• Nuclear Engineering and Technology
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• 제16권2호
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• pp.47-57
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• 1984

2상유동을 해석하기 위한 3차원 코드인 THERMIT-6S의 미분 방정식을 세우기 위해, 수학적으로 정확하게 유도된 시간과 공간에 대해 평균한 보존 방정식을 단순화했다. 미분 방정식을 불연속화(discretization)하여 THERMIT-6S의 차분방정식을 얻는다. First-order spatial scheme, donor cell method, 그리고, staggered mesh layout을 써서 공간에 대한 불연속화를 한다. 그리고 시간에 대한 불연속화는 first-order semi-implicit scheme으로써, sonic terms와 국부적인 전달 현상에 관계되는 항들은 implicit하게 그리고 대류 전달 항들은 explicit하게 취급한다. 이렇게 얻어진 방정식들은Newton-Raphson 방법으로 선형화된다. 축소된 압력 방정식을 만들기 위해 모든 변수들이 mesh cells사이에서 단지 압력 변수를 통해서만 결부되도록, 선형화된 방정식들을 처리한다. OPERA-15 실험을 수치해석적으로 모의실험하여 본 결과, THERMIT-6S가 flow coastdown, 역류, 유체진동(flow oscillation) 등을 포함하고, sodium boiling 후의 원자로내의 변화를 예측하는데 매우 유효하다는 것이 밝혀졌다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권8호
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• pp.1153-1163
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• 2002

A transient analysis on temperatures of fuel and oil in hydraulic and lubrication systems in an aircraft was studied using the finite difference method. Numerical calculation was performed by an explicit method with modified Dufort-Frankel scheme. Among various missions, air superiority mission was considered as a mission model with 20% hot day ambient condition in subsonic region. The ambience of the aircraft was assumed as turbulent flow. Convective heat transfer coefficient were used in calculating heat transfer between the aircraft surface and the ambience. For an aircraft on the ground, an empirical equation represented as a function of free-stream air velocity was used. And the heat transfer coefficient for flat plate turbulent flow suggested by Eckert was employed for in-flight phases. The governing equations used in this analysis are the mass and energy conservation equations on fuel and oils. Here, analysis of fuel and oil temperature in the engine was not carried out. As a result of this analysis, the ground operation phase has shown the highest temperature and the largest rate of temperature increase among overall mission phases. Also, it is shown that fuel flow rate through fuel/oil heat exchanger plays an important role in temperature change of fuel and oil. This analysis could be an important part of studies to ensure thermal stability of the aircraft and can be applicable to thermal design of the aircraft fuel system.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제13권6호
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• pp.615-638
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• 2002

This paper presents a method of seismic analysis for a cylindrical liquid storage structure considering the effects of the interior fluid and exterior soil medium in the frequency domain. The horizontal and rocking motions of the structure are included in this study. The fluid motion is expressed in terms of analytical velocity potential functions, which can be obtained by solving the boundary value problem including the deformed configuration of the structure as well as the sloshing behavior of the fluid. The effect of the fluid is included in the equation of motion as the impulsive added mass and the frequency-dependent convective added mass along the nodes on the wetted boundary of the structure. The structure and the near-field soil medium are represented using the axisymmetric finite elements, while the far-field soil is modeled using dynamic infinite elements. The present method can be applied to the structure embedded in ground as well as on ground, since it models both the soil medium and the structure directly. For the purpose of verification, earthquake response analyses are performed on several cases of liquid tanks on a rigid ground and on a homogeneous elastic half-space. Comparison of the present results with those by other methods shows good agreement. Finally, an application example of a reinforced concrete tank on a horizontally layered soil with a rigid bedrock is presented to demonstrate the importance of the soil-structure interaction effects in the seismic analysis for large liquid storage tanks.

• 대한토목학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.87-94
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• 1986

일반적으로 자연하천은 수심에 비해 하폭이 크고 완만한 곡률을 나타내므로 2차원 수치모형이 실용적인 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 만곡수로의 흐름특성을 분석하기 위하여 2차원 부정류의 운동방정식과 연속방정식을 차분화하고 Double Sweep 알고리즘에 의한 수치해석모형을 개발하였다. 본 모형의 적용성을 입증하기 위해 L.F.M 실험수로 및 I.I.H.R 실험수로의 실측치와 비교하여 비교적 잘 일치함을 확인할 수 있었다. 벽면마찰의 영향을 감소시키기 위하여 Chezy 계수의 적절한 조정으로 실측치에 더욱 접근된 결과치를 얻을 수 있었으며, 이류항의 영향을 분석하였다. 만곡수로내의 수면형태, 최대유속선이 이동경로 및 깊이방향 평균유속의 크기와 방향을 계산할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.1652-1660
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• 1990

본 연구에서는 원관내에서 복사에 관여하는 고온의 가스유동에 의한 복사열전 달과 대류열전달간의 상호작용에 대해 실험과 수치해석을 통하여 고찰하고자 한다. 실험으로는 프로판가스의 화염생성에 의한 속도, 온도 및 벽면에서의 열유속분포를 측 정하고, 수치적으로는 냉염(cold flame) 상태서 측정한 난류요동성분과 연소시의 입구 속도와 온도를 초기조건으로 하여 밀도와 점성계수의 온동에 따른 변화를 고려한 K-.epsilon. 모델과 구조화근사법 및 최근에 개발되어 사용되기 시작한 Weighted Sum of Gray Gas- es모델을 사용하여 속도, 온도 및 열유속 분포를 계산하여 수치해석의 결과와 실험결 과를 비교함으로써 모델의 타당성을 검증하고, 복사에 의한 열전달량과 대류에 의한 열전달량을 분리하여 각 모드가 온도분포 및 열유속분포에 미치는 영향을 고찰하고자 한다.

• Korean Membrane Journal
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• 제7권1호
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• pp.1-18
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• 2005

The permeate flux decline due to membrane fouling can be addressed using a variety of theoretical stand-points. Judicious selection of an appropriate theory is a key toward successful prediction of the permeate flux. The essential criterion f3r such a decision appears to be a detailed characterization of the feed solution and membrane properties. Modem theories are capable of accurately predicting several properties of colloidal systems that are important in membrane separation processes from fundamental information pertaining to the particle size, charge, and solution ionic strength. Based on such information, it is relatively straight-forward to determine the properties of the concentrated colloidal dispersion in a polarized layer or the cake layer properties. Incorporation of such information in the framework of the standard theories of membrane filtration, namely, the convective diffusion equation coupled with an appropriate permeate transport model, can lead to reasonably accurate prediction of the permeate flux due to colloidal fouling. The schematic of the essential approach has been delineated in Figure 5. The modern approaches based on appropriate cell models appear to predict the permeate flux behavior in crossflow membrane filtration processes quite accurately without invoking novel theoretical descriptions of particle back transport mechanisms or depending on adjust-able parameters. Such agreements have been observed for a wide range of particle size ranging from small proteins like BSA (diameter ${\~}$6 nm) to latex suspensions (diameter ${\~}1\;{\mu}m$). There we, however, several areas that need further exploration. Some of these include: 1) A clear mechanistic description of the cake formation mechanisms that clearly identifies the disorder to order transition point in different colloidal systems. 2) Determining the structure of a cake layer based on the interparticle and hydrodynamic interactions instead of assuming a fixed geometrical structure on the basis of cell models. 3) Performing well controlled experiments where the cake deposition mechanism can be observed for small colloidal particles (< $1\;{\mu}m$). 4) A clear mechanistic description of the critical operating conditions (for instance, critical pressure) which can minimize the propensity of colloidal membrane fluting. 5) Developing theoretical approaches to account for polydisperse systems that can render the models capable of handing realistic feed solutions typically encountered in diverse applications of membrane filtration.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제27권4호
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• pp.143-153
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• 2006

The purpose of this work was to assess and quantify the beneficial effects of gas exchange, while testingto the various frequencies of the sinusoidal wave that was excited by the PZT actuator, for patients suffering from acute respiratory distress syndrome (ARDS) or chronic respiratory problems. Also, this paper considered a simulator to design a hollow type artificial lung, and a mathematical model was used to predict a behavior of blood. This simulation was carried out according to the Montecarno's simulation method, anda fourth order Runge-Kutta method was used to solve the equation. The experimental design and procedure are then applied to the construction of a new device to assess the effectiveness of the membrane vibrations. As a result, the vibration method is very effective in the increase of gas transport. The gas exchange efficiency for the vibrating intravascular lung assist device can be increased by emphasizing the following design features: consistent and reproducible fiber geometry, and most importantly, an active means of enhancing convective mixing of water around the hollow fiber membranes. The experimental results showed the effective performance of the vibrating intravascular lung assist device. Also, we concluded that important design parameters were blood flow rates, fiber outer diameter and oxygen pressure drop. Based on the present results, it was believed that the optimal level of blood flow rates was 200$cm^3$/min.

• Advances in concrete construction
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• 제14권2호
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• pp.103-113
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• 2022

On the basis of fabrication, the utilization of nano material in numerous industrial and technological system, obtained the utmost significance in current decade. Therefore, the current investigation presents a theoretical disposition regarding the flow of electric conducting Williamson nanoliquid over a stretchable surface in the presence of the motile microorganism. The impact of thermal radiation and magnetic parameter are incorporated in the energy equation. The concentration field is modified by adding the influence of chemical reaction. Moreover, the splendid features of nanofluid are displayed by utilizing the thermophoresis and Brownian motion aspects. Compatible similarity transformation is imposed on the equations governing the problem to derive the dimensionless ordinary differential equations. The Homotopy analysis method has been implemented to find the analytic solution of the obtained differential equations. The implications of specific parameters on profiles of velocity, temperature, concentration and motile microorganism density are investigated graphically. Moreover, coefficient of skin friction, Nusselt number, Sherwood number and density of motile number are clarified in tabular forms. It is revealed that thermal radiation, thermophoresis and Brownian motion parameters are very effective for improvement of heat transfer. The reported investigation can be used in improving the heat transfer appliances and systems of solar energy.

• 한국토양환경학회지
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• 제2권2호
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• pp.81-94
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• 1997

오염물질 이동현상 연구에서는 침출수 혹은 잔존수농도 형태가 사용되는데 이의 선택은 모니터링 방법에 의존하게 된다. 파과곡선 실험에서 모니터링 농도 형태에 관한 선택은 임의적이며, 각 농도 형태에서 얻어진 운송 파라미터들은 동등하며 다공성매질의 수리적 특성을 각각 대표하는 것으로 알려져왔다. 그러나, 현장상태의 구조적 발달을 보이는 토양에서는 농도 형태별 운송계수의 동등성이 의문시 된다. 본 연 구에서는 불교란 현장시료(직경 20cm, 높이 20cm)에 대하여 두가지 농도 형태에 의한 파과곡선 실험을 시행하므로써 모니터링 방법에 따른 농도 형태와 그에 따른 운송 파라미터들을 비교분석 하였다. 침출수 농도와 잔존수 농도는 토양상부에서 20cm와 loom 떨어진 지점에서 EC-meter와 TDR 을 이용하여 각각 측정하였다. 연구결과, 침출수 농도는 잔존수 농도보다 첨두농도가 훨씬 높게 그리고 첨두농도의 운송시간이 짧게 나타났음을 알 수 있었다. 따라서 침출수농도곡선으로부터 추정된 운송파 라미터들은 잔존수농도곡선으로부터 추정된 수치들과 상당한 차이를 보였으며 그 차이는 CLT 모델보다 CDE 모델에서 더 크게 나타났다. 특히 CDE 모델에서는 침출수곡선으로부터 도출된 계수값들이 잔존수곡선으로부터 도출된 계수값들보다 훨씬 크게 나타났다. 이는 구조토양내에 존재하고 있는 대공극을 통한 오염물질 우회통과와 평형조건에서의 CDE 모델이 연구대상토양에서의 오염물질 이동현상을 표현하는데 부적합하였기 때문인 것으로 사료된다. 분자 분산에 대한 동수리학적 확산의 비와 Peclet number와의 상관관계를 나타내는 도표영역에서 두가지 농도는 모두 역학적 확산이 오염물질 운송을 좌우하는 영역에 속하였다. 그러나 분자분산은 토양내 대공극부분보다 matrix 부분에서의 오염물질 확산에 더 많은 기여를 하는 것으로 나타났으며 이는 공극유속과 확산계수사이에 존재하는 비선형성에 기인하기 때문인 것으로 사료된다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제19권5호
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• pp.511-518
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• 1998

세기관지의 구조와 이상유무의 신속 정확한 측정을 위해 세계적으로 활발히 연구되고 있는 에어로졸볼러스기법을 확립하기 위하여, 호흡과정 중 흡기에 공급된 입자펄스가 호흡의 진행에 따라 인체기관지내에서 대류분산된 결과로 호기중 입자농도의 증가된 분포폭을 측정하는 장치를 개발하고 이를 이용한 검증실험을 수행하였다. 개발된 장치는 인체에 무해한 sebacic acid를 이용하여 평균입경이 1 $\mu$m이고 기하표준편차가 1.2정도인 임자를 $10^{9}$개/cc 정도의 고농도로 발생하고, 솔레노이드밸브를 이용하여 호흡중의 원하는 시점에 정확히 짧은 펄스형태로 입자를 공급하며, 레이저광산란을 이용하여 흡기와 호기중의 입자농도의 시간변화를 측정한다. 흡기중의 농도분포는 매우 매끈한 분포를 보임으로써 발생장치와 측정장치의 정강작동은 잘 검증되었다. 농도의 시간변화 측정치로부터 계산된 분산도를 1차원 대류확산방정식 이론치 및 외국에서 보고된 실험결과와 비교한 격과, 입자도달깊이에 따른 분산도의 변화에 대한 정성적인 실험결과는 이론치와 상당히 잘 일치하고 기존의 결과보다도 견과의 산포가 개선되었다. 다만 아직도 산포가 상당히 남아있어 개선의 여지를 가지고 있으며, 외국 결과와의 분산도의 타이는 신체조건의 타이 등으로 파악되었다. 산포도의 개선을 위해서는 호흡시에, 특히 최고농도점 부근에서, 호흡유량이 일정하게 유지되어야만 불규칙 이차파형의 형성을 방지하여 측정결과의 해석에 오차를 줄일 수 있음을 확인하였다.