dispersion in a certain area. In this study the numerical computations were carried out to predict the sea water quality in the Ilgwang Harbor located at the east coast of Pusan. The flow patters were investigated before and after the development of Ilgwang Harbor. The computational models adopting ADI Method (Alternating Direction Implicit Method) were used here and were already verified from the previous studies. As a results of this study the tidal exchange in Ilgwang Harbor after development proved to be worse due to the increased semi-enclosed at the harbor limit. In order to improve the water quality of this area after development a new method was proposed to improve water quality in the semi-enclosed bay by creation and control of tidal residual currents. For this purpose the unsymmetric structures so called bottom roughness were introduced in this study. The simulation was carried out on the basis of the study by Komatsu et. al. and Gug and we made a conclusion that it is possible to generate a new tidal residual current and to increase the tidal exchange by application of bottom roughness arrangement.

• 공업화학
• /
• 제18권5호
• /
• pp.407-414
• /
• 2007

Moldflow사의 CAE 해석 프로그램인 MPI (Moldflow Plastics Insight)를 이용하여 PP(polypropylene)에 talc 20%가 들어간 수지를 사용한 자동차 공기 청정기 상부 덮개의 최적 공정을 찾았다. 핀 게이트가 하나인 기존 시스템을 CASE-1, 두 개로 새로운 공정을 CASE-2로 디자인하여 두 공정에 대한 유동 발란스 등을 비교하였다. CASE-2는 충진 시간이 더 짧아 생산성과 공정성의 향상이, 유동성과 부피수축율이 하부 덮개와 유사하게 나타나 조립성과 조립 후의 변형 및 물성발현이 향상되었다. 또한 전단속도와 전단응력의 해석결과, CASE-1의 문제점은 잔류 응력에 의한 것보다는 상 하부 덮개의 크기 차이에 의한 것으로 판단되며, 결국 수지의 배향 문제는 게이트 구조를 최적화 함으로써 파손 문제를 해결할 수 있을 것이라 예상된다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제33권9호
• /
• pp.34-40
• /
• 2005

본 연구에서는 비정상 유동해석을 위한 CFD 코드의 개발을 위해 대각화 ADI 기법을 적용한 정상 해석기법과 내재적 이중시간 전진기법을 도입하였다. 정상상태 Navier-Stokes 방정식의 Jacobian 행렬은 비점성항에 대해서만 적용하였고 여기에 내재적 인공점성 연산자를 첨가하여 블록 5대각 행렬을 유도하였다. 시간단축을 위해 스칼라 5대각 행렬로 대체하였다. 가상시간에 대한 정상상태기법에 실시간에 대한 미분항이 포함된 새로운 잔류항을 정의하였다. 가상시간에 대해 수렴된 해로부터 실시간 해를 구하고 시간에 대해 적분을 수행하는 내재적 이중시간 전진기법을 이용한 비정상 Navier-Stokes 코드를 개발하였다. 이에 대한 검증으로 정지한 유체속에 진동하는 평판문제, 원기둥 후방의 주기적인 Karman 와류생성, 이중원호 익형주위의 충격파 진동문제등을 수치해석하여 이론치, 실험치, 타연구자의 계산결과와 비교, 분석하였다.

• 자원환경지질
• /
• 제46권1호
• /
• pp.51-61
• /
• 2013

최근 나노기술을 이용한 석유증진회수기술은 미국을 중심으로 활발한 연구가 진행되고 있다. 지금까지의 연구에서는 주로 다공성 매체 내 나노입자의 유동특성이나 나노 에멀젼 자체의 안정성 평가에만 중점을 두었으며, 다공성 매체 내 나노 에멀젼의 유동시 중요한 역할을 하는 나노 에멀젼과 공극의 크기 효과는 분석하지 않았다. 이 연구에서는 석유증진회수기술에 적용 가능한 나노기반의 에멀젼을 제조하였으며, 그 특성을 분석하였다. 또한 다공성 매체 내 나노 에멀젼의 유동특성을 파악하기 위해 필터링 시험을 통해 나노 에멀젼의 크기효과를 분석하였다. 연구결과 나노 에멀젼의 제조시 SCA(Silane Coupling Agent)나 PVA(poly Vinyl Aclohol)를 첨가하여 에멀젼을 제조할 때 안정성이 개선되며, 물에 비해 데칸의 비율이 높을수록 점성도가 높아지고, 액적크기가 증가하는 것을 확인하였다. 대기압조건하에서 수행한 필터링 시험에서는 분리된 물이 주로 통과하고 액적은 통과하지 못하는 것이 확인되었다. 이는 액적의 유동력이 필터에 작용하는 모세관압을 극복하지 못하였기 때문에 나타난 현상이다. 흡입압력을 작용한 필터링시험에서는 $60{\mu}m$ 크기 이상의 필터에서는 대부분 액적이 통과 하였으나, $45{\mu}m$ 이하의 필터에서는 통과비율이 급격히 저하되는 것을 확인하였다. 이러한 현상은 필터 공극 통과시 강한 전단응력에 의해 액적이 변형되거나 파괴되어 공극을 막기 때문에 나타나는 현상으로 보인다. 이 연구에서 밝혀진 기본적인 나노 에멀젼의 특성 및 필터링 시험 결과는 향후 안정적인 나노 에멀젼 제조나, 다공성 매체 내 잔류오일 회수연구에 중요한 역할을 할 수 있을 것이다.

• 자원환경지질
• /
• 제48권6호
• /
• pp.431-449
• /
• 2015

연구지역은 영남육괴 지리산지구에 분포하는 선캠브리아기 암주상 산청 회장암복합체 (이하, 회장암체)의 서부에 위치한다. 본 논문은 산청 회장암체에 대한 노두별 상세한 야외지질조사를 통하여 산청 회장암체의 암상, 엽리, 산상의 특징을 조사하고, 산청 회장암체의 형성과정과 그 메커니즘을 연구하였다. 산청 회장암체는 괴상형과 엽상형 산청 회장암 (이하, SA), 철-티탄 광체 (이하, FTO), 고철질 백립암 (이하, MG)으로 구분된다. 괴상형 SA를 제외한 산청 회장암체에는 엽리가 발달한다. 엽상형 SA, FTO, MG의 엽리는 SA가 완전히 고결되지 않은 물리적 상태에서 FTO 및 MG 용융체의 유동과 SA 블록들 사이의 상호운동의 결과로 형성된 마그마 엽리이며, 이들은 동원 마그마의 분화작용을 통해 연속적으로 형성되었다. 산청 회장암체는 괴상형 SA (고압 하에서 모 마그마의 1차 분별정출작용)${\rightarrow}$ 엽상형 SA [저압 하에서 모 마그마로부터 1차적으로 분화된 사장석-풍부 결정-용융 혼합체 (회장암질 마그마)의 2차 분별정출작용]${\rightarrow}$ FTO (회장암질 마그마의 2차 분별정출작용의 최종 분화단계에 잔류된 고철질 마그마의 압착여과작용에 의해 완전히 고화되지 않은 SA로 주입)${\rightarrow}$ MG (최종 잔류된 고철질 마그마의 고화작용) 순으로 형성되었다. 이는 산청 회장암체를 구성하는 괴상형과 엽상형 SA, FTO, MG는 성인과 시대를 달리하는 서로 다른 마그마의 분화 및 관입 산물이 아니라 동일시대의 동일기원 마그마로서 다단계 분별정출작용과 다중압력 결정화작용을 통해 형성되었음을 의미한다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제37권8호
• /
• pp.991-998
• /
• 2013

클린디젤 차량용 커먼레일 시스템의 연료분사관은 연료레일로부터 각각의 엔진 실린더에 연결된 인젝터로 연료를 공급하는 역할을 하며 반복 내압을 받게 된다. EURO 배기가스 배출규정 만족 및 연비향상을 위하여 요구되는 연료의 압력은 200MPa 이상으로 증가하고 있으며, 성형결함이 발생하지 않는 헤딩공정과 내압 피로수명 향상을 위한 자긴처리 기술이 요구되고 있다. 본 논문에서는 250MPa 급 반복내압을 만족할 수 있는 파이프 소재의 유동응력와 고주기 피로 데이터를 각각의 실험을 통하여 확보하였고, 연료분사관 앞 끝의 성형결함 여부를 판단하기 위하여 헤딩공정에 대한 유한요소해석을 수행하였다. 반복내압에 대한 내구수명 향상 및 신뢰성 확보를 위해 자긴공정에 대한 유한요소해석을 통하여 외경부의 인장잔류응력까지 고려한 최적 공정설계 수행 및 피로해석을 통한 설계의 타당성을 검증하였다.