• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.400-403
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• 2012

본 연구에서 건물이 밀집되어 있는 해안도시에서의 지진해일 범람에 대한 평면수리모형실험을 수행하였다. 해안도시는 미국 서해안에 위치한 도시인 Seaside를 1/50으로 축소하여 평면수조에 설치하였다. 본 실험에서 범람지역에서의 지진해일의 파고 및 수평속도 측정하였는데, 31개 지점에서 계측하였으며 입사된 지진해일의 파고는 원형 스케일 10 m로 설정하였다. 범람양상과 속도는 건물의 위치 및 배열상태에 따라 크게 다르게 계측되었다. 또한, 도시의 주요 도로를 따라 계측된 지진해일 범람 파고 및 수평속도를 이용하여 모멘텀 플럭스(Momentum flux)를 계산하였다. 모멘텀 플럭스는 해안선에서부터 육지방향으로 파가 진행하면서 감소하는 일반적인 경향을 나타내었다. 범람파고와 모멘텀 플럭스는 도로가 형성된 구역에서 감쇄가 적게 나타났다. 본 연구를 통해 수평 유속이 구조물에 미치는 외력에 중요한 영향을 준다는 것을 알게 되었다.

• 한국지리정보학회지
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• 제1권1호
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• pp.99-108
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• 1998

국지 기상 모형의 지표 특성을 표현하기 위해 토양 구분, 식생 구분, 지표 거칠기 길이, 지표 알베도와 엽면지수가 지면 과정 모수화 내에서 처방되어야 한다. 이 연구에서는 인공위성 관측값으로부터 계절함수로 얻어진 경,위도 1도 및 1도의 엽면지수, 지표거칠기 길이, 눈이 없을 때의 지표 알베도와 상세 격자 NDVI를 지면 과정 모형에 적용하였다. 생물권과 대기권 사이, 지면과 대기 사이의 상호작용에서 이러한 인공위성 자료를 사용한 것과 사용하지 않은 것을 비교함으로써, 열, 에너지 및 수증기 속들, 지면 기온, 바람, 식생 물함유량, 비습, 강수장의 민감도가 조사되었다.

• 대한조선학회지
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• 제9권2호
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• pp.43-48
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• 1972

Inertia friction welding, a relatively recent innovation in the art of joining materials, is a forge-welding process that releases kinetic energy stored in the flywheel as frictional heat when two parts are rubbed together under the right conditions. In a comparatively short time, the process has become a reliable method for joining ferrous, and dissimilar metals. The process is based on thrusting one part, attached to a flywheel and rotating at a relatively high speed, against a stationary part. The contacting surfaces, heated to plastic temperatures, are forged together to produce a reliable, high-strength weld. Welds are made with little or no workpiece preparation and without filler metal or fluxes. However, In order to obtain a good weld, the determination of the optimum weld parameters is an important problem. Especially, because the amount of the flywheel mass will be determined according to the initial rotating velocity values at the constant thrust load, the initial rotating velocity is an important factor to affect a weld character of the inertia-welded IN713C-SAE8630, which is used for the wheel-shafts of turbine rotors or turbochargers, exhausting valves, etc. In this paper, the effects of initial rotational velocity on a weld character of inertia-welded IN713C-SAE8630 was studied through considerations of weld parameters determination, micro-structural observations and tensile tests. The results are as the following: 1) As initial rotating velocity was reduced to 267 FPM, cracks and carbide stringers were completely eliminated in the micro-structure of welded zone. 2) As initial rotating velocity was reduced and flywheel mass was increased correspondingly, the maximum welding temperatures were decreased and the plastic working in the weld zone was increased. 3) As initial rotating velocity was progressively decreased and carbides were decreased, the tensile strengths were increased. 4) And also the fracture location moved out of the weld zone and the tensile tests produced, the failures only in the cast superalloy IN713C which do not extend into the weld area. 5) The proper initial rotating velocity could be determined as about 250 thru 350 FPM for the better weld character.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제39권4호
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• pp.145-158
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• 2022

The dynamics of the outer zone radiation belt has received a lot of attention mainly due to the correlation between the occurrence of enhancing relativistic electron flux and spacecraft operation anomalies or even failures (e.g., Baker et al. 1994). Relativistic electron events are often observed during great storms associated with ultra low frequency (ULF) waves. For example, a large buildup of relativistic electrons was observed during the great storm of March 24, 1991 (e.g., Li et al. 1993; Hudson et al. 1995; Mann et al. 2013). However, the dominant processes which accelerate magnetospheric radiation belt electrons to MeV energies are not well understood. In this paper, we present observations of Pc5 ULF waves in the recovery phase of the Bastille day storm of July 16, 2000 and electron and proton flux simultaneously oscillating with the same frequencies as the waves. The mechanism for the observed electron and proton flux modulations is examined using ground-based and satellite observations. During this storm time, multiple packets of discrete frequency Pc5 ULF waves appeared associated with energetic particle flux oscillations. We model the drift paths of electrons and protons to determine if the particles drift through the ULF wave to understand why some particle fluxes are modulated by the ULF waves and others are not. We also analyze the flux oscillations of electrons and protons as a function of energy to determine if the particle modulations are caused by a ULF wave drift resonance or advection of a particle density gradient. We suggest that the energetic electron and proton modulations by Pc5 ULF waves provide further evidence in support of the important role that ULF waves play in outer radiation belt dyanamics during storm times.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권8호
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• pp.3059-3072
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• 2022

A Jacobian-Free Newton Krylov Two-Nodal Coarse Mesh Finite Difference algorithm based on Nodal Expansion Method (NEM_TNCMFD_JFNK) is successfully developed and proposed to solve the three-dimensional (3D) and multi-group reactor physics models. In the NEM_TNCMFD_JFNK method, the efficient JFNK method with the Modified Incomplete LU (MILU) preconditioner is integrated and applied into the discrete systems of the NEM-based two-node CMFD method by constructing the residual functions of only the nodal average fluxes and the eigenvalue. All the nonlinear corrective nodal coupling coefficients are updated on the basis of two-nodal NEM formulation including the discontinuity factor in every few newton steps. All the expansion coefficients and interface currents of the two-node NEM need not be chosen as the solution variables to evaluate the residual functions of the NEM_TNCMFD_JFNK method, therefore, the NEM_TNCMFD_JFNK method can greatly reduce the number of solution variables and the computational cost compared with the JFNK based on the conventional NEM. Finally the NEM_TNCMFD_JFNK code is developed and then analyzed by simulating the representative PWR MOX/UO₂ core benchmark, the popular NEACRP 3D core benchmark and the complicated full-core pin-by-pin homogenous core model. Numerical solutions show that the proposed NEM_TNCMFD_JFNK method with the MILU preconditioner has the good numerical accuracy and can obtain higher computational efficiency than the NEM-based two-node CMFD algorithm with the power method in the outer iteration and the Krylov method using the MILU preconditioner in the inner iteration, which indicates the NEM_TNCMFD_JFNK method can serve as a potential and efficient numerical tool for reactor neutron diffusion analysis module in the JFNK-based multiphysics coupling application.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.434-434
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• 2023

다양한 지면 모형은 대기 강제력 데이터 세트에 의해 구동되며 육지의 물, 에너지 및 생지화학적 순환의 해석에 활용된다. 그 중 에너지 플럭스 교환을 추정하는 것은 극심한 가뭄, 폭염, 물 부족 등 극한 기후 현상에서 중요한 역할을 한다. 에너지 플럭스는 기상기후조건과 토지피복의 변화에 따른 영향을 받고 있는데 그 영향을 구체적으로 조사하는 것은 생태계 프로세스의 매커니즘을 구성하는 데 필수적이다. 본 연구에서는 최신버전인 Community Land Model 버전 5.0 (CLM5)를 이용하여 동북아시아 지역의 에너지 플럭스의 시공간분포를 분석하였다. CLM5의 시뮬레이션은 1991년부터 2010년까지 2.5° × 2.5° 그리드에서 실행되었고 주요 에너지 인자인 순복사량, 현열, 잠열을 모의하였으며, 실행결과는 FLUXNET의 동북아시아 사이트의 관측자료를 이용하여 모델을 검증 및 평가하였다. 대기 강제력 변수의 차이는 모의 결과에 영향을 미치기 때문에 수문인자와 토지피복유형에 따른 에너지 플럭스의 변동성을 분석하였고 잠열을 식생 증발산열과 지면 증발열로 파티션하여 연구지역에 따른 각 구성요소의 비율을 산정하였다. 20년간의 순복사열, 잠열과 온도의 시공간적 변동성의 연 추세를 분석한 결과 동북아시아의 대부분 지역에서 잠열과 온도는 소폭 증가되였고 순복사열은 중국 내륙과 몽골지역에서 감소되였다. 본 연구는 지표와 대기 사이의 에너지 교환에 대해 분석하였으며 이후 증발산 및 물 플럭스와의 연동성과 관계성 분석에 활용하여 기후변화를 이해하는 데 기여할수 있을 것으로 사료된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권11호
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• pp.4134-4145
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• 2022

The collimator is one of the high-heat-flux components used to avoid a series of vacuum and thermal problems. In this paper, the heat load distribution throughout the collimator is first calculated through experimental data, and a transient thermodynamic simulation analysis of the original model is carried out. The error of the pipe outlet temperature between the simulated and experimental values is 1.632%, indicating that the simulation result is reliable. Second, the model is optimized to improve the heat transfer performance of the collimator, including the contact mode between the pipe and the flange, the pipe material and the addition of a twisted tape in the pipe. It is concluded that the convective heat transfer coefficient of the optimized model is increased by 15.381% and the maximum wall temperature is reduced by 16.415%; thus, the heat transfer capacity of the optimized model is effectively improved. Third, to adapt the long-pulse steady-state operation of the experimental advanced superconducting Tokamak (EAST) in the future, steady-state simulations of the original and optimized collimators are carried out. The results show that the maximum temperature of the optimized model is reduced by 37.864% compared with that of the original model. The optimized model was changed as little as possible to obtain a better heat exchange structure on the premise of ensuring the consumption of the same mass flow rate of water so that the collimator can adapt to operational environments with higher heat fluxes and long pulses in the future. These research methods also provide a reference for the future design of components under high-energy and long-pulse operational conditions.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제11권2호
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• pp.70-77
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• 2008

본 연구에서는 낙동강 하구역의 해난사고 방지대책 마련의 일환으로 사주지형변동 예측을 위한 기초적 연구로서, 진우도를 대상으로 장기간의 지형변동 모니터링과 외해측 정점 St. S1에서 대조기 및 소조기시 해수유동 및 부유사 농도의 현장조사결과로부터 부유사 수송량(SS flux)을 산정하여 진우도의 사주지형변동 특성에 대하여 검토하였다. 진우도의 장기간 지형변동 모니터링을 통해 얻어진 연간 평균지반고 변화량과 퇴적속도는 각각 141 mm, 0.36 mm/day로서 북측을 제외한 모든 방향으로 퇴적현상이 활발한 것으로 나타났다. 그리고 대조기 및 소조기시 St. S1 정점에서 25시간 연속 조류관측 및 SS농도 측정결과를 바탕으로 산정한 동서방향 및 남북방향의 SS flux($SS_{LH}$ 및 $SS_{LV}$)를 살펴보면, 대조기시의 $SS_{LH}$는 대체로 전 수심에 걸쳐 평균 28 $kg/m^2/hr$로 동측으로 이동하였으며, $SS_{LV})$는 약 11.1 $kg/m^2/hr$로 북측으로 이동하는 것으로 나타나, $SS_{LH}$가 $SS_{LV}$에 비해 약 2.5배 수송량이 많은 것으로 나타났다. 또한 소조기시의 $SS_{LH}$ 및 $SS_{LV}$는 대조기시와 유사하게 동 북측으로 각각 평균 약 4.8 $kg/m^2/hr$ 및 1.5 $kg/m^2/hr$의 범위로 $SS_{LH}$의 수송량이 $SS_{LV}$에 비해 약 3.2배 크게 산정되었다. 한편 진우도 외해측에서 부유사 수송량은 대조기시가 소조기시보다 약 6배 많았으며 전체적으로 $SS_{LH}$ 및 $SS_{LV}$가 저층부근에서 최대값을 나타내어, 창조류시 저층에서의 강한 흐름에 의한 저층 퇴적물의 재부상 과정이 진우도 남측 사주지형의 퇴적변화에 크게 영향을 미치는 것으로 판단된다.

• 한국수산과학회지
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• 제29권1호
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• pp.84-91
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• 1996

각종 해${\cdot}$기상 자료와 위성관측에 의한 운량 자료를 이용하여 벌크법에 의해 동지나해에 있어서 대기와 해양간의 열속을 추정하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 태양복사량은 5월에 $255Wm^{-2}$로 최대, 12월에 $111Wm^{-2}$로 최소이며, 그 분포는 동절기에는 남쪽으로 갈수록 증가하고, 하절기에는 장마전선의 영향으로 북쪽으로 갈수록 증가하는 경향이 있었다. 장파복사량의 경우, 공간적 분포의 차이는 작으나 계절에 따른 차이는 커서 최대인 2월의 값은 (약 $70Wm^{-2}$) 최소인 7월의 2배에 이른다. 2) 현열과 잠열의 공간적 분포양상은 조사해역내의 해류 분포와 비슷하였다. 겨울철에 이 두 요소에 의한 해양의 열손실량은 대단히 커서 $830Wm^{-2}$ 이상이고, 이것은 같은 기간중 순폭사량의 5배에 이른다. 3) 연평균 순열플럭스의 분포는 전역에서 부 값을 보였으며, 최대 열손실 해역은 큐슈 남단으로 1월에 $400Wm^{-2}$ 이상이었다. 4) 조사해역의 태양복사량, 장파복사량, 현열 및 잠열의 연평균치는 각각 187, -52, -30, $-137Wm^{-2}$이고, 결과적으로 연간 약 $32Wm^{-2}(2.48\times10^{13}\;W)$의 에너지를 손실하고 있는 것으로 추정되었다. 5) Fig. 1에 표시되어 있는 A 해역 (황해)은 대기와의 열교환을 통하여 오히려 연간 $10Wm^{-2}(0.4\times10^{13}\;W)$의 에너지를 얻고, B 해역 (동지나해)은 $48Wm^{-2}(2.1\times10^{13}\;W)$,그리고 C 해역 (쿠로시오역)은 $39Wm^{-2}(1.7\times10^{13}\;W)$의 열을 손실하고 있는 것으로 추정되었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제22권1호
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• pp.26-46
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• 2020

이 연구의 목표는 관개된 옥수수 밭에서의 복사, 에너지 및 엔트로피의 교환을 평가하고 문서화하는 것이다. 열역학적 관점에서, 우리는 이 농업생태계를 태양 복사로 인해 시스템 내부와 외부 사이에 큰 경도(gradient)가 부여되는 열린 열역학적 시스템으로 간주하였다. 따라서 시스템이 평형에서 멀어질 때, 열역학적 원칙에 따라 비평형 소산 과정(nonequilibrium dissipative process)인 이 생태-사회시스템이 모든 생물, 물리, 화학 및 인위적 구성 요소를 사용하여 태양으로부터 주어진 경도에 저항하여 이를 감소시키도록 움직인다고 가정하였다. 이 가설을 검증하기 위한 첫 단계로서 미국 네브라스카의 옥수수 밭에 위치한 AmeriFlux의 NE1 사이트에서 2003년부터 2014년까지 관측된 플럭스 및 미기상 자료를 사용하여 복사, 에너지 및 엔트로피의 교환을 정량화하였다. 12년 평균한 생장기간의 결과에 따르면, 시스템의 에너지 포획(순복사와 하향단파복사의 비, R_n/R_s↓)은 옥수수의 생장과 함께 증가하였고, 생장기간이 비생장기간보다 약 80% 높았다. 생장기간 동안 시스템 내의 엔트로피 생성(σ)은 평균 9.56 MJ m^-2 K^-1이었고, 주로 하향단파 복사에 의해 결정되었다. 엔트로피 수송(J)은 잠열플럭스, 순장파복사, 현열플럭스의 순으로 기여하였고, 시스템 외부 환경으로 퍼낸 양은 σ의 ~84%에 해당하는 -7.99 MJ m^-2 K^-1이었다. 따라서 매년 생장 기간동안 시스템 내에 순 축적된 엔트로피(dS/dt)는 1.57 MJ m^-2 K^-1이었다. 탄소 흡수 효율(CUE)은 1.25~1.62, 물 사용 효율(WUE)은 1.98~2.92 g C (kg H₂O)^-1이었고 모두 옥수수의 성장과 함께 증가하였다. 극심한 가뭄으로 관개가 더 빈번하게 행해진 2012년의 경우, σ와 J가 모두 평년보다 10% 많은 최대값을 보였고, 그 결과 서로 대부분 상쇄되어 dS/dt는 평년보다 조금 높은 수준에 머물렀다. 가뭄 중에도 빈번한 관개로 인해 엔트로피 수송의 주된 경로가 현열플럭스에서 잠열플럭스로 바뀌면서 생산량과 CUE는 평년 값을 웃돌았으나 물과 빛의 사용 효율은 오히려 낮아졌다. 이러한 결과에 근거하여 관개된 옥수수 생태-사회시스템의 지속가능성의 변화를 평가하기에는 아직 여러가지 문제가 남아있다. 자기-조직화 과정은 시스템과 주변 간의 경도를 효과적으로 감소시키는 역할을 한다. 따라서 엔트로피 자료와 함께, 지속가능성의 척도가 되는 자기-조직화 역량을 나타내는 스펙트랄 엔트로피, 또는 하부시스템의 구조 및 에너지·물질의 흐름의 강도와 방향의 변화를 가늠할 수 있는 역학적 과정망(dynamic process network) 분석 등의 추가 연구가 병행되어야 한다.