• 제목/요약/키워드: 질량평균

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가중평균 유한요소법을 이용한 주파수영역에서의 인공 음향파 합성 (Weighted-averaging Finite-element Method for Scalar Wave Equation in the Frequency Domain)

  • 현혜자;서정희;민동주
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제5권3호
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    • pp.169-177
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    • 2002
  • 일반 반사법 탐사 모델링에서 효율적인 주파수영역 수치모델링의 실용화를 위해 무엇보다 해결해야할 과제는 파장당 격자수를 줄이는 것이다. 본 연구에서는 이에 착안하여 수치분산 및 수치이방성을 최소화시키면서 한 파장당 필요한 격자수를 줄일 수 있는 가중평균 유한요소법을 개발하였다. 강성행렬과 질량행렬은 네 개의 사각형 유한요소로 확장하였으며, 모든 격자점이 포함되도록 유한요소를 배열하여 조합하였다. 확장된 네 개의 강성행렬과 질량행렬은 가중평균계수를 주어 선형결합하는 방법으로 가중평균하였다. 가중평균계수는 확장된 25점 평균차분법을 사용하여 가중평균계수를 결정하였다. 또한, 정확도 향상은 2차원 균질모델 과 수평층 모델에서 해석해와 한 파장당 4개의 격자점을 준 가중평균 유한요소법 수치해 비교를 통하여 검증하였다. 또한, 석유탐사에서 활용성이 높은 향사구조 모델을 선정하여 이의 반응을 관찰한 결과 지층경계면외에 네 개의 사각형 유한요소들의 구성으로 인한 인위적인 파의 도달이 인식되지 않았다. 따라서, 본 연구에서 고안된 가중평균 유한요소법은 주파수영역에서 폭 넓은 수치모델링연구을 가능하게 할 것이다.

한국 북부지방의 산간 계류에 서식하는 수서곤충의 몸길이-질량 관계 (Body Length-mass Relationships of Aquatic Insect of Mountain Streams in Central Korean Peninsula)

  • 정근
    • 생태와환경
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    • 제41권3호
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    • pp.320-330
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    • 2008
  • 소하천에 서식하는 수서곤충 29 분류군에 대한 몸길이와 건조질량, 그리고 회분외질량에 관한 회귀식이 자연 log로 변환된 멱함수를 이용하여 구해졌다. 수서곤충은 강원도 북부지방의 산간계류에서 채집되었다. 각 분류군에서 주어진 몸길이에 대해 회귀식이 예측하는 건조질량은 기 보고된 다른 저자들의 예측값과 대체로 유사하였지만, 체벽이 연하고 이동할 때 몸을 수축-이완하는 분류군에서는 다른 저자들이 예측값에 비해 높았다. 수서곤충의 평균 회분율은 건조질량의 10%였으며, 섭식기능군간 차이는 인정되지 않았다.

교각에 작용하는 설계선박충돌력 산정에 관한 연구 I : 평균충돌력 (A Study for the Evaluation of Ship Collision Forces for the Design of Bridge Pier I : Mean Collision Force)

  • 이계희;홍관영
    • 대한토목학회논문집
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    • 제31권3A호
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    • pp.199-206
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    • 2011
  • 현재 국내에서 사용되고 있는 교량의 선박충돌력에 대한 설계기준은 Woisin의 실험으로부터 제안된 평균충돌력을 적용한 AASHTO LRFD에 기반을 두고 있다. 이러한 평균충돌력의 보수성을 평가하기 위하여, 본 연구에서는 비선형 유한요소해석을 토대로 선박의 질량-가속도의 관계, 선수의 변형-운동에너지의 관계를 이용하여 선수충돌시 발생하는 평균충돌력을 산정하고 이를 AASHTO 설계기준과 비교하였다. 그 결과, 선박의 크기에 따른 평균충돌력의 변화는 해석에서 얻어진 평균충돌력에 비해 매우 보수적이지만 경향은 일치하는 것으로 나타났다. 그러나 속도에 따른 평균충돌력의 변화는 충돌속도에 비례하는 설계기준의 값과는 달리 선수의 소성거동에 지배를 받는 것으로 나타났다.

실험계획법을 이용한 날개 없는 선풍기의 노즐 형상 최적 설계 (Optimal Nozzle Design of Bladeless Fan Using Design of Experiments)

  • 정시영;이종수;윤재현
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제41권8호
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    • pp.711-719
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    • 2017
  • 날개 없는 선풍기는 특유의 형태로 인한 안전성과 청소의 간편함, 심미성으로 제품화에 성공하였다. 그러나 기존 선풍기에 비해 약한 바람과 모터에 의한 소음과 같은 단점은 구매력을 감소시키는 주요인이며, 따라서 모터의 속도를 증가시키지 않고 바람의 세기를 증가시키는 방안이 필요하다. 본 연구에서는 질량유량에 영향을 주는 인자, 수준을 선정하고 이를 실험계획법인 직교배열표를 이용하여 실험점을 배치하였다. 질량유량의 값은 전산유체해석 프로그램인 ANSYS FLUENT를 사용하여 질량유량의 값을 확인하였으며, 평균분석을 통해 질량유량에 가장 큰 영향을 주는 인자는 노즐 간격임을 확인할 수 있었다. 또한 예측 모델 식을 통해 얻은 질량유량의 값과 전산유체해석의 질량유량의 값이 가장 큰 값으로 일치하는 것을 나타내었다. 본 연구를 통해서 모터의 속도를 증가시키지 않더라도 형상 변화를 통해 질량유량의 증가시킴을 확인할 수 있었다.

압력면윙렛/흡입면스퀼러형 터빈 동익 팁누설영역에서의 3차원유동 및 압력손실 (Three-Dimensional Flow and Aerodynamic Loss in the Tip-Leakage Flow Region of a Turbine Blade with Pressure-Side Winglet and Suction-Side Squealer)

  • 천주홍;강동범;이상우
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제38권5호
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    • pp.399-406
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    • 2014
  • 본 연구에서는 압력면윙렛/흡입면스퀼러형 터빈 동익 팁에 대하여 익렬 하류에서 3차원 유동 및 압력손실을 측정하였다. 팁간극비 h/s = 1.36%에 대하여, 흡입면스퀼러의 높이는 $h_s/s$ = 3.75%로 일정하게 유지하고, 압력면윙렛의 폭은 w/p = 2.64%, 5.28%, 7.92%, 10.55% 등으로 변화시키면서 실험을 수행하였다. 그 결과, 본 연구의 팁은 평면팁 대비 통로와류 영역에서 압력손실의 저감 효과가 매우 뛰어났지만, 팁누설와류 영역에서는 오히려 압력손실을 크게 증가시켰다. 본 연구의 질량평균 압력손실은 평면팁에 비해 크게 낮았지만, 전면스퀼러팁보다는 더 크게 나타났다. 압력면윙렛의 폭이 증가할수록 질량평균 압력손실은 감소하는 경향을 보였다.

소형 기어펌프 최적화 설계를 위한 유동해석 (Flow Analysis for Optimal Design of Small Gear Pump)

  • 이석영;김승철
    • 에너지공학
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    • 제24권1호
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    • pp.88-96
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    • 2015
  • 기어펌프는 단순한 구조를 가지면서도 신뢰성이 높고 작동과 유지가 쉽기 때문에 수력학 장치에 널리 사용된다. 일반적으로 기어펌프는 질량유량과 효율을 고려한 다양한 변수에 의해 설계된다. 본 연구에서는 기어펌프의 최적화 설계를 위해 ANSYS v15.0 CFX 상용프로그램을 사용한 3차원 유동해석을 실시하고 해석결과로부터 설계변수를 선정하도록 하였다. 즉, 기어펌프의 다양한 회전 속도 및 기어 끝단과 하우징 사이의 간극에 대한 질량유량 및 효율을 검토하였으며, 해석 결과로서, 회전 속도가 증가할수록 평균 질량유량 및 효율은 증가하였고, 기어펌프와 하우징의 간격이 증가할수록 평균 질량유량 및 효율은 감소하였다.

FDS 모델을 이용한 메탄올 풀 화재의 질량연소플럭스 예측 (Predicting the Mass Burning Flux of Methanol Pool Fires by Using FDS Model)

  • 김성찬
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제31권5호
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    • pp.12-18
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    • 2017
  • 본 연구는 FDS의 액체증발모델을 이용하여 메탄올 풀 화재의 질량연소플럭스를 예측하고 복사분율, 평균흡수계수와 같은 연료의 열적 물성값에 따른 영향을 평가하였다. 해석대상 풀의 직경은 5 cm에서 200 cm 사이이며 해석영역의 크기는 풀의 크기에 비례하여 구성하였다. 해석에 적용된 기준격자는 격자민감도 평가를 통해 결정되었으며 약 750,000개의 격자를 적용하였다. 메탄올 풀 화재에 대해 FDS 액체증발모델을 적용하여 계산된 질량연소플럭스는 해석대상 풀 직경에 따른 천이특성을 잘 나타냈으며 전체적으로 실험편차 내에서 기존 실험과 일치된 결과를 예측하였다. 질량연소플럭스는 복사분율 증가에 따라 증가하는 경향을 보였으며 풀의 직경이 작은 경우 평균흡수계수의 영향이 상대적으로 크게 나타났다.

부산 서부지역의 대기 중 PM10 농도와 화학적 조성 분석 (PM10 Concentration and Chemical Composition in Western Area of Busan)

  • 황용식;전병일
    • 한국환경과학회지
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    • 제12권6호
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    • pp.627-633
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    • 2003
  • 2001년 3월부터 2002년 2월까지 부산의 신라대학교 옥상에서 측정한 PM$_{10}$의 질량농도와 화학적 성분을 조사한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) PM$_{10}$의 질량농도는 평균 98.21 $\mu\textrm{g}$/㎥로 나타났으며, 최고농도는 330.56 $\mu\textrm{g}$/㎥로서 연간 기준치인 80 $\mu\textrm{g}$/㎥를 초과하였다. 또한 K(1.23 $\mu\textrm{g}$/㎥)>Ca (1.12 $\mu\textrm{g}$/㎥)>Na(0.79 $\mu\textrm{g}$/㎥))>Al(0.76 $\mu\textrm{g}$/㎥)>Fe (0.75 $\mu\textrm{g}$/㎥) 순으로서 높은 조성을 보였고, Cd (2.72 ng/㎥)이 가장 낮은 질량 농도를 보였다. 2) Cd, Ni, Pb 및 Zn은 평균 지각농축계수가 10이상의 인위적인 기원으로 봄철과 여름철에 비하여 서풍계열의 바람이 우세한 겨울철에 매우 높은 값을 보였으며, 연구 지역의 서쪽에 인접한 사상공단과 서남쪽에 위치한 신평 .장림공단으로부터 서풍계열의 바람을 타고 이동되었음을 알 수 있었다. 또한 이들 중금속은 미세입자의 조성에 많은 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 평균 토양입자의 기여율은 9.5%로 나타났다. 3) PM$_{10}$의 조성에 관여하는 금속 원소들은 토양, 해양 및 인위적인 오염물질에 의한 기원을 동시에 포함하고 있으나 해양기원보다는 토양 및 인위적인 기원들 간의 상관성이 우세하게 나타났다.

부산지역 대기 중 PM10 농도와 화학적 조성

  • 황용식;전병일
    • 한국환경과학회:학술대회논문집
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    • 한국환경과학회 2003년도 봄 학술발표회 발표논문집
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    • pp.328-331
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    • 2003
  • 1) PM10의 질량농도는 평균 98.21 ${\mu}g$/$m^3$로 나타났으며, 최고농도는 330.56 ${\mu}g$/$m^3$로서 연간 기준치인 80 ${\mu}g$/$m^3$를 초과하였다. 또한 K(1.23 ${\mu}g$/$m^3$)>Ca(1.12 ${\mu}g$/$m^3$)>Na(0.79 ${\mu}g$/$m^3$)>Al(0.76 )>Fe(0.75 ${\mu}g$/$m^3$) 순으로서 높은 조성을 보였으며, Cd(2.72 ng/$m^3$)이 가장 낮은 질량 농도를 보였다. 2) Cd, Ni, Pb 및 Zn은 평균 지각농축계수가 10이상의 인위적인 기원으로 봄철과 여름철에 비하여 서풍계열의 바람이 우세한 겨울철에 매우 높은 값을 보였으며, 연구 지역의 서쪽에 인접한 사상공단과 서남쪽에 위치한 신평.장림공단으로부터 서풍계열의 바람을 타고 이동되었음을 알 수 있었다. 또한 이들 중금속은 조대입자보다는 미세입자의 조성에 많은 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 평균 토양입자의 기여율은 9.5%로 나타났다. 3) PM10의 조성에 관여하는 금속 원소들은 토양, 해양 및 인위적인 오염물질에 의한 기원을 동시에 포함하고 있으나 해양기원보다는 토양 및 인위적인 기원들 간의 상관성이 우세하게 나타났다.

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