The rivulet is a narrow stream of liquid flowing down a solid surface. When the rivulet\`s flow rate exceeds a certain limit, it tends to meander exhibiting the instability of its interface. This analysis performs a perturbation analysis of this meandering rivulet assuming an inviscid flow possessing contact angle hysteresis at the contact line. The analysis reveals that the contact angle hysteresis as well as the velocity difference across the inter-face, strongly induces the instability of the liquid interface. Moreover, when the rivulet veto-city is low, it is predicted that the axisymmetric disturbance amplifies more rapidly than the anti-axisymmetric disturbance, which explains the emergence of the droplet flow at the low velocity regime.
본 연구에서 내성천 만곡부에서 유량의 변화에 의한 흐름 및 하도 변화를 2차원 수치모형인 Nays2DH를 이용하여 분석하였다. 만곡부를 통과 된 후에 하폭이 좁은 구간에서 만곡부 외측으로 수심이 깊게 형성되었다. 하폭이 넓은 구간에서는 점사주가 형성된 만곡부 내측에서는 수심이 얕게 형성되었다. 흐름이 집중되는 만곡부 외측에서는 수심이 깊게 형성되었다. 직선이 형성된 하류 구간에서 흐름은 하도 중앙에 집중되었다. 연속적으로 사행이 형성되면서 번갈아 가며 수심이 깊은 곳과 얕은 곳이 형성되었다. 이러한 특성은 사행하천에서 강한 2차류의 영향을 받아 형성된 것이다. 무차원소류력도 유속이 집중된 부분에 크게 나타났다. 그러나 하폭이 감소하고 급만곡부가 형성된 곳에서는 유속과 무차원소류력의 변화에 대한 하상고 변화가 일치되지 않았다.
In this study, the use of the spur of riverbank technique is being investigated. The spur of the riverbank typically reduces the velocity of flow and protects the embankments by increasing friction along the water and the banks. This also has an effect in the rise of water level upstream. It is also used for the rectification of riverside line and restoration of the waterway through sedimentation near the spur of the riverbank. In this study, physical-scaled experiments are conducted to investigate the process of creating a mild meandering channel using the spur of the riverbank with varying water flows and sedimentation functions. The hydraulics observations are taken with respect to the varying heights and length of the riverbank's spurs and the distance between each spur for the formation of the mild meandering channel. It is observed that for 1.06 times of the meander length, it requires 2 times of the interval with each spur of river width. Similarly, 1.25L times of the meander length, it requires 0.5 times of the interval with each spur of river width. The sand accumulation is induced by the spur of riverbank when the spur of riverbank's heights are more than 40% of water depth and the length of the spur of riverbank needs under than 20% of river width for avoid exaggerated sand accumulation in the center of channel.
General behaviors based on hydraulic characteristics of natural streams and channels have been recently analyzed and developed via various numerical models. However in the states of natural hydraulics, an experimental research must be performed simultaneously with the mathematical analysis due to effects of hydraulic properties such as meander, sediment, and so on. In this study based on 2-D advection-dispersion equation, flow and tracer experiments were performed in the S-curved meandering laboratory channel with a rectangular cross-section. The channel was equipped with instrument carriages which was equipped with an auto-traversing system to be used with velocity measuring sensors throughout the depth and breadth of the flow field. To measure concentration distribution of the salt solution was adjusted to that of the flume water by adding methanol and a red dye (KMnO4) was added to aid the visualization of the tracer cloud, the tracer was instantaneously injected into the flow as a full-depth vertical line source by the instantaneous injector and the initial concentration of the tracer was 100,000 mg/l. The secondary current as well as the primary flow pattern was analyzed to investigate the flow distribution in the meandering channels. The velocity distribution of the primary flow for all cases skewed toward the inner bank at the first bend, and was almost symmetric at the crossovers, and then shifted toward the inner bank again at the next alternating bend. Thus, one can clearly notice that the maximum velocity occurs taking the shortest course along the channel, irrespective of the flow conditions. The result of the tracer tests shows that pollutant clouds are spreading following the maximum velocity lines in each cases with various mixing patterns like superposition, separation, and stagnation of pollutant clouds. Flow characteristics in each cases performed in this study can be compared with tracer dispersion characteristics with using evaluation of longitudinal and transverse dispersion coefficients(LDC, TDC). As expected, LDC and TDC in meandering parts have been evaluated with increasing distribution and straight parts have effected to evaluate minimum of LDC and TDC due to symmetric flow patterns and attenuations of secondary flow.
You, Kok Yeow;AL-AREQI, Nadera;Chong, Jaw Chung;Lee, Kim Yee;Cheng, Ee Meng;Lee, Yeng Seng
Journal of Electrical Engineering and Technology
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제13권2호
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pp.858-867
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2018
Analytical modeling equations are proposed for the conventional and modified three-section branch-line couplers. The analytical equations are explicit and capable of determining the characteristic impedance of each branch line for the coupler at desired coupling level as well as the suitability of broadband S-parameters analysis. In addition, a bandwidth extension and miniaturization of three-section branch-line coupler using slow-wave and meandering line structures were designed. The modified coupler, which is able to operate within frequencies from 1.5 to 3.32 GHz has been fabricated, tested and compared. A bandwidth extension of 600 MHz and 53% reduced size of the modified coupler have been achieved compared to a conventional coupler. The modified coupler has roughly insertion loss and coupling of -4 dB and -3.2 dB, while the isolation and return loss, respectively less than -14 dB with fractional bandwidth of 77 %, as well as phase imbalances less than $2^{\circ}$ over the operating bandwidth. Overall, the derived analytical model, simulation and measurement results demonstrated a good agreement.
본 연구에서는 사행하는 자연하천에 유입된 오염물질의 2차원 확산 특성을 모의하기 위하여 2차원 수심적분 모형인 RMA2와 RMA4를 사용하였다. 먼저 2차원 동수역학적인 모형인 RMA2를 사용하여 흐름장을 모의한 후 이 결과를 2차원 수질모형인 RMA4에 입력하여 농도장을 모의하였다. 수치모형을 S자형 사행수로에서 측정한 흐름 및 추적자 농도자료를 이용하여 검증한 결과, RMA4 모형은 최대유속선이 만곡의 내측에 치우쳐 나타나는 현상을 잘 모의하고 있었으며, RMA4 모형은 오염운의 전반적인 확산 특성과 분리 현상을 적절하게 모의하고 있었다. 수치모형을 실제 하천에 적용하여 현장 실험 결과를 비교한 결과, RMA2 모형은 전체적인 흐름 특성 및 만곡의 외측 제방으로 치우치는 최대유속선의 경향 등을 잘 모의하였으며, RMA4모형은 오염운이 최대유속선을 따라 이동하는 경향 등을 적절하게 재현하는 것으로 밝혀졌다. 본 연구에서 분산계수는 실측 농도분포로부터 계산한 값을 미세 조정하여 사용하였으며, 이는 기존의 추정식에 의한 추정치와도 잘 부합하는 것으로 밝혀졌다.
본 연구에서는 국내 지형에 따른 하천 특성을 고려하여 하천제방구간 만곡부의 침투특성을 분석하였으며, 하천제방의 직선부 및 만곡부를 구분하여 보다 실제적인 침투해석이 실시 되도록 하였다. 제방만곡부 침투 특성 반영에 적합하도록 평면선형각도를 $90^{\circ}$, $130^{\circ}$로 변화시켰고, 평수위 및 홍수위 조건과 투수계수 등의 매개변수를 변화시켜가며 침투해석을 수행하였다. 침투해석은 보다 상세하고 정밀하게 만곡부 형상의 침투 해석 흐름을 나타낼 수 있는 3차원 수치해석 프로그램인 VisualFEA로 수행하였다. 평수위 및 홍수위시의 침투 해석결과 직선부에서는 투수계수와 관계없이 동일 수위형태로 나타났으며 만곡부로 근접할수록 침윤선이 중첩되면서 수두가 증가하였다. 만곡부의 평면 선형 $90^{\circ}$, $130^{\circ}$ 의 경우 평면선형각이 $90^{\circ}$에서 수두증가 현상이 더 크게 나타났으며, 직선부에서는 모두 비슷한 양상을 보였다.
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제18권2호
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pp.62-65
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2017
In this paper, three DC Block designs are presented which efficiently meet the need of modern-day compactsize wireless communication systems. As one of the important parts of a complete system design, the proposed microstrip-based DC block with coupled transmission lines efficiently attenuates unwanted frequencies that cause damage to the system. The compact-sized DC block structures are created by incorporating an extended coupled-line section with a radial stub, an enveloped coupled-line section, and using alternate up-down meandering techniques. The structures are analyzed for the L-Band using a high-resistive silicon substrate. At a resonating frequency of 1.575 GHz, the designed DC Block structures have a return loss better than -10 dB, an insertion loss of around -1 dB, and also possess wide pass-band characteristics.
본 연구에서는 사행수로에서 주 흐름과 이차류의 특성을 정량적으로 분석하고자 중심각이 $150^{\circ}$이고 사행도 1.52인 S자형 사행수로에서 실험을 수행하였다. 평균수심과 유량을 달리하여 다양한 실험 조건 하에서 수행한 실험을 통해 다중 만곡부를 갖는 사행수로에서 이차류의 공간적 변화양상을 관찰하였다. 실험결과, 주 흐름은 실험조건에 관계없이 직선구간에서 좌우 대칭적인 유속분포를 보였고, 만곡부에서는 내안쪽에 최대유속이 발생하고 외안쪽에 최소유속이 발생하는 현상을 발견 할 수 있었다. 이렇게 주 흐름이 최단노선을 따라 발생하는 현상은 기존 연구자들의 결과와 일치하는 것이다. 이차류의 거동은 첫번째 만곡부보다 두 번째 만곡부에서 더욱 활발하게 발달하고 외안 회전류가 뚜렷히 나타남을 발견하였다. 이차류의 강도는 직선구간에서는 낮게 나타나고 만곡부에서는 증가하는 주기적인 현상을 보였으며, 만곡부의 이차류 강도가 직선구간보다 2~3배 크게 나타났다. 또한, 두 번째 만곡부에서 이차류 강도의 최대값이 발생했다. 주 흐름방향의 난류 강도와 Reynolds 전단응력을 분석한 결과, 주 흐름 난류 강도는 주 흐름의 유속편차가 클수록 증가하는 것으로 나타났고 Reynolds 전단응력은 주 흐름방향 유속의 편차가 크게 벌어지는 동시에 이차류가 활발히 생성되는 지점에서 크게 나타나는 경향을 보였다.
본 연구에서는 제철소의 원료운송라인의 가장 핵심인 콘베이어 벨트의 사행을 신뢰성 있게 감지할 수 있는 콘베이어 벨트 사행 감시장치를 개발하는 것이다. 원료생산 라인은 먼지 및 습도 진동 등, 외부에 완전히 노출되어 있어 계측 환경이 대단히 열악하므로 기존의 감지방식은 신뢰성을 갖기가 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 가격이 저렴하고 열악한 환경에서도 잘 동작할 수 있는 적외선 센서어레이와 원칩 마이크로프로세서를 이용한 적외선 사행감지 시스템을 개발하였으며, 실험을 통해 동작의 신뢰성을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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