• Title/Summary/Keyword: Base flow separation

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용존공기부상조(DAF-tank)의 형상변화가 분리조(Separation Zone)의 내부 유동 패턴에 미치는 영향에 대한 수치해석적 연구 (Numerical Study of Effect of DAF-Tank Shape on Flow Pattern in Separation Zone of Dissolved Air Flotation)

  • 류광년;박상민;이호일;정몽규
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제35권8호
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    • pp.855-860
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    • 2011
  • 용존공기부상조의 파일럿실험장치 설계를 위한 사전 검증 작업으로서 부상조의 유동을 이차원 이상유동으로 가정하여 수치적으로 모사하였다. 형상이 변경된 다양한 부상조와 기준부상조와의 간접적인 성능 비교를 위하여 분리조에서의 하강속도를 비교하였다. 해석 결과 기준부상조의 분리조에서는 잘 설계된 High-rate DAF 의 전형적인 유동 패턴이 관찰되었다. 이러한 유동패턴은 Baffle 각도나 접촉조의 폭과 같은 다른 형상 변수와 상관없이 Baffle 이 충분히 높을 때 잘 유지되었다. 그러나 Baffle 높이 및 각도, 접촉조의 폭 및 다공판의 설치유무는 분리조에서 하강속도의 균일성에 영향을 미쳤다. 기준부상조에서 Baffle의 높이를 제외한 다른 형상을 변화시키지 않았을 때, 분리조에서의 하강속도가 균일한 것으로 나타났다. 이것은 기준부상조의 형상최적화가 잘 되어있음을 의미한다.

기저부를 갖는 축대칭 수중운동체의 저항예측에 관한 수치적 연구 (Numerical Investigation for Drag Prediction of an Axisymmetric Underwater Vehicle with Bluff Afterbody)

  • 김민재
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.372-377
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    • 2010
  • The objective of this study is to predict the drag of an axisymmetric underwater vehicle with bluff afterbody using CFD. FLUENT, commercial CFD code, is used to simulate high Reynolds number turbulent flows around the vehicle. The computed drag coefficients are compared to available experimental data at various Reynolds numbers. Four widely used two-equation turbulence models are investigated to evaluate their performance of predicting the anisotropic turbulence in a recirculating flow region, which is caused by flow separation arising from the base of the vehicle. The simulations with Realizable ${\kappa}-{\varepsilon}$ and ${\kappa}-{\omega}$ SST turbulence models predict the anisotropic turbulent flows comparatively well and the drag prediction results with those models show good agreements with the experimental data.

종축 실린더의 항력에 대한 수치 해석적 연구 (A Numerical Study on the Drag of Axial Cylinder)

  • 이현배;최정규;김형태
    • 대한조선학회논문집
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    • 제49권6호
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    • pp.512-520
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    • 2012
  • In this study, the numerical analysis for the flows around an axial cylinder is carried out in order to investigate the basic characteristics of drag of blunt body. A variation of drag and flow separation for the axial cylinder is investigated according to the length-diameter ratio. Also, the flow separation around the head is removed by rounding-off the front edge of the body to analyze the effect of drag reduction. Most of the drag turns out to be a pressure drag component and the variation of drag is caused by the change of pressure and velocity which is affected strongly by the flow separation at the edges of the axial cylinder. Especially, it is found that the pressure drag component acting on the back of axial cylinder, as known as the base drag, mainly changes the drag. As the length-diameter ratio of axial cylinder increases, the drag sharply decreases and the minimum is shown when the length-diameter ratio is about 2.4. Also, as the length-diameter ratio increases further above 2.4, the drag increases at a slower rate. The pressure drag is almost constant when the length-diameter ratio is greater than 8, but the increase of friction drag component is the reason for the increase of the drag. When flow separation is removed completely at the front edge of the axial cylinder, the pressure drag component is reduced to 12~17%, but the total drag is reduced to only 17%~32% due to the friction drag component that increases linearly proportional to the length-diameter ratio.

질산성 질소 기저유출이 지표수 수질에 미치는 영향 (Impacts of Nitrate in Base Flow Discharge on Surface Water Quality)

  • 김건하;이호식
    • 대한토목학회논문집
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    • 제29권1B호
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    • pp.105-109
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    • 2009
  • 강우유출수의 기저유출(base flow)이 지표수 수질에 영향을 미치는 것은 잘 알려져 있다. 이 논문에서는 기저유출로 발생하는 질산성 질소가 수질에 미치는 영향을 USGS의 PULSE 소프트웨어를 사용하여 월별 지하수 유출량을 수문 분리하였다. 2005년도 금강유역의 갑천2 지점의 지표수 수질 및 유량자료를 사용하였으며, 지하수 수질자료는 정부기관 측정자료를 사용 하였다. 갑천2 지점의 상류는 농지 및 임야가 대부분이다. 수문분리 결과, 봄과 가을에는 하천유량의 85~95%가 기저유출 기여량이며 여름과 겨울에는 25~38%가 기저유출 기여량으로 나타났다. 갑천2 지점에서 질산성 질소의 월별 기저유출 부하량은 유역내 지하수의 평균 질산성질소 농도를 이용하여 산정하였다. 갑천2 지점에서 기저유출되는 질산성질소 부하량은 5.4 ton of $NO_{3}{^-}-N/km^{2}$로 추정되었는데, 이는 갑천2 지점의 지표수 질산성 질소 부하량인 9.2 ton of $NO_{3}{^-}-N/km^{2}$의 59%에 해당하는 값이다. 기저유출되는 질산성질소의 계절변화는 월별 질산성질소 부하량을 월별기저유출량으로 나누어 구하였는데, 우기시 질산성 질소의 기저유출농도가 높은 것으로 나타났다. 이 연구를 통하여 지하수 수질 모니터링이 지표수 수질 관리에 필요함을 알 수 있다.

자연하천 유량산정 프로그램 개발 (Development of a Stream Discharge Estimation Program)

  • 이상진;황만하;이배성;고익환
    • 한국농공학회논문집
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    • 제48권1호
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    • pp.27-38
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    • 2006
  • In this study, we developed a program to estimate discharge efficiently considering major hydraulic characteristic including water level, river bed, water slope and roughness coefficient in a natural river. Stream discharge was measured at Gongju gauge station located in the down stream of the Daechung Dam during normal and dry seasons from 2003 to 2004. The developed model was compared with the results from the existing rating curve at T/M gage stations, and was used for runoff analyses. Evaluating the developed river discharge estimation program, it was applied during 1983-2004 that base flow separation method and RRFS (Rainfall Runoff Forecasting System) which is based on SSARR (Streamflow Synthesis And Resevoir Regulation). The result presents the stage-discharge curve creator range at the Gong-ju is overestimated by approximately $10-20\%$, especially at the low stage. It is attributed to the hydraulic characteristics at the study. The discharge simulated by the RRFS and base flow separation, which is calibrated using the measurement at the early spring and late fall season during relatively d]v season, shows the least errors. The coefficient of roughness at Gongju station varied with the high and low water level.

단순화된 2차원 자동차형 물체주위의 유동에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Flow Around a Simplified 2-Dimensional Vehicle-Like body)

  • 유정열;김사량;강신형;백세진;이택시;김응서
    • 대한기계학회논문집
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    • 제13권1호
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    • pp.178-189
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    • 1989
  • 본 연구에서는 우선 승용차의 1/10 모형의 형상을 더욱 단순화시킨 2차원 자동차형 물체를 대상으로 하여 그 주위의 압력, 속도 및 난류량의 분포를 측정하고, 또한 울터프트(wool tuft)를 이용한 유동가시화법으로 후류구조를 파악함으로써 향후 계속될 실험적 및 수치해석적 연구의 기초를 마련하고자 한다.

산지계류에 있어서 홍수기의 강우사상에 대한 유출수문곡선 분리 및 특성 분석 (Hydrograph Separation and Flow Characteristic Analysis for Observed Rainfall Events during Flood Season in a Forested Headwater Stream)

  • 남수연;전근우;이재욱;강원석;장수진
    • 생태와환경
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    • 제54권1호
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    • pp.49-60
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    • 2021
  • 이 연구는 지속가능한 수자원 이용 및 관리대책을 수립하는 데에 필요한 수문학적 자료를 제공할 목적으로 2017~2020년 홍수기 (6~9월)에 발생한 총 59회의 강우사상에 대한 강우-유출 특성을 파악하였다. 그 결과, 강우량은 5.0~400.8 mm, 유출고는 0.1~176.5 mm, 유출률은 0.1~242.9%의 범위로 나타났다. 그리고 유출수문곡선에서 직접유출과 기저유출을 분리한 결과, 홍수기의 총 유출일 대비 기저유출(139.3일)이 직접유출(78.3일)보다 유출기간이 길었지만, 총 유출고에 대한 기여도는 직접유출 (54.2%)이 기저유출 (45.8%)보다 높게 나타났다. 또한, 유출에 영향을 미치는 강우조건을 분석한 결과, 직접유출과 기저유출의 유출고 및 첨두유출고에 높은 유의성(p<0.05)을 보이는 강우조건은 강우량과 강우지속시간으로 나타났다. 특히, 유출고와 첨두유출고의 강우량은 각각 5.0~200.4, 10.5~110.5 mm의 범위에서는 기저유출이 우세한 강우사상이 나타났지만, 유출고와 첨두유출고의 강우량이 각각 267.4~400.8, 169.0~400.8 mm의 범위에서는 직접유출이 우세한 강우사상이 나타났다. 앞으로 극한 기후현상에 따른 물 부족이 심화할 것으로 예상되는 가운데, 산지계류의 직접유출 및 기저유출에 대한 장기적이고도 지속적인 분석이 이루어진다면 지표수-지하수의 이용 및 관리 측면에서의 활용과 자료의 신뢰성을 높일 수 있을 것으로 판단된다.

초음속 2단 벨노즐(SDBN)을 통하는 유동특성에 관한 연구 (A Study of The Flow Characteristics through a Supersonic Dual Bell Nozzle)

  • 김희동;구병수
    • 한국추진공학회지
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    • 제4권4호
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    • pp.70-77
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    • 2000
  • 초음속 2단벨노즐(SDBN)은 종래의 축소확대형 초음속 노즐의 벽면에 변곡점을 설치하여, 비행체의 고도에 따른 노즐내부의 유동특성을 조절하기 위한 새로운 개념의 추진노즐이다. 본 연구에서는 이러한 SDBN의 유용성과 유동특성을 조사하기 위하여 축대칭 Navier-Stokes 방정식을 유한체적법으로 수치계산하였다. 본 연구의 결과로부터 SDBN의 Base 노즐의 길이는 SDBN 내부에서 발생하는 충격파 시스템에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 노즐 유동의 박리위치가 변곡점에 고착되는 넓은 범위의 압력비가 존재한다는 것을 알았다. 또 SDBN의 최대추력은 노즐출구에서 유동이 적정팽창 상태일 때 발생한다는 것을 알았다.

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기저 형상에 따른 PIFS 및 열전달 비교 연구 (THE COMPARISON OF PIFS AND HEAT TRANSFER WITH BASE CONFIGURATIONS)

  • 김재관;이준우;김규홍
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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    • pp.195-200
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    • 2010
  • Numerical investigation was conducted to study the effects of after-body configurations and nozzle lip on the PIFS(Plume Induced Flow Separation) and eat flux to the base face. Two dimensional and axi-symmetric non-equilibrium Navier-Stoke's solver with $k-{\omega}$ SST turbulence model was used to solve the launching vehicle type configuration with propulsive jet. The experimental result of Robert J. McGhee was compared with our computational results for code validation. Three types of the after-body configurations (Straight, Boat-tail, Flare type) were simulated for this study. And the nozzle lip effect was studies using the three types of base configurations same simulation conditions. As a result of numerical investigations, higher pressure ratio condition and boat-tail after-body configuration caused severe PIFS phenomenon but the flare type after-body configuration and low pressure ratio suppressed PIFS. Flare type after-body configuration and low pressure ratio case reduced heat flux to base face. The nozzle lip dispersed the heat flux widely along the base face and the nozzle lip.

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도식적 기저유출 분리 기법의 사례 적용을 통한 적용성 평가 (Applicability Evaluation of Graphical Methods for Base Flow Separation from Stream Flow by Case Study)

  • 강태욱;이남주
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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    • pp.335-335
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    • 2020
  • 기저유출 분리 기법은 하천에서 관찰되는 총 유출을 직접유출과 기저유출로 분리하는 기술이다. 기저유출 분리 기법은 도식적(graphical) 방법, 디지털 필터(digital filter) 방법, 통계학적 방법, 해석적 방법 등 다양하다(Valent와 Bulík, 2016). 금회 연구에서는 이 가운데 도식적 방법을 이용한 기저유출 분리 방법에 대한 적용성을 평가하였다. 금회 연구에서 수행된 도식적 기저유출 분리 방법은 HYSEP 프로그램에 포함되어 있는 local minimum method(LMM), fixed interval method(FIM), sliding interval method(SIM)이고(Sloto and Crouse, 1996), 각각의 방법은 대리 수위관측소의 관측 일 유량(2013년~2017년)에 적용되었다. 분석에 사용된 세 가지 방법은 동일하게 유역면적의 함수인 기저유출 분리에 사용되는 간격(2N∗)만으로 기저유출을 분리하므로 객관적인 적용이 가능하다. 각각의 분석 방법에 의한 기저유출 분리의 적절성 평가를 위해 2017년의 유황곡선을 이용하여 검토하였다. 구체적으로 유황 곡선의 지표 유량인 풍수량, 평수량, 저수량을 기준으로 각각의 지표 유량 이하에 대한 관측 유량과 추정된 기저유량의 결정계수를 산정하였다(Table 1). 이는 유량의 규모가 작을수록 지표유출 보다는 기저유출의 영향이 커짐을 고려한 것이다. 분석 결과, SIM이 모든 지표 유량 기준에서 가장 좋은 결과를 보였다. 또한, 기저유출 지표(base flow index; BFI)에서도 SIM과 FIM은 약 0.46으로 유사한 반면, LMM은 0.23으로 분석되어 두 방법과 큰 차이를 보였다.

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