• Title/Summary/Keyword: 직선관

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An Estimation of Head Loss Coefficients at Surcharged Manhole with 90 Degree Bend Using Numerical Model (수치모형을 이용한 과부하 $90^{\circ}$ 접합맨홀에서의 손실계수 산정)

  • Kim, Jung-Soo;Lim, Ga-Hui;Han, Chyung-Suck;Yoon, Sei-Eui
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.165-165
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    • 2011
  • 현재 계획 또는 설계 단계에서 수행되고 있는 관거 시설의 수리계산에는 연결관 내에서의 마찰손실만을 감안하여 수행하고 있으며, 맨홀에서의 에너지 손실은 고려되지 않는 실정이다. 그러나 연결관 내부와 맨홀의 내부는 여러 가지 수리학적 조건이 다르므로 에너지 손실이 발생하게 된다(최원석과 송호면, 2002). 더욱이 직선으로 연결된 중간맨홀보다 유입관과 유출관이 $90^{\circ}$의 각도로 접합된 합류맨홀은 연결 구조상 유수교란에 의한 에너지 손실이 커질 것으로 예상됨에도 불구하고 현재 실무에서 우수 배수시설의 설계 시 직선 연결맨홀과 $90^{\circ}$ 접합맨홀의 손실을 구별하지 않고 사용하고 있는 실정이다. 그러므로 $90^{\circ}$ 접합맨홀에서 우수관거 시스템의 우수 배제 능력을 증가시켜 도심지의 침수를 방지하기 위한 관거시설의 적정 설계 기준이 필요하며, 합리적인 설계 기준을 제시하기 위하여 $90^{\circ}$ 접합맨홀 내에서의 수두 손실을 분석할 필요가 있다. 본 연구에서는 수리모형 실험의 물질적 및 시간적 한계를 극복하기 위하여 일반적으로 3차원 유체거동의 특성분석에 많이 사용되는 Fluent 6.3 모형을 이용하여 과부하 $90^{\circ}$ 접합맨홀에서의 흐름특성을 수치모의 하였으며, 맨홀 내 손실수두의 변화를 계산하여 손실계수를 산정하였다. 맨홀 및 접합 관거의 기하 모형의 격자망은 수치해석의 안정성 확보를 위하여 그림 1과 같이 6면체 격자로 구성하였다. 또한 $90^{\circ}$ 접합맨홀에서 급격한 와류에 의해 발생하는 에너지 손실을 저감하기 위하여 $90^{\circ}$ 접합맨홀의 내부 형상 및 접합 조건을 변화시켜 손실계수를 산정하였다. 수치모형의 적용 결과 맨홀 내에서의 유속변화, 수심변화 및 압력변화에 대해서는 수리모형 실험 결과와 유사한 경향을 나타내고 있으며, 수치모형에 의하여 산정된 $90^{\circ}$ 접합맨홀에서 에서의 손실계수 값과 수리모형에 의하여 산정된 손실계수 값이 거의 유사하게 나타났다.

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Analysis of Stream Characteristics at Combine Junction Manhole Using Fluent Model (Fluent 모형을 이용한 합류 맨홀에서의 흐름특성 분석)

  • Kim, Jung-Soo;Chio, Hyun-Soo;Kim, Hyung-Min;Yoon, Sei-Eui
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.649-653
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    • 2010
  • 일반적으로 계획 또는 설계 단계에서 수행되고 있는 관거 시설의 수리계산에는 연결관 내에서의 마찰손실만을 감안하여 수행하고 있으며, 맨홀에서의 에너지 손실은 고려되지 않는 실정이다. 그러나 연결관 내부와 맨홀의 내부는 여러 가지 수리학적 조건이 다르므로 에너지 손실이 발생하게 된다. 더욱이 직선으로 연결된 중간맨홀보다 두 개의 유입관과 한 개의 유출관으로 구성된 합류맨홀은 연결 구조상 유수교란에 의한 에너지 손실이 커질 것으로 예상됨에도 불구하고 현재 실무에서 우수 배수시설의 설계 시 직선 연결맨홀과 합류맨홀의 손실을 구별하지 않고 사용하고 있는 실정이다. 그러므로 합류맨홀에서 우수 관거 시스템의 우수 배제 능력을 증가시켜 도심지의 침수를 방지하기 위한 관거시설의 적정 설계 기준이 필요하며, 합리적인 설계 기준을 제시하기 위하여 합류 맨홀 내에서의 수두 손실을 분석할 필요가 있다. 본 연구에서는 수리 모형 실험의 물질적, 시간적 한계를 극복하기 위하여 일반적으로 3차원 유체거동의 특성분석에 많이 사용되는 Fluent 6.3 모형을 이용하여 과부하 합류 맨홀에서의 흐름특성을 수치모의 하였으며, 맨홀 내 손실수두의 변화를 계산하여 손실계수를 산정하였다. 계산된 손실계수는 수리모형 실험을 통하여 산정된 손실계수와 비교하였다. 또한 동일한 수치모의 해석 조건을 실제 합류맨홀에 적용하여 실제 합류 맨홀의 규모 변화에 따른 손실계수를 산정하였다. 수치모형의 적용 결과 맨홀 내에서의 유속변화, 수심변화 및 압력변화에 대해서는 수리모형 실험 결과와 유사한 경향을 나타내고 있으며, 수치모형에 의하여 산정된 합류 맨홀에서의 손실계수 값과 수리모형에 의하여 산정된 손실계수 값이 거의 유사하게 나타났다. 또한 동일한 수치모의 해석 조건을 실제 합류맨홀에 적용하여 합류맨홀의 규모 변화에 따른 손실계수를 산정하였으며, 산정된 손실계수는 우수관거 시스템의 설계 및 평가에 사용가능하리라 판단된다.

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Analytical Evaluation on the Structural Safety of Horizontally Curved Parts of Buried Pipe (지중 매설관 곡선부의 해석 및 안전성 평가)

  • Jeon, Jin-Su;Kim, Sung-Nam;Han, Taek-Hee;Kang, Young-Jong
    • Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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    • v.8 no.1
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    • pp.47-55
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    • 2008
  • Recently, it has been reported that buried pipes' crack is concentrated on curved parts. In this study, 3D-Finite element analysis is performed for Analytical Evaluation on the Structural Safety of Horizontally Curved Parts of Buried Pipe. The constructed pipe cracked in curved parts of pipe is analyzed and all kinds of loads affected to buried pipes are considered. Displacement, stresses and buckling analysis are performed. The stress analysis shows that stress in curved parts is larger than stresses in straight parts and exceeds allowable stress in some parts. So, stress analysis on curved parts is needed for safety for buried pipe.

Effects of Conductivity and Thickness on Natural Convection Heat Transfer From a Horizontal Circular Tube (수평 원통관의 열전도율과 두께가 자연대류 열전달에 미치는 영향)

  • 정영식;강병희;권순석
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.10 no.2
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    • pp.265-279
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    • 1986
  • Ra=$10^{6}$, Pr=5에서 관열전도율과 두께가 변화할 때의 단일수평관에서의 자연대류 열전달에 관하여 유한차분법을 이용하여 해석적으로 연구하였다. .delta.$_{w}$ /d$_{o}$ =0.1에서 관열전도율이 높을수록 높은 온도와 높은 국소 누셀트 수를 나타 내며, .theta.=20。에서의 원주방향속도는 (r-r$_{o}$ )=0.08에서 최대가 되며 반경방향속 도는 (r-r$_{o}$ )=0.14에서 최대가 된다. 관외벽온도는 관 두께가 증가함에 따라 거의 유사하게 감소한다. $K_{w}$ /K$_{f}$ =75에서 각도변위가 증가함게 따라 국소 누셀트수는 현저히 증가하나 관 두께가 증가함에 따라서는 감소한다. .delta.$_{w}$ / d$_{o}$ =0.1에서 평균 누셀트수와 평균 온도는 무차원 열전도율이 증가함에 따라 $K_{w}$ /K$_{f}$ >15에서는 평균 누셀트 수는 서서히 증가하고 평균 온도는 거의 같 은 값을 가지며 지수함수로 표시할 수 있었다. $K_{w}$ /K$_{f}$ =75,50에서 평균 누 셀트수와 온도는 무차원 관 두께가 증가함에 따라 거의 직선적으로 감소되며 선형 함 수로 나타낼 수 있었다.

Experimental and numerical study on the flow characteristics of circular pipe (원형관의 흐름특성에 관한 실험적 및 수치모의 연구)

  • Bynugjoo Kim;Hongjoon Shin;Joongcheol Paik
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.294-294
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    • 2023
  • 보나 댐에 설치된 배수관이나 지하에 매설된 상하수도관과 같이 물을 운반하기 위한 관로 뿐만 아니라 유류를 운송하는 관, LPG와 같은 기체를 운송하는 관처럼 유체를 운송할 때 다양한 관로를 사용한다. 그 중 사용범위나 제작에 대한 용이성 등에 의해서 원형관이 주로 사용된다. 따라서 위와 같은 원형관 내의 관수로 흐름분포에 대한 연구는 아주 중요하며 필요하다. 원형관 내 흐름분포는 관에 연결된 펌프 혹은 수조나 저수지의 수위에 의한 관내 압력에 의해 지배되어지며, 관 내부 표면의 거칠기나 관의 꺾인 정도 등 다양한 요인에 영향을 받는다. 본 연구에서는 일반적인 실험결과를 도출하기 위하여 직선의 원형관을 대상으로 실험과 수치모의를 동시에 수행한다. 실험은 높이 3m, 길이 4.5m, 폭 1.5m 수조의 바닥에서부터 0.45m 위에 위치한 1.8m 길이의 아크릴 재질의 원형관이 설치된 수조에서 진행되었으며, 수치모의 또한 동일한 규모에서 수행되었다. 수조의 수위를 변화시켜 여러가지 레이놀즈 수에 따른 관 내 흐름의 변화에 대하여 분석하는 것이 목적이며, 실험결과와 수치모의 계산결과 간의 비교검증을 통해 분석한다. 이 연구에서는 난류의 영향을 RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes)와 LES(large eddy simulation)을 혼합한 형태인 Hybrid RANS/LES 모형 중 하나인 DES(detacged-eddy simulation)기법을 이용하여 해석함으로써, 빠른 유속으로 인한 관 내의 강한 와(eddy)에 대한 효과를 예측하는데 한계가 있는 RANS 모형과 벽면근처에서의 흐름 해석을 위해 굉장히 높은 격자해상도가 요구되어 계산적 비용 측면에서 효율이 떨어지는 LES 모형의 한계를 극복하고자 한다. DES 모형은 벽에서 떨어진 와에 대하여 LES로 직접해석하고, 벽 근처에서의 흐름에 대해선 난류모형을 통해 모델링함으로써 벽 근처 계산격자와 계산량을 줄이면서 LES와 비슷한 결과를 얻을 수 있다. 실험결과와 수치모의 계산결과 사이의 비교검증을 통하여 관 내 흐름에 대한 수치모의의 적용성을 평가하고 실험에서 측정하기 어려운 난류강도와 압력변동의 상세한 특성을 수치모의를 통해 분석함으로서 관 내 흐름특성에 대하여 자세히 분석하였다.

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Analysis on Mathematically Gifted Middle School Students' Characteristic of Mathematical Thinking and Verbal Expression in the Study of Parallel Lines in Non-Euclidean Disc Model using Dynamic Geometry Software (GSP를 사용한 비유클리드 원판모델 학습에서 나타난 중학교 수학 영재들의 평행선에 관한 인식 및 언어 표현 방식 분석)

  • Hong, Seong Kowan
    • Journal of Educational Research in Mathematics
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    • v.23 no.1
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    • pp.53-74
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    • 2013
  • The purpose of this paper is to analyze how mathematically gifted middle school students find out the necessary and sufficient condition for a certain hyperbolic line to be parallel to a given hyperbolic line in Non-Euclidean disc model (Poincar$\acute{e}$ disc model) using the Geometer's Sketchpad. We also investigated their characteristic of mathematical thinking and analyze how they express what they had observed while they did mental experiments in the Poincar$\acute{e}$ disc using computer-aided construction tools, measurement tools and inductive reasoning.

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Numerical Study for the Effect of Inlet Humidity Condition at PEMFC Channel (전산해석을 통한 고분자 전해질 연료전지 내 입구 가습조건의 영향에 관한 연구)

  • Lee Dong-Ryul;Ahmed Dewan Hasan;Bae Joong-Myeon
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.30 no.12 s.255
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    • pp.1228-1235
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    • 2006
  • PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell) is a low temperature fuel cell and has many probabilities of commercial use. However, water management is one of the serious technical problems for commercialization. It is necessary to understand the relationship between operation conditions and water behavior in PEMFC channel because it affects fuel cell performance. In this paper, the distribution of current density according to inlet humidity condition is mainly observed and discussed. If the anode inlet is well humidified, electro-osmotic drag is very active. For this reason, current density is very high at inlet side and the distribution is non-uniform.

An Effect on the Structural Integrity Assessment of Steam Generator Tubes with Resolution of Rotating Pancake Coils for Multiple Cracks (회전형 탐촉자의 다중균열 분해능이 증기발생기 전열관의 구조건전성 평가에 미치는 영향)

  • Kang, Yong-Seok;Cheon, Keun-Young;Nam, Min-Woo;Park, Jai-Hak
    • Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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    • v.34 no.5
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    • pp.356-361
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    • 2014
  • The eddy current testing performance directly affects the results of a steam generator tube integrity assessment because the integrity assessment of defected tubes is conducted based on eddy current testing results. This means that it may not be possible to accurately discriminate between adjacent flaws. This paper presents an investigation on the resolution of rotating pancake coils with multiple cracks and the effects on the structural integrity assessment of steam generator tubes.

Wideband horn antenna including circular-polarizer and straight-type mode-converter for Ka-band (Ka-대역 원형 편파기와 직선구조 모드 변환기를 포함한 광대역 혼 안테나)

  • Jung, Young-Bae
    • Journal of IKEEE
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    • v.15 no.4
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    • pp.299-304
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    • 2011
  • In this paper, the circular polarized horn antenna composed of circular polarizer and impedance transformer is designed, and fabricated. For the circular polarizer, two types of the polarizer are designed and the electrical performance of them is compared; rectangular waveguide polarizer with $45^{\circ}$-inclined dielectric slab and oval shaped one. Straight type mode converter has a stepped impedance structure and plays a role of converting waveguide TE mode into coaxial TEM mode, and the proposed antenna is designed to directly connect with active components using the feed-through in the input port of the mode converter. Fabricated antenna has the wideband performance, VSWR<1.5 and Axial ratio < 1.0dB, ranging from 30.085 to 30.885 GHz, and the antenna gain is 6.7~7.0 dBi.