• 제목/요약/키워드: Darcy's flow

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투수층의 흐름을 고려한 투수성 구조물의 파랑변형에 관한 수치적 해석 (A Numerical Study of Wave Transformation on a Permeable Structure Considering Porous Media Flow)

  • 김인철
    • 한국해양공학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.35-40
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    • 2006
  • In recent years, there's been strong demand for seawalls that havea gentle slope and permeability that serveswater affinity and disaster prevention from wave attack. The aim of this study is to examine wave transformation, including wave run-up that propagates on the coastal structures. A numerical model based on the weak nonlinear dispersive Boussinesq equation, together with the unsteady nonlinear Darcy law for fluid motion in permeable layer, is developed. The applicability of this numerical model is examined through Deguchi and Moriwaki's hydraulic model test on the permeable slopes. From this study, it is found that the proposed numerical model can predict wave transformation and run-up on the gentle slope with a permeable layer, but can't show accurate results for slopes steeper than about 1:10.

반용융 재료의 변형거동에 대한 변형률 속도의 영향 (Effect of strain-rate on deformation behavior of semi-solid material)

  • 황재호;고대철;최재찬
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1997년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.777-781
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    • 1997
  • In this study, the effect of strain-rate and inital solid fraction on the deformation behaviour of semi-solid material is investigated, when semi-solid forging is performed by the process of closed-die compression using A356 alloy of which the above results can be practically applied for industrical purpose. In order to simulate densification in the deformation of semi-solid material, the semi-solid material is assumed to be composed of solid region following rigid visco-plastic material, the liquid region following Darcy's law for the liquid flow saturated in the interstitial space. Simulation results of closed-die compression and simple upsetting under different strain-rate and initial solid fraction are compared.

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마산만 유역의 지하수 유출량 추정 (Estimation of the Groundwater Discharges in Masan Bay Watershed)

  • 양정석;조홍연;정신택;김상준
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제16권4
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    • pp.213-223
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    • 2004
  • 마산만 연안유역의 지하수 유출량을 Darcy 방법을 이용하여 추정하였다. 지하수위, 관정의 위치, 투수계수, 대수층 두께, 해안선 길이 정보를 이용하여 추정한 지하수 유출량은 강우량 대비 1.65%정도이다. 마산만 유역의 암반층을 통한 지하수 유출량은 $0.7\times10^4$ $m^2/year$정도로 추정되었으며, 충적층을 통한 지하수 유출량은 $1.0\times10^7$$m^3/year$정도로 추정되어 암반층을 통한 유출량은 무시할 만한 정도로 파악되었다. 한편, 한국해양연구원(2003)에서 방사성 동위원소를 이용하여 추정한 지하수 유출량은 본 연구에서 추정한 지하수 유출량의 20배 정도에 해당하지만, 이는 연안 대수층으로 침입한 재순환 해수의 영향으로 파악되었으며, 해안선에 근접한 관측정의 운영을 통하여 지하수위 및 염도 변화를 지속적으로 관측하여 재순환해수의 정량적인 영향분석을 보다 상세하게 연구할 필요가 있는 것으로 판단된다.

식생하천의 현장자료를 이용한 조도계수 관계식 유도 (Derivation of Roughness Coefficient Relationships Using Field Data in Vegetated Rivers)

  • 이종석;;김재훈;이태우
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제45권2호
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    • pp.137-149
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    • 2012
  • 본 연구는 흐름 저항에 대한 분석을 위해 초본 281개, 관목 150개, 교목 308개의 현장실측 자료로 구성된 739개 식생하천을 대상으로 수행되었다. 실측자료의 Manning 조도계수 분포는 초본자료에서 0.015~0.250, 관목자료에서 0.016~0.250, 교목자료에서 0.018~0.310의 범위를 갖는다. 이들 조도계수의 중요한 분포경향은 Darcy-Weisbach (또는 Manning의 조도계수)와 유량, 마찰경사 및 상대 잠수비에 대한 관계식으로 제시하였다. 식생하천에서 Darcy-Weisbach와 Manning 조도계수에 관한 회귀 방정식은 $f_{veg}=0.436Q^{-0.363}$, $f_{veg}=3.305S_f^{0.508}$$n_{veg}=0.061Q^{-0.124}$, $n_{veg}=0.144S_f^{0.199}$$V=5.3(h/d_{50})^{1/8.3}{\sqrt{ghS_f}}$, $\sqrt{8/f}(=V/u_*)=5.75log(5h/d_{50})$로 유도되었다. 이들 반 경험적 관계식은 수공 실무에서 유용하게 사용될 것이다.

Efficient Representation of Pore Flow, Absorption, Emission and Diffusion using GPU-Accelerated Cloth-Liquid Interaction

  • Jong-Hyun Kim
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제29권6호
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    • pp.23-29
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    • 2024
  • 본 논문에서는 옷감과 입자 기반 유체 해법인 SPH(Smoothed particle hydrodynamics)를 이용한 액체 간의 상호작용으로 표현되는 다공성 흐름(Pore flow), 흡수, 방출 그리고 확산 효과를 GPU 기반으로 빠르게 표현할 수 있는 방법을 제안한다: 1) 옷감-액체의 상호작용에 의해 표현되는 다양한 물리적 효과를 GPU 기반으로 표현할 수 있는 통합형 프레임워크, 2) SPH 기반으로 노드의 포화도를 효율적으로 계산하고 이를 주변 Porous 입자들로 전달하는 방법, 3) 유체 흡수 및 방출 방향을 안정적으로 계산하기 위해 다르시 법칙(Darcy's law)을 기반으로 안정성을 개선시키는 방법, 4) Porous 입자들로 흡수되는 과정에서 유체의 흐름 방향에 따라 흡수되는 양을 조절하는 방법, 마지막으로 5) SPH 입자의 최대 질량이 넘지 않도록 방출할 수 있는 방법을 제시한다. 제안하는 방식의 가장 큰 장점은 모든 연산이 GPU에서 계산되고 동작하기 때문에 빠르게 옷감과 유체의 상호작용으로 표현되는 다공성 재질, 다공성 흐름, 흡수, 반사, 확산 등을 모델링할 수 있다.

반응용재료의 압축거동 및 액상의 유동을 고려한 유한요소해석 (A Compression Behavior of Semi-Solid Material and Finite Element Analysis Considering Flow of Liquid Phase)

  • 강충길;윤종훈
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제20권12호
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    • pp.3715-3727
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    • 1996
  • Compression behavior of semi-solid aluminum alloys with controlled solid fractions was investigated in the present study. The stress and strain relationships were obtained from the compression test. Variations of the solid fraction distribution and the material behaviour were investigated for various friction coeffieiants and die speedsd. For a finite element analysis, the semi-solid material was described by a compressible regid viscoplastic model for the solid region and darcy's law for the liquid region. The computed results were compared with experimental data for the validity of the yield criteria.

주변환경을 고려한 상수관망의 관 마찰손실계수 산정 (Predicting Flow Resistance Coefficients in Water Supply Mains)

  • 손광익
    • 물과 미래
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    • 제29권4호
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    • pp.223-231
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    • 1996
  • 보다 효율적인 관로운영에 필수적인 통수능 변화 및 영향인자 산정을 위하여 국내 도송수강관에 대하여 124개의 Hazen Williams및 Darcy-Weisbach 마찰계수를 실측, 분석하였다. 그 결과 국내 도송수강관은 국외의 마찰계수 변화형태와 유사한 경향을 보이며 관경이 클수록 (Diameter>1100mm) 통수능은 관령에 많은 영향을 받으나 관경이 작을수록 관경과 관령에 동시에 영향을 받는다는 사실을 알았다. 또한 Hazen Williams의 C 값은 외국에 비해 약 5-10 정도 작은 것으로 나타났으며, 조도높이의 성장률은 약 0.41 mm/년으로 관의 통수능이 외국에 비해 빨리 저하한다는 사실이 밝혀져 그 원인 파악 및 통수능 산정기준을 재 검토해야 할 것으로 판단되었다. For the most efficient operation of water mains, 124 head losses in domestic water supply steel mains were measured to provide the values of friction coefficient and the variable affecting the deterioration rate of Hazen Williams' and Darcy-Weisbach's friction coefficient. The experimental results show that pipe age is governing the friction coefficient of large mains (Diameter > 1100 mm). On the other hands, pipe age and pipe diameter are affecting the variation of carrying capacity for small mains (Diameter < 1100 mm). The friction coefficient of water mains in foreign countries is higher than that in Korea by about 5 to 10 in Hazen Williams' C value. The growing rate of roughness height of domestic water main is about 0.41 mm/year which is higher than the average of United States of America. So further study is required to find out what causes the serious deterioration rate.

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토양입자(土壤粒子)의 특성(特性) 및 물리적(物理的) 요인(要因)에 따른 지하수(地下水) 통수성(通水性) 변화(變化)에 대한 기초(基礎) 연구(硏究) (Basic Study on the Variation of the Permeability of Groundwater Depending on the Characteristic of Soil Particles and Physical Factors)

  • 최수아;김지선;이상돈;김동수
    • 자원리싸이클링
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    • 제21권5호
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    • pp.38-43
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    • 2012
  • 본 연구에서는 토양에서 지하수의 흐름에 영향을 미치는 주요한 인자인 토양입자의 크기 및 입자들의 혼합 패턴에 따라 Darcy의 법칙에서 제시되어 있는 투수계수가 변화하는 양상을 검토하여 토양 환경에서의 물의 흐름에 대한 해석을 시도하였다. 또한 물의 온도 및 농도 변화에 따른 투수계수의 양상을 파악하였다. 그 결과, 토양입자의 크기 및 혼합패턴에 대한 투수계수는 입자의 크기에 비례하는 경향을 보였으며, 조합에 따라 공극률의 영향을 많이 받았다. 특히 단일입자에 비해 크기가 다른 모래 시료를 혼합한 경우 크기가 작은 단일입자의 투수계수값보다 낮은 값을 나타내었다. 또한 온도 증가에 따라 지하수의 투수계수가 증가하였으며, 지하수 내 이온의 농도에 따라 투수계수가 감소하였다. 본 연구결과는 토양 환경에서 지하수의 거동을 해석하는데 있어 토양의 특성이 반영되는 현상에 의미있는 자료로 활용될 것으로 기대된다.

튜브형 박용 자동역세 연료유 필터 내부의 유동해석 (Flow Analysis of the Tube Type Marine Auto-Backwashing Fuel Oil Filter)

  • 양장식;김봉환;박영범
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제33권4호
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    • pp.578-587
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    • 2009
  • In this paper, the characteristics of incompressible flow in a tube type marine fuel oil filter have been investigated. Fluent program has been used to obtain the solutions for the problems of three-dimensional, turbulent fuel oil flow in a filtering system. The inlet flow field is assumed to be uniform. The velocity and pressure distributions were obtained using Darcy's law. The increase of inlet velocity for cleaning fuel oil may cause some problems like vibration of the filter element. It was also required to consider the distribution of cleaning velocity because the worst distribution of cleaning velocity may cause the local insufficient cleaning effect and furthermore the effective filtration area can be reduced. The simulated results show that the computer code can be successfully applied for simulation of the complex base oil flow through the porous media. This paper could be applied to the design of auto-backwashing filtering system as design factor.

ADJOINT SYSTEM FOR A MAGNETO-CONVECTIVE FLOW IN AN ACTIVE MUSHY LAYER

  • Bhatta, Dambaru;Riahi, Daniel N.
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제29권5_6호
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    • pp.1269-1283
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    • 2011
  • Here we consider magneto-convection in a mushy layer which is formed during solidification of binary alloys. The mushy layer is treated as an active porous media with variable permeability. The equations governing the layer are conservation of mass, conservation of heat, conservation of solute, magnetic induction equation, momentum equation governed by the Darcy's law and Maxwell's equations for the magnetic field. To study the second order effects on the flow without solving the second order system, we need to obtain the adjoint system for the flow. This motivates the authors we derive the adjoint system analytically for the mushy layer case. Numerical results of the adjoint system are presented for passive and active mushy layers at the onset of the motion using a set of parameters experimentalists use.