• 제목/요약/키워드: Horizontal channel

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물-공기 수평 성층류 유동조건에서 액적이탈 현상에 대한 실험연구 (Experimental Investigation on the Droplet Entrainment in the Air-Water Horizontal Stratified Flow)

  • 배병건;윤병조;김경두;배병언
    • 에너지공학
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    • 제24권1호
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    • pp.114-122
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    • 2015
  • 수평 성층류 2상 유동에서 기체의 속도가 액체의 속도보다 상대적으로 큰 고유속 유동조건에서는 불규칙한 파형들이 생성되고 이때 상 경계면에서는 액적이탈이 발생한다. 한국원자력연구원(KAERI)에서는 이러한 상 경계면에서의 액적이탈 현상을 기구학적으로 예측하기 위하여 전단력, 표면장력, 그리고 중력 항으로 구성되는 새로운 액적이탈 모델을 제시하였다. 그러나 이 액적이탈 모델 내부에는 아직 결정되지 않은 모델 계수가 존재한다. 모델 계수를 결정하기 위해서는 두 상 사이의 계면파 특성과 관련되는 물리변수들에 대한 실험데이터의 확보가 필요하다. 주요 물리변수들에는 파의 기울기, 파의 빗변길이, 파의 속도, 파의 주파수, 그리고 파장이 있다. 본 연구에서는 계면파 특성과 관련된 주요 물리변수들을 측정하기 위하여 폭 40 mm, 높이 50 mm, 길이 4.2 m의 수평사각유로에서 가시화실험을 수행하였다. 실험은 1기압의 물-공기 성층류 유동에서 액적이탈이 발생되는 조건에서 수행되었다. 본 실험에서 계면 형상을 2차원적으로 가시화하고 계면파에서 국소적인 물속도 분포를 측정하기 위하여 유로 측면에서 PIV기법을 적용하였다. 추가적으로, 가시화실험을 통해 획득한 계면 이미지로부터 측정된 계면 높이를 검증하기 위하여 평행 와이어 전도도 센서를 개발하였다. 가시화방법과 센서를 통해 측정된 수위를 비교한 결과, 두 가지 방법론에 의해 측정된 수위결과가 잘 일치함을 확인하였다. 최종적으로 개발된 측정기법을 적용하여 액적이탈 조건에서 계면파 특성과 관련된 주요 물리변수들을 측정하였다.

대각도 받음각을 갖는 무인잠수정에 작용하는 동유체력 특성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Characteristics of Hydrodynamic Forces Acting on Unmanned Undersea Vehicle at Large Attack Angles)

  • 배준영;김정중;손경호
    • 한국항해항만학회지
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    • 제35권3호
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    • pp.197-204
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    • 2011
  • 회류수조에서의 대각도 정적(static) 모형실험을 통해 Manta형 무인잠수체에 작용하는 동유체력을 측정하였으며, 동유체력에 미치는 Reynolds수의 영향을 고찰하였다. 이를 위해 동유체력을 cross-flow drag과 양력(lift force)으로 성분 분석을 하였으며, 양력 성분에는 Reynolds수의 영향을 무시하고, cross-flow drag 성분에만 Reynolds수의 영향을 고려하였다. 그 후 이들 두 성분을 다시 합성함으로써 실물 무인잠수정에 작용하는 동유체력의 추정 기법을 제시하였다.

Geotechnical Engineering Progress with the Incheon Bridge Project

  • Cho, Sung-Min
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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    • pp.133-144
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    • 2009
  • Incheon Bridge, 18.4 km long sea-crossing bridge, will be opened to the traffic in October 2009 and this will be the new landmark of the gearing up north-east Asia as well as the largest & longest bridge of Korea. Incheon Bridge is the integrated set of several special featured bridges including a magnificent cable-stayed girder bridge which has a main span of 800 m width to cross the navigation channel in and out of the Port of Incheon. Incheon Bridge is making an epoch of long-span bridge designs thanks to the fully application of the AASHTO LRFD (load & resistance factor design) to both the superstructures and the substructures. A state-of-the-art of the geotechnologies which were applied to the Incheon Bridge construction project is introduced. The most Large-diameter drilled shafts were penetrated into the bedrock to support the colossal superstructures. The bearing capacity and deformational characteristics of the foundations were verified through the world's largest static pile load test. 8 full-scale pilot piles were tested in both offshore site and onshore area prior to the commencement of constructions. Compressible load beyond 30,000 tonf pressed a single 3 m diameter foundation pile by means of bi-directional loading method including the Osterberg cell techniques. Detailed site investigation to characterize the subsurface properties had been carried out. Geotextile tubes, tied sheet pile walls, and trestles were utilized to overcome the very large tidal difference between ebb and flow at the foreshore site. 44 circular-cell type dolphins surround the piers near the navigation channel to protect the bridge against the collision with aberrant vessels. Each dolphin structure consists of the flat sheet piled wall and infilled aggregates to absorb the collision impact. Geo-centrifugal tests were performed to evaluate the behavior of the dolphin in the seabed and to verify the numerical model for the design. Rip-rap embankments on the seabed are expected to prevent the scouring of the foundation. Prefabricated vertical drains, sand compaction piles, deep cement mixings, horizontal natural-fiber drains, and other subsidiary methods were used to improve the soft ground for the site of abutments, toll plazas, and access roads. Light-weight backfill using EPS blocks helps to reduce the earth pressure behind the abutment on the soft ground. Some kinds of reinforced earth like as MSE using geosynthetics were utilized for the ring wall of the abutment. Soil steel bridges made of corrugated steel plates and engineered backfills were constructed for the open-cut tunnel and the culvert. Diverse experiences of advanced designs and constructions from the Incheon Bridge project have been propagated by relevant engineers and it is strongly expected that significant achievements in geotechnical engineering through this project will contribute to the national development of the longspan bridge technologies remarkably.

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해양 탄성파 탐사 결과로 본 한반도 남동부연안 4기 단층의 분포와 특성 (Distribution and characteristics of Quaternary faults in the coastal area of the southeastern Korean Peninsula: Results from a marine seismic survey)

  • 김한준;주형태;홍종국;박건태;남상헌;조현무
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2002년도 정기총회 및 제4회 특별심포지움
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    • pp.46-66
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    • 2002
  • 스파커와 12채널 스트리머, 그리고 휴대용 기록기를 이용하여 고리원전 연안에서 탄성파탐사를 수행함으로써 4기 단층의 분포와 특성을 파악하였다. 스트리머의 채널간격은 6.25 m이며 스파커는 500 Hz까지의 음파를 발생시키므로 수평 및 수직분해능이 매우 높은 자료를 얻을 수 있었다. 조사지역에는 한반도의 동남부 해안을 따라 분포하는 mud belt를 구성하는 홀로세 퇴적물이 30-40 m의 두께로 쌓여 있다. 조사지역 전체에서 홀로세와 플라이스토세의 경계를 이루는 반사면은 매우 뚜렷하며 천부가스층의 분포도 확인되었다. 조사지역내에서 다수의 4기 단층들이 발견되는데 이들은 수직에 가까운 경사를 가지며 남북방향으로 연장되고 있다. 이들 단층들은 수백 m의 간격으로 배열되어 있으며 지역적으로 인장력에 의해 형성된 특성을 보여주기도 하지만 대체로 압축력이 우세한 영역에서 형성된 것으로 해석된다. 홀로세 전기동안 해침과 관련된 침식충진 퇴적층으로 해석되는 지층을 자르는 단층들도 지역적으로 발견되었다. Mud belt를 구성하는 퇴적층 내에 분포하는 천부가스는 균열이 생긴 단층면을 따라 올라온 것 같은 양상을 보여주기도 한다. 동해를 형성시킨 지구조 운동이 마이오세 후기 이후 약해졌지만 그 이후에 한반도의 남동연안에서 단층운동이 활발하였음은 아직도 정상보다 뜨거운 맨틀영역에 속하는 이 지역이 지체구조적으로 안정되지 못함을 지시한다.

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동해 울릉분지 남부해역에 분포하는 가스 하이드레이트층의 특성 연구 (Study on the Characteristics of Gas Hydrate Layers Distributed in the Southern Ulleung Basin, the East Sea)

  • 허식;유해수;김한준;한상준;이용국
    • 한국석유지질학회지
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    • 제10권1_2호
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    • pp.18-22
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    • 2004
  • 한국해양연구원에서는 1996년 이래로 동해 울릉분지에서 가스 하이드레이트층의 부존 확인과 특성을 규명하기 위하여 다중채널 반사파 탐사, 고해상 천부지층 탐사, SeaBeam 등의 지구물리 자료와 12 m 길이의 시추퇴적물 시료들을 획득하였다. 동해 울릉분지 남부 해역에는 대규모 천부 가스층이 배태되어 있는데 고해상 천부 탄성파자료에 나타나는 음향이상인 음향 공백상, 음향 혼탁상 그리고 포크마크 등으로 확인할 수 있다. 이 해역에서 채취된 시추 퇴적물들은 대기 하에서 가스팽창으로 야기된 균열조직을 보이는데, 이는 퇴적물 내 가스함유를 지시한다. 이 시추 퇴적물들은 저해수면 시기에 가스 하이드레이트 해리로 인하여 생성된 사면사태에 의해서 공급된 쇄설류와 질량류 퇴적물들로 구성되어 있다. 탄성파 단면도 상에서는 해저면 모방 반사면 (BSR), 진폭 공백 및 위상 반전 현상 등이 특징적으로 나타난다. 가스 하이드레이트층은 수심 2,100 m 정도에서 해저면하 약 200 m의 깊이에 위치하며 BSR 상부에는 대규모 천부가스가 존재한다. 탄성파 자료 해석에 의하면 가스 하이드레이트층은 시대적으로 플라이스토세와 홀로세층 사이에 존재한다. 이와 같이 울릉분지 남부 해역에서 관찰되는 가스함유 퇴적물, 음향이상, BSR등은 가스 하이드레이트층의 부존 특성을 보여주고 있다.

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확률론적 이론을 이용한 종단면에서의 단방향 이동거리에 관한 연구 (A Study on the One-Way Distance in the Longitudinal Section Using Probabilistic Theory)

  • 김성률;문지현;전해성;서종철;추연문
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권12호
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    • pp.87-96
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    • 2020
  • 유속은 수리학적 구조물을 운영 관리하는데 필수적인 요소임에도 불구하고 경제적, 인력적 이유로 인해 유량, 유속 측정이 충분히 이루어지지 않고 있다. 또한, 홍수기에 하천의 유속을 산정하는데 사용되는 공식은 Chezy와 Manning 등류 공식으로 일반적으로 등류가 아닌 자연하천에 이 공식을 그대로 사용하는 것은 문제가 있다. 이에 따라 본 연구는 측정치와 경험적인 방법으로 유량과 유속을 다른 수리학적 요소로 나타내는 방법이 아닌 이론적 방법으로 유속에 접근하였다. 이전의 기존 유속 공식과 분포식의 한계를 엔트로피 이론으로 해결한 Chiu (1987)의 연구를 따라 개수로의 유속을 엔트로피 이론에 근거하여 전개하였고 효용성을 검증하기 위해 지점의 유속이 측정된 수로의 데이터를 활용하여 식을 검증하였다. 이동거리의 R2값은 0.9993, 유속의 R2값은 0.8051~0.9483으로 예측치가 실제 적용 가능함을 확인하였다. 식을 활용하면 실제 유속 측정을 여러 지점에서 매시간 하지 않아도 특성 인자를 통해 시간에 따라 이동하는 하천의 유속과 이동지점을 동시에 구할 수 있고 실시간 유속이 필요하지만 빈번한 실측이 불가능한 홍수기의 유속 산정이 가능하다. 이를 활용하여 하천의 수평·수직거리를 이용해 제작되는 하천 종단면도에 활용 가능하며 GIS와 연계하여 하천 특성인자의 정확성을 높일 수 있을것으로 판단된다. GIS의 공간 모델에 하천의 거리와 유속 정보를 결합해 홍수기의 경보·예측 시스템에 활용이 가능할 것으로 보인다.

Distribution of Phytoplankton Pigments in the Korea Strait

  • Park, Mi-Ok;Moon, Chang-Ho;Yang, Han-Soeb;Park, Jeon-Sook
    • Journal of the korean society of oceanography
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    • 제34권2호
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    • pp.95-112
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    • 1999
  • To investigate a phytoplankton community structure and its biomass distribution in the Korea Strait, phytoplankton pigments were quantitatively measured by HPLC method, with hydro-graphic conditions in August and October, 1996. The measured chi. a concentrations were in the range of 7.1-1,280.7 ng/1. Horizontal distribution pattern of chi. a in summer (August) was very different from that of autumn (October). High concentration of chi. a occurred near the coast with relatively low salinity (< 33%). Vertically, the highest concentrations of pigments at most of the stations were found near the surface and above the thermocline. The maximum concentration of chi. a in October was four times higher than in August. It was notable to measure relatively high concentration of chi. b up to 190.8 ng/1 in the study area, since chi. bcontaining green algae and prochlophytes have been ignored because of their minute size and sensitivity to common preservatives. Major carotenoids detected were fucoxanthin, zeaxanthin, 19'-hexanoyloxyfucoxanthin, and prasinoxanthin. Diatoms were the dominant group with secondary important groups as pryrnnesiophytes and cyanobacteria for the biomass of phytoplankton for both cruises. The dominant species of diatoms in summer were Thalassiosira sp. and Chaetoceros peruvianus. As minor groups, prasinophytes, crysophytes, and cryptophytes were confirmed by their marker pigments and dinoflgellates by microscopical observation. Degradation products of chi. a was minor. Interestingly, at 200 m depth of St A4, the deepest station in the western channel of the Korea Strait, substantial amounts of chi. a including fucoxanthin, 19'-hexanoyloxyfucoxanthin, chi. b, and degradation products of chi. a was measured from both cruises. Higher concentration (2-3 times) of those pigments were detected from samples in summer than in autumn. Small decrease in concentration of phosphate at this depth of St. A4 was also observed. It suggested that this bottom cold water was transported from the subsurface water with biomass of active phytoplankton, which was sunk and flowed southward.

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Ka-밴드 구름레이더 자료품질 및 구름통계 기초연구 (Preliminary Analysis of Data Quality and Cloud Statistics from Ka-Band Cloud Radar)

  • 예보영;이규원;권수현;이호우;하종철;김연희
    • 대기
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    • 제25권1호
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    • pp.19-30
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    • 2015
  • The Ka-band cloud radar (KCR) has been operated by the National Institute of Meteorological Research (NIMR) of Korea Meteorological Administration (KMA) at Boseong National Center for Intensive Observation of severe weather since 2013. Evaluation of data quality is an essential process to further analyze cloud information. In this study, we estimate the measurement error and the sampling uncertainty to evaluate data quality. By using vertically pointing data, the statistical uncertainty is obtained by calculating the standard deviation of each radar parameter. The statistical uncertainties decrease as functions of sampling number. The statistical uncertainties of horizontal and vertical reflectivities are identical (0.28 dB). On the other hand, the statistical uncertainties of Doppler velocity (spectrum width) are 2.2 times (1.6 times) larger at the vertical channel. The reflectivity calibration of KCR is also performed using X-band vertically pointing radar (VertiX) and 2-dimensional video disdrometer (2DVD). Since the monitoring of calibration values is useful to evaluate radar condition, the variation of calibration is monitored for five rain events. The average of calibration bias is 10.77 dBZ and standard deviation is 3.69 dB. Finally, the statistical characteristics of cloud properties have been investigated during two months in autumn using calibrated reflectivity. The percentage of clouds is about 26% and 16% on September to October. However, further analyses are required to derive general characteristics of autumn cloud in Korea.

파라핀 슬러리를 사용한 다칩모듈의 냉각특성 (Cooling characteristics of the multichip module using paraffin slurry)

  • 조금남;최민구
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제22권6호
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    • pp.888-898
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    • 1998
  • The present study investigated the effects of the experimental parameters on the cooling characteristics of the multichip module cooled by the indirect liquid cooling method using water and paraffin slurry. The experimental parameters are mass fraction of 2.5 ~ 7.5% for paraffin slurry, heat flux of 10 ~ 40 W/cm$^{2}$ for the simulated VLSI chips and Reynolds numbers of 5,300 ~ 15,900. The apparatus consisted of test section, paraffin slurry maker, pump, constant temperature baths, flowmeter, etc. The test section made of in-line, four-row array of 12 heat sources for simulating 4 * 3 multichip module which was flush mounted on the top wall of a horizontal rectangular channel with the aspect ratio of 0.2. The inlet temperature was 20 deg. C for all experiments. The size of paraffin slurry was constant as 10 ~ 40 .mu.m befor and after the experiment. The chip surface temperatures for paraffin slurry with the mass fraction of 7.5% showed lower by 16 deg. C than those for water when the heat flux is 40 W/cm$^{2}$. The local heat transfer coefficients for the paraffin slurry with the mass fraction of 7.5% were larger by 17 ~ 25% than those for water at the first and the fourth row. The local heat transfer coefficients reached to a row-number-independent, thermally fully developed value approximately after the third row. The local Nusselt numbers at the fourth row for paraffin slurry with the mass fraction of 7.5% were larger by 23 ~ 29% than those for water.

W-대역 탐색기용 이중편파 모노펄스 카세그레인 안테나 설계 (Design of Dual-Polarized Monopulse Cassegrain Antenna for W-Band Millimeter-Wave Seeker)

  • 이국주;정채현;백종균;박창현;남상욱
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제27권3호
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    • pp.261-268
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    • 2016
  • 본 논문에서는 이중편파 수신이 가능한 W-대역 밀리미터파 탐색기용 모노펄스 카세그레인 안테나를 제안하고, 제작 및 측정을 통하여 안테나의 특성을 검증하였다. 이중편파 모노펄스 카세그레인 안테나는 주/부 반사경, 이중편파 수신이 가능한 급전혼 및 모노펄스 비교기로 구성된다. 제안된 급전혼은 모노펄스 신호를 생성하기 위해 $2{\times}2$ 배열의 정사각형 도파관 급전부를 가지며, 이중편파에 수신을 위해 90도 회전대칭 구조로 설계되었다. 측정을 통해 합 채널 및 차 채널에 대해서 수직 및 수평의 이중편파에서 유사한 방사패턴 성능을 확인했다. 중심 주파수에서 합 채널의 이득은 수직편파에서 35.1 dBi, 수평편파에서 35.6 dBi로 편파간 이득차는 0.5 dBi였으며, 부엽준위는 -21.6 dB 이하였다.