Supercavitation can be generated at relatively lower speeds by injecting compressed air behind the cavitator. As a result, an artificially created supercavity is deformed and its tail tends to rise due to gravitational effects. However, practical prediction of the artificial supercavity currently depends on empirical results. In this study, a mathematical model for the artificial supercavity under the gravity effect is proposed. Based on a boundary element method, geometric characteristics of the supercavity at different flow conditions are examined. The results were compared with an existing empirical formula and also experimental observations carried out at a cavitation tunnel of the Chungnam National University.
일반적으로 사용되는 비탈면 보강공법은 중력식 혹은 가압식 네일링, 앵커 등이 있다. 이들 공법은 주입재 주입압력이 중력식무압 혹은 낮은 압력의 가압에 의한 것으로서, 실제로 단층파쇄대, 붕적층, 이완 및 절리 등이 발달한 지반에서는 일정압력의 가압주입에 의한 지반보강과 보강재에 의한 네일링 효과를 동시에 기대해야 한다. 본 사례에서는 가압주입의 효과를 높이기 위해 보강구간을 일정한 간격으로 나누고 구간별 별도의 주입펌프를 연결하여 보강길이 전구간을 동시에 주입하는 멀티패커시스템(MPS)공법을 소개하고자 한다.
The paper deals with gravitational effect on dynamic stability of a cantilevered pipe conveying fluid. The eigenvalue branches and modes associated with flutter of cantilevered pipes conveying fluid are fully investigated. Governing equations of motion are derived by extended Hamilton's principle, and the solutions are sought by Galerkin's method. Root locus diagrams are plotted for different values of mass ratio of the pipe, and the order of branch in root locus diagrams is defined. The flutter modes of the pipe at the critical flow velocities are drawn at every one of the twelfth period. The transference of flutter-type instability from one eigenvalue branches to another is investigated thoroughly.
The paper presents gravitational effect on eigenvalue branches and flutter modes of a vertical cantilevered pipe conveying fluid. The eigenvalue branches and modes associated with flutter of cantilevered pipes conveying fluid are fully investigated. Governing equations of motion are derived by extended Hamilton's principle, and the related numerical solutions are sought by Galerkin's method. Root locus diagrams are plotted for different values of mass ratios of the pipe, and the order of branch in root locus diagrams is defined. The flutter modes of the pipe at the critical flow velocities are drawn at every one of the twelfth period. The transference of flutter-type instability from one eigenvalue branches to another is investigated thoroughly.
한반도 남한 지역의 지각구조를 연구하기 위하여 USAMSFE(1961~1962) 중력자료를 분석하였다. 이들 중력측정치를 IGSN 71중력치로 환산하기 위하여 -14.7mgal 보정을 실시하였으며, 중력이상의 계산에서는 GRS 67식을 사용하였다. 자료처리과정에 있어서는 polynomial fitting을 이용하여 지역중력이상과 잔류중력이상을 분리하였고, 지각의 평균두께와 지각기저면의 깊이분포를 구하기 위해 FFT(Fast Fourier Transform)를 이용한 power spectrumqnstjr과 하향연속을 실시하였다. 하향연속을 위한 필터링 과정에서 고주파수차단 필터링과 동시에 자료간의 간격을 넓히는 효과를 낼 수 있는 2차원에서의 high-cut filtering and resampling법을 개발적용하였다. 분석의 결과로는 (1) 부우게 이상이 대체로 이 지역의 지체구조선의 방향과 같은 NE-SW방향의 분포를 보이고 있으며, (2) 지각의 평균두께는 약 32km로 나타났고, (3) 지각기저면의 깊이분포는 26km~36km의 범위로서 지표면의 광역적인 지형고도를 반영하고 있으며, 동해안의 지각이 서해안보다 더 얕은 것으로 나타났다. (4) 지각평형정도를 지시해주는 측정점의 고도와 중력이상 사이의 선형회귀방정식을 계산해본 결과, 우리 나라의 지각은 다소 보상이 덜되어 있는 것으로 나타났다.
In this study, a cavity shape measurement experiment was conducted by changing the diameter and the angle of attack of a disk cavitator. Since the gravity effect is proportional to the cavity volume, the larger the cavity, the greater the effect. It is concluded that the gravity effect becomes smaller as the cavitation number decreases because of a short cavity maintaining time. The cavity centerline rises in case of the positive angle of attack and descends in case of the negative angle of attack. Since the effect of the angle of attack is inversely proportional to the square of the cavity radius, the effect of the angle of attack becomes dominant in the vicinity of the cavitator. It is judged that the horizontal section of the cavity centerline cannot be extended because the factors affecting the gravity effect and the angle of attack effect are different.
지하 공동은 토지의 이용과 개발을 제한할 뿐 아니라 안전과 환경에 심각한 우려를 준다. 우리나라는 석회암이 널리 분포하고 폐광산이 많으며 도심이 확장되고 토지의 개발이 활발하여, 지하 공동에 의한 지반 안전과 환경 보존 문제를 안고 있다. 전남 무안군 덕보들에 한국지질자원연구원에서 마련한 물리탐사 실험장에서 지하 공동의 탐지와 모니터링을 위한 고정밀 중력탐사를 하였다. 중력은 약 30 m 간격의 논둑길을 따라 5 m 간격으로 모두 800여 측점에서 AutoGrav CG-3 중력계로 측정하였으며, 측점의 절대적 위치 오차는 수 mm 이하로 유지하였다. 중력 측선은 MS (minimum support) 역산으로 밀도 분포를 작성하였으며, 고분해능 3차원 중력 역해의 비유일성을 줄이기 위하여 Euler 디컨벌루션의 해를 제한 조건으로 이용하는 역산 방법을 고안하였다. 역산에 의하여 작성한 밀도 분포는 잔여 중력 분포와 전체적으로 잘 일치하였으며, 특히 공동과 관련된 것으로 예상되는 3곳의 중력 이상대의 밀도 분포 형태, 즉 공동의 위치 뿐 아니라 공동형태와 발달 양상을 잘 보여주었다. 이러한 해석 결과는 시추 주상도와 매우 잘 일치하였다. 탐사 실험장의 진입로에서 그라우팅을 전후하여 시간차 중력 모니터링을 하였다. 탐사 조건에 의한 불일치는 기준점의 관측 중력을 비교하여 조정하였다. MS 역산으로 작성한 그라우팅 전, 후의 밀도 분포를 비교하여 그라우팅의 효과를 검토하였다. 이 현장 사례를 통하여 ${\mu}Gal$ 수준의 정밀도와 정확도의 고정밀 중력탐사는 지하 공동을 탐지할 뿐 아니라 공동의 분포와 발달 양상을 확인하는 가장 직접적이고 효과적인 수단이 됨을 보여주었다. 또한, 시간차 중력 모니터링은, 여러 가지 오차 요인들이 있지만, 시간의 경과에 따른 지하 밀도 분포의 변화를 관측하는 데 효과적임을 보여주었다.
본 연구에서는 지상 및 미소중력환경하에서 물리적 승화법 공정에서의 확산-대류유동에 미치는 불순물의 영향을 이론적으로 $Hg_2Cl_2-I_2$ 시스템에 적용하여 규명하는 것이다. 이론적 해석은 증기상에서 확산-대류 흐름, 열 및 물질전달을 속도 벡터 흐름, 유선, 온도, 농도 분포를 통하여 제시된다. 결정 영역에서의 전체 몰플럭스는 중력가속도와 성분 $I_2$, 불순물에 상당히 민감하게 반응한다. 성분 $I_2$을 증가시켰을 때, 농도 대류효과는 확산-대류 유동흐름을 안정화시키는 경향이 있다. 지상중력가속도의 0.001환경에서는 유동흐름은 1차원포물선의 흐름 구조를 나타내며, 확산지배형태를 보여주고 있다. $10^{-3}$지상중력가속도 이하에서는 대류 영향은 무시할 수 있다.
수직뛰기 운동을 위한 mini-trampoline은 운동중 인체에 미치는 중력가속도를 변화시킴으로써 그 효과를 나타낸다고 하므로, mini-trampoline 운동중에 피검자가 받는 중력가속도를 다음과 같은 방법으로 측정하였다. 피검자로 하여금 mini-trampoline상에서 최대의 높이로 수직뛰기를 반복시키고, 그 뒷벽에는 3인치 간격의 눈금을 표시하여 뛰는 높이를 알 수 있게 하였다. 수직뛰기를 하는 동안에 super-8 mm 영사기로 초당 48 frames의 속도로 촬영한 후 각 frame에 나타난 피검자의 두정부 높이를 알아내었다. 수직뛰기하는 동안 시간에 대한 머리높이의 면화를 graph에 그려서 상승뛰기 운동시의 최대속도를 계산하였다. 이 결과로 부터 Arizona State University의 Crash Survival Investigator's School에서 고안한 다음의 공식을 사용하여 중력가속도(G)를 계산하였다. $$G={\frac{0.7854{\cdot}V^2}{32.2S}}$$ V = 상승운동시 나타난 최대속도 (fps) S = 하강운동시 정지거리 (ft) 본 연구에서 V는 약 9fps 였고, S는 0.61 ft 였으며 따라서 G는 $3.24+G_z$였다. 인체가 친밀 수 있는 증력가속도의 한계가 $+G_z$방향으로 0.1초동안 20G이며 $-G_z$방향으로 0.1초 동안 15G임을 고러할 때 mini-trampoline운동으로써 얻을 수 있는 중력가속도는 인체에 유해할 만큼 큰 것이 아니라는 것을 알 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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