• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권2호
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• pp.201-213
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• 2017

물이 포함된 원유는 oil separator 를 거쳐 물이 제거된다. 본 연구의 목적은 공기-물-기름 3상 혼합물에 대한 3차원 oil separator 의 분리성능을 예측하기 위하여 Eulerian 전산유체역학(CFD: computational fluid dynamics) 모델을 개발하는 것이다. 비압축성, 등온, 비정상상태 CFD 모델식은 공기상을 연속상으로, 물과 기름상을 분산상으로 정의하며, 운동량 보존식은 항력(drag force), 양력(lift force), 다공성매체 저항력을 포함한다. 또한, 난류현상으로 standard k-${\varepsilon}$ 모델이 이용된다. 물과 기름 출구압은 oil separator 의 액위를 결정하는 중요한 인자이며, 정상운전상태 액위 25 cm를 맞추기 위하여 측정압은 각각 6.3 kPa, 5.1 kPa으로 결정되었다. 시간에 따른 공기, 물, 기름의 부피분율의 변화를 조사하였고, 정상상태에 도달하였을 때, 물과 기름상의 침강속도를 oil separator의 종축 길이에 따라 분석하였다. 본 연구에서 제시된 CFD 모델로부터 얻은 oil separator의 기름분리성능은 99.85%이며, 실험값과 거의 일치하였다. 비교적 단순한이 CFD 모델은향후 oil separator의구조를 변경하거나, 최적운전조건을 찾기위하여 유용하게사용될수있을 것이다.

• 수산해양기술연구
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• 제9권1호
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• pp.1-18
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• 1973

중층트를 어구(漁具)의 소해심도(掃海深度)를 일정(一定)한 적정어획속도(適正漁獲速度)에서 기동성(機動性)있게 변화(變化)시키기 위하여 기초적인 모형어구(模型漁具)의 수조실험(水槽實驗)과 특별(特別)히 고안한 깊이바꿈틀을 이용(利用)한 이차(二次)에 걸친 해상시험(海上試驗)을 통(通)하여 연구한 결과를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 중층(中層)트롤의 그물어구의 깊이 y는 끌줄의 길이 L과 단위(單位) 길이의 끌줄, 깊이바꿈틀 및 그물의 각(各) 수중중량(水中重量) $W_r,\;W_o,\;W_n$과 각(各) 항력(抗力) $R_r,\;R_o,\;R_n$ 사이의 관계(關係)는 차원해석법(次元解析法)에 의하면 다음과 같다. $$y=kLf(\frac{W_r}{R_r},\;\frac{W_o}{R_o},\;\frac{W_n}{R_n})$$ 단(但), k는 상수(常數)이고 f는 함수이다. 2. 단위 길이당(當)의 수중중량(水中重量) $W_r$, 길이 L인 끌줄 끝에 항력(抗力) $D_n$, 수중중량(水中重量) $W_n$d인 수중저항분를 매달고 끌줄의 다른 한 끝을 수면(水面)에서 예인(曳引)할 때,. 끌줄의 형상(形狀)을 현수곡선이라고 보면, 수중저항분의 깊이 y는 다음과 같다. $$y=\frac{1}{W_r}\{\sqrt{{D_n^2}+{(W_n+W_rL)^2}}-\sqrt{{D_n^2+W_n}^2\}$$ 3. 중층(中層)트롤의 그물어구(漁具)깊이의 변화(變化) ${\Delta}y$는 예강(曳綱)의 길이 L을 바꾸거나 추(錘) ${\Delta}W_n$를 부가(附加)하면 다음과 같다. $${\Delta}y{\approx}\frac{W_n+W_{r}L}{\sqrt{D_n^2+(W_n+W_{r}L)^2}}{\Delta}L$$ $${\Delta}y{\approx}\frac{1}{W_r}\{\frac{W_n+W_rL}{\sqrt{D_n^2+(W_n+W_{r}L)^2}}-{\frac{W_n}{\sqrt{D_n^2+W_n^2}}\}{\Delta}W_n$$ 단(但), $D_n$은 그물어구의 항력(抗力)이다. 4. 끌줄 상(上)의 중간점(中間点)에 추(錘) $W_s$를 부가(附加)할 때 중층(中層)트롤 그물어구의 깊이바꿈 ${\Delta}y$는 $${\Delta}y=\frac{1}{W_r}\{(T_{ur}'-T_{ur})-T_u'-T_u)\}$$ 단(但) $$T_{ur}^l=\sqrt{T_u^2+(W_s+W_{r}L)^2+2T_u(W_s+W_{r}L)sin{\theta}_u$$ $$T_{ur}=\sqrt{T_u^2+(W_{r}L)^2+2T_uW_{r}L\;sin{\theta}_u$$ $$T_{u}'=\sqrt{T_u^2+W_s^2+2T_uW_{s}\;sin{\theta}_u$$ $T_u$ 추(錘)를 부가(附加)하지 않았을 때 끌줄 상(上)의 중간점(中間点)에 있어서의 예인어선(曳引漁船) 쪽을 향하는 장력(張力)이고, ${\theta}_u$는 장력(張力) $T_u$와 수평방향(水平方向)과 이루는 각도(角度)이다. 5. 어떠한 형태(形態)의 저예강용(底曳綱用) 전개판(展開板)도 성능(性能)에 있서어 차이는 있으나 전중량(全重量)을 가볍게 하고 저변(底邊)에 무게를 달아 안정(安定)시키면 중층예강용(中層曳綱用)으로 사용(使用)할 수 있다는 것이 모형(模型) 실험(實驗)결과 밝혀졌다. 6. 모형(模型) 그물(Fig.6)의 수조실험(水槽實驗)에서는 예강속도(曳綱速度) v m/sec, 강고(綱高) H cm 및 수유저항(水流抵抗) R kg 사이에는 다음과 같은 간단(簡單)한 관계식(關係式)이 성립(成立)한다. $$H=8+\frac{10}{0.4+v}$$$R=3+9v^2$$ 7. 특별(特別)히 고안한 십자(十字)날개형(型) 깊이바꿈틀과 H날개형(型) 깊이 바꿈틀을 비교(比較)한 결과(結果) 전자(前者)보다 안정성(安定性)이 우월하였다. 8. 그물어구(漁具)의 유수저항(流水抵抗)이 매우 크며 또 거의가 항력(抗力)으로 볼 수 있으므로 깊이바꿈틀의 종류에 관계없이 그물어구의 소해심도(掃海深度)는 대단히 안정(安定)된 상태를 유지하였다. 9. H날개형(型) 깊이바꿈틀의 수평(水平)날개 면적율 $1.2{\times}2.4m^2$로 하였을 때 유수저항(流水抵抗) 2 ton의 그물 어구를 2.3kts로 예인(曳引)하면서 영각(迎角)을 $0^{\circ}{\sim}30^{\circ}$로 변화(變化)시킨 결과(結果), 끌줄의 길이에 관계없이 약(約) 20m의 깊이바꿈을 얻을 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.2359-2368
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• 2013

콘관입시험은 현장조사 시험법으로 사용 빈도가 증가되고 있다. 그러나 콘관입시험은 콘크기와 용량 등에 따라 적용 가능한 현장조건이 제한되는 단점이 있다. 소형콘의 감소된 단면적은 시스템 용량을 증대시켜 적용성을 향상시킬 수 있으며, 코일식 롯드를 이용한 연속관입 시스템은 신속하고 경제적인 지반조사를 가능하게 한다. 본 연구에서는 국내 여러 현장에서 연속관입형 소형콘관입시험 시스템의 성능을 표준 콘관입시험 시스템과의 비교시험을 통하여 평가하였다. 소형콘관입시험 장비는 기존의 표준콘관입시험 장비와 비교하여 지반정수 도출 및 지반분류에 동일한 성능을 발휘하는 것을 확인하였으며, 장비의 기동성 및 적용대상 토질 확대 등의 장점을 나타내는 것으로 평가되었다. 크기효과 검증을 위한 현장시험 결과 기존 시험 방법에 비해 콘저항력의 경우는 약 10% 과대평가하는 것으로 나타났다. 차량 형태의 조사장비는 표층이 연약하거나 진입이 어려운 경우에는 조사의 한계가 있으므로, 궤도장치에 탑재된 연속관입형 소형콘관입시험 시스템으로 개선하여 적용성을 확대시켰다. 따라서 개선된 연속관입형 소형콘관입시험 시스템은 연약지반 심도탐지 및 흙분류시 경제적이고 신뢰성 높은 지반조사 방법으로 활용할 수 있다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.369-381
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• 2017

쇄파역에서 흔히 관측되는 왜도된 비선형 파랑은 정현파에 비해 상대적으로 큰 관성력을 지녀 투과율에 미치는 영향이 상당할 것으로 추정되어왔다. 본고에서는 이러한 추론을 확인하기 위해 왜도가 1.02에서 1.032에 분포하는 총 여섯 개의 파랑을 대상으로 한 수치모의를 수행하였다. 수치모의는 OpenFoam 기반 Tool box인 ihFoam을 사용하여 수행하였으며, 왜도된 비선형 파랑은 경사가 1:30인 천퇴를 이용하여 유도하였다. 투수층에서의 유동은 Navier Stokes Eq.에 추가 항력을 도입하여 해석하였으며, 모의결과 왜도된 비선형 파랑은 정현파에 비해 큰 관성력으로 인해 상대적으로 큰 투과율을 지니는 것으로 모의되었다. 또한 Porous층에서의 Damping으로 인한 파속변화 여부를 살펴 보기위해 Damping이 반영된 천수방정식으로부터 분산관계식을 새로이 유도하였으며, 그 결과 투과성 방파제에서의 파형과 마찰력 사이의 위상차가 파속에 영향을 미치는 것으로 보인다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.521-527
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• 2020

해양구조물에서 점성효과를 고려하여 항력에 기인한 평균 점성 표류력를 구하는 것은 최근까지 잘 고려되지 않았던 설계 요소이다. 특히 저주파 영역에서 파랑과 조류를 모두 고려한 수직 실린더에 작용하는 평균 점성 표류력에 대해 계산하는 것이 가장 중요하다. 따라서 본 연구에서는 파랑과 조류를 고려한 고정된 수직 실린더 구조물에 작용하는 평균 점성 표류력에 대해 해석적 수식 해를 도출하는 과정을 구체적으로 제시하였다. 실린더의 수면 위로 나온 부분을 Splash Zone, 수면 아래의 잠긴 부분을 Submerged Zone으로 구분하였다. 파랑이 존재하는 경우는 Splash Zone에서만 고려되고, 파랑과 조류를 포함한 경우는 Splash Zone과 Submerged Zone 모두에서 각각 식을 구하였다. Splash Zone 및 Submerged Zone에서 모두 상당한 점성 효과로 기인한 표류력이 발생한다. 따라서 본 연구에서 도출한 해석적 해를 통해 주어진 설계 변수들에 의한 평균 점성 표류력을 계산할 수 있으며, 각각의 Case에 해당하는 표류력의 크기가 구체적인 물리적인 범위 내에서 주도적인 영향을 끼치는지 판단할 수 있는 이론적 근거를 제시할 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권9호
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• pp.765-772
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• 2015

칼새 비행의 생체모방 초소형 비행체 적용 가능성을 확인하기 위한 공력측정과 위상동기 PIV 연구가 수행되었다. 2축 회전자유도의 로봇 날개 모델과 불어내기식 풍동을 사용하였다. 비틀림 각은 ${\pm}0$, ${\pm}5$, ${\pm}10$, ${\pm}20$도의 진폭을 갖고, 스트로크각은 90도의 위상차를 갖는 단순조화함수로 변화시켰다. 비틀림 각에 따른 시간에 대한 양력계수 변화는 작은 공력감소와 지연만을 나타내며 주목할 만한 차이를 보이지 않았다. 그러나 항력은 작은 비틀림 각 변화가 큰추력을 생성할 수 있음을 보여주었다. 이러한 것들은 칼새가 비행 중에 작은 비틀림 각을 사용하는 이유를 간접적으로 설명해 준다. PIV연구 결과는 공력지연이 날개주위의 와류구조와 밀접한 관계있다는 것을 보여준다. 이러한 결과는 칼새 모방형 초소형비행체 설계에 있어 비틀림 각은 필수적인 파라미터로서 반드시 고려되어야 함을 의미한다.

• Composites Research
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• 제32권5호
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• pp.284-289
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• 2019

본 논문에서는 KIA K3 (1.6) 가솔린 자동차의 연비(km/liter)식을 동력학적 힘-모멘트 평형 방정식, 구동력 및 에너지 방정식을 구성하고 분석하여 유도하였다. 이를 통해 차량의 속도(V), 자동차 총 중량(M), 타이어-노면의 롤링저항계수($C_r$), 도로 경사각(${\theta}$)과 항력계수($C_d$), 차량의 횡단면적(A)과 같은 공기역학적 매개변수가 자동차의 연비에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 경량금속합금, 섬유강화 플라스틱 복합재료와 같은 대체재료가 기존 자동차의 강재, 주철재를 대체하여 차량의 무게를 줄일 수 있는 가능성 등을 Ashby의 재료지수 방법으로 조사하였다. 본 연구를 통해 다음과 같은 결과를 얻었다. 고속(100km/h)에서 연비에 가장 큰 영향을 미친 매개변수는 그 크기순으로 자동차의 속도 V와 공기역학적 매개변수인 $C_d$, A, ${\rho}$ 및 동력학적 매개변수인 $C_r$, M의 순서로 조사되었다. 반면에 저속(60 km/h)에서는 동력학적 매개변수로는 V, M, $C_r$의 순서로, 공기역학적 매개변수로는 $C_d$, A, ${\rho}$ 순으로 영향을 미침을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권8호
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• pp.27-37
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• 2010

해상 매립 간척지와 같은 지반에서는 말뚝기초에서 주변 지반이 말뚝보다 상대적으로 많이 침하함에 따라 하향력이 발생하게 되며, 이 하항력은 말뚝의 침하량과 말뚝재료의 응력을 증가시켜서 기초의 안전 및 상부구조물의 사용성에 영향을 미치게 된다. 현재 국내에서는 부주면마찰력을 고려한 말뚝의 허용압축지지력 공식이 존재하나 그 적용성에 있어서 정확한 기준이 없는 것이 현실이다. 이에 본 연구에서는 수치해석을 실시하여 부주면마찰력이 작용하는 말뚝의 거동 특성을 분석하고 지지력 산정식의 적용성 검토를 수행하였다. 국내 대표적 해양 매립 간척지라고 할 수 있는 연세대 송도국제화복합단지의 지반과 말뚝 조건을 모델링하여 선단지지 여부에 따른 수치해석을 수행하여, 그에 따른 부주면마찰력의 발생 특성에 대한 경향을 파악하였다. 또한 수치해석을 통하여 얻어진 하중-침하 곡선을 통하여 극한하중을 산정하고 그에 따른 두부하중 작용 시 발생하는 부주면마찰력을 고려하여 허용지지력 공식의 적용성을 검토하였다. 그 결과 부주면마찰력 발생이 지반의 지지력에 미치는 영향은 미미하나, 침하량 및 말뚝 재료의 허용응력에는 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 극한지지력에 안전율 3을 적용해 산정된 허용지지력과 비교시 부마찰력을 고려한 허용지지력산정법에 안전율 3을 사용한 경우 과소평가하는 경향을 보였으나 2를 적용한 경우 말뚝종류에 따라 유사하게 나타났다.

• 한국식품과학회지
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• 제26권4호
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• pp.442-447
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• 1994

압출성형 조건을 원료의 수분함량 18%, 스크류의 회전속도 258rpm, 토출구의 온도 $120^{\circ}C$로 하여, 멥쌀과 찹쌀의 혼합비율에 따른 압출성형물의 변화를 조사하였다. 원료의 압출성형기 내부에서의 체류시간은 약 30초 정도이며 80초까지 지속되었다. 압출성형물의 팽화율은 찹쌀의 함량이 70%일 때라 2.93으로서 최대값을 나타내었고 100% 멥쌀은 2.10으로 최소값을 나타내었다. 절단강도는 찹쌀첨가량 $10{\sim}20%$ 일때는 $1059{\sim}1117g$으로 최대였고, 80%일 때는 737g으로서 최소값을 나타내었다. 색도의 변화에 있어 L값 및 a값은 찹쌀의 증가에　따라 증가하였으나, b값은 감소하는 서로 상반된 결과를 가져왔다. 압출성형물의 amylogram의 측정에서 uncooked cold paste viscosity의 값은 100% 멥쌀에서 400B.U.로서 최대값을 나타냈으나, 100% 찹쌀일 경우에는 피크가 나타나지 않았다. 압출성형물의 수분흡수지주(WAI)는 100% 멥쌀 처리구가 4.8, 100% 찹쌀 일때는 1.05로 찹쌀 합량이 증가함에 따라 감소하였으나, 수분용해지수(WSI)는 증가하여 WAI와 부(負)의 상관관계를 나타내었다. 압출성형물의 유동특성은 Ostwald의 모델식에 가장 가까웠으며 유동거동지수(floww behavior index)는 1보다 적어 pseudoplastic 성질은 나타내었다. 항력계수는 찹쌀의 함량이 20%일때 0.92로서 최대값을 나타냈으며, $89{\sim}100%$일 경우는 $0.08{\sim}0.07$로 최소값을 나타내었다. 미세구조에서 기공의 수는 찹쌀함량이 $80{\sim}100%$일 경우 $128{\sim}159$개 였고 $0{\sim}20%$의 경우 $81{\sim}84%$개로서 찹쌀 합량이 증가 할수록 기공의 수도 증가 하였다. 한편, 화적율(shapefact)는 찹쌀 또는 멥쌀만 사용한 경우보다 두 원료를 혼합했을 경우에 그 효과가 큰 것으로 나타났다.