• 지질공학
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• 제13권1호
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• pp.51-65
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• 2003

불포화대에서 저밀도 비수용성유체의 이동과 분포를 모의하기 위하여 STOMP(Subsurface Transport over Multiple Phase) 시뮬레이터를 이용하였다. 균질한 매질에서의 저밀도 비수용성유체의 이동은 조립질 매질에서 빠르고, 세립질 매질에서는 불포화대에 더 많이 잔류한다. 조립질 매질 내에 세립질층이 존재할 경우, 이 층이 지하수면으로부터 멀수록 저밀도 비수용성유체가 불포화대에 더 많이 잔류된다. 조립질 매질에 세립질 또는 더 조립질인 매질이 렌즈 상으로 존재하는 경우에는 저밀도 비수용성유체가 이들 렌즈를 통과하지 못한다. 불균질한 렌즈가 존재할 때의 저밀도 비수용성유체의 분포를 초기조건으로, 지하수면의 변동에 따른 저밀도 비수용성유체의 이동을 모의하였다. 지하수위의 변동에 따라 불포화대에 잔류되어 있던 저밀도 비수용성유체의 수직방향 이동이 증가되었다. 특히, 지하수면의 하강 시 저밀도 비수용성유체가 조립질 렌즈를 통해 이동하나, 세립질 렌즈를 통해서는 이동하지 못한다. 일련의 수치실험의 결과로부터 유류 등의 저밀도 비수용성유체의 오염분포는 매질의 불균질성 그리고 지하수위 변동과 같은 수리지질학특성에 의해 크게 영향을 받을 수 있음을 알 수 있다.

• 에너지공학
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• 제22권1호
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• pp.28-37
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• 2013

교반 탱크(stirred tank)는 회전하는 임펠러(impeller)를 이용하여 단상 또는 다상의 유체를 지속적으로 유동시키는 장치로 여러 산업분야에 활용되고 있다. 우수한 성능의 교반기를 설계하기 위해서는 교반 성능에 영향을 미치는 다양한 내부유동특성의 정량적 데이터의 확보가 반드시 필요하지만, 복잡한 구조의 내부유동에 관한 정량적 해석은 현재까지 어려운 문제로 인식되고 있다. 본 연구에서는 전산유체 해석을 통해 교반 탱크에 적합한 기법을 제안하기 위해 Flunet 6.3의 두 가지 모델을 사용하였다. mixture model을 이용하여 교반 탱크 혼합을 해석하였으며, standard, k-${\varepsilon}$ model을 이용하여 교반 탱크 내의 유동을 해석하였다. 해석 기법으로는 다중 좌표계(Multiple Reference Frame)와 이동 격자(Sliding Mesh) 기법을 이용하였다. 전산유체해석 결과를 가시화 실험 결과와 비교하여 교반 탱크의 내부 유동 및 혼합 특성을 파악하고, 교반 탱크 내부 유동 해석 시 적절한 해석기법 선정의 기초자료를 제시하였다.

• 자원환경지질
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• 제44권2호
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• pp.161-170
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• 2011

석유공학분야에서 보고된 분율 흐름 접근 방식을 이용하여 물리적 또는 화학적으로 불균질한 매질에서 완전한 삼상유체를 고려할 수 있는 다상 흐름 수치 모의 프로그램인 CHMPS가 개발되었다. 이 프로그램은 석희준과 G.T. Yeh (2008)에 의해 개발된 MPS을 확장하였는데, 친수성이 NAPL 거동에 미치는 영향을 모의하기 위하여 개발되었다. 대부분 존재하는 모델들은 물리적으로 불균질한 매질을 고려하고 이상흐름과 특정한 경계조건에 국한되어 있다. 게다가 대부분의 모델들은 주로 water-wet 매질에만 국한되어 있다. 그러나 실제 존재하는 시스템에서는 water-wet과 oil-wet 매질 사이의 친수성의 변화는 종종 일어난다 더군다나 기름에 의한 다공성 매질의 젖음은 균등하기 보다는 불균질 또는 부분적일 수 있다. 왜냐하면 친수성에 영향을 미치는 요소들과 지하 매질이 불균질하기 때문이다. 따라서, 이번 연구에서는 물리적으로 불균질한 매질 뿐만 아니라 친수성 변에서 화학적으로 불균질한 매질을 CHEMPS을 활용하여 수치모의 하였다. 그 외에도 개개의 상에 대해서 유량 경계조건 및 고정경계조건의 두 가지 형식의 결합으로 표현되는 일반경계조건이 고려되었다.

• 설비공학논문집
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• 제16권11호
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• pp.999-1005
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• 2004

Thermal convection between two horizontal walls kept at small amplitude nonuniform temperatures of the form, $T_L=T_1+a{\Delta}T$ sin kx and $T_U=T_2+b{\Delta}T\;sin(kx-{\beta})$ with a, $b{\ll}1$, is numerically investigated. When the Rayleigh number is small, an upright cell is formed between two walls at ${\beta}=0$; the cell is tilted at ${\beta}={\pi}/2$, and a flow with two-tier-structure cells occurs at ${\beta}={\pi}$. As the Rayleigh number is increased, Nusselt number increases smoothly for ${\beta}=0\;and\;{\pi}/2$, but increases rather steeply for ${\beta}={\pi}$ near the critical Rayleigh number ($Ra_c=1708$). When the wave number is small (k=0.5), multicellular convection occurs over one wave length, for all phase differences, and multiple solutions are found.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권5호
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• pp.313-319
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• 2016

액체가 부분적으로 채워져 있는 용기에서 발생하는 슬로싱 현상을 이해하고 이를 효과적으로 제어하는 것은 매우 중요하다. 선행 연구들이 대부분 사인파형(sinusoidal) 가진에 의한 슬로싱 및 공진 현상에 관심을 가진 반면, 본 연구에서는 산업 현장에서 액체 용기를 빠르게 이송시킬 때 발생하는 슬로싱을 이해하고 억제하고자 하였다. 즉, 사각 용기를 수평방향으로 빠르게 이송시킬 때 발생하는 2상 유동을 수치해석으로 구한 후, 용기의 속도 프로파일(특히 가속 및 감속 시간)이 슬로싱에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과 용기의 가감속 시간이 1차 모드 고유주기의 정수배가 될 때 슬로싱이 상당히 억제되는 것을 관찰하였고, 이는 슬로싱 억제 방안으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제13권4호
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• pp.31-36
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• 2010

Free energy based lattice Boltzmann method (LBM) has been used to simulate the rising bubble flows with large density ratio. LBM with compact discretization is able to reduce the spurious current of the static bubble test and be satisfied with the Laplace law. The terminal rise velocity and shape of the bubbles are dependent on Eotvos number, Morton number and Reynolds number. For single bubble flows, simulations are executed for various Eotvos number, Morton number and Reynolds number, and the results are agreed well with the experiments. For multiple bubbles, the bubble flow characteristics are related by the vortex pattern of the leading bubble. The coalescence of the bubbles are simulated successfully and the subsequent results are presented. The present method is validated for static, dynamic bubble test cases and compared to the numerical, experimental results.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권6호
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• pp.750-757
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• 2016

본 연구에서는 파 주기와 기울기에 따른 단일 실린더와 다중 실린더의 wave run-up을 추정하였다. 3차원 비압축성 점성 난류 유동이며 서로 다른 상을 가지는 이상유체에 대한 수치해석을 수행하기 위하여, 본 연구에서는 전산 유체 역학 상용코드인 "STAR-CCM+"을 기반으로 하여 VOF기법과 realizable $k-{\varepsilon}$ 난류 모델을 사용하였다. 모델스케일에 대한 파 주기는 단일 실린더의 경우 1.269초와 1.692초이고, 다중 실린더의 경우 1.716초이다. 각 케이스 별로 1/30, 1/16의 파 기울기를 가진다. 최종적으로 파 기울기와 주기에 대한 wave run-up 추정 결과는 관련 실험 결과와 비교하였다. 수치해석 결과는 실험과 비교하여 정성적으로 유사함을 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제48권7호
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• pp.535-543
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• 2015

기포가 포함된 다상흐름의 측정은 중요함에도 불구하고 많은 제약이 있었다. 특히, 공극률이 높은 다상 흐름은 밀도차의 급격한 변화와 두꺼운 공기-물 경계면으로 인해 측정이 매우 어렵다. 본 연구에서는 공극률에 상관없이 기포흐름을 측정할 수 있는 기포영상유속측정법과 다발 광섬유유동측정계를 소개하고자 한다. 기포영상측정기법의 경우, 화상측정시 발생하는 원근에 의한 오차를 최소화하고 추정할 수 있는 피사계 심도에 대한 계산방법을 제시하여 정도 분석을 위한 방안을 제시하였다. 다발 광섬유유동측정계는 얇은 광섬유의 특성을 이용해 다발로 제작하여 측정률을 증가시키고자 하였다. 제시된 두 기법을 기포플룸에 적용하여 신뢰도를 검토하였으며 잘 일치하는 것을 확인하였다. 소개된 기법으로 대표적인 하천 다상흐름인 도수흐름을 측정하여 그 적용성을 검토하였다.

• 한국분무공학회지
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• 제19권3호
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• pp.130-135
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• 2014

This study was performed to reveal the relationships between various gas supply conditions including inlet numbers and positions for Photobioreactor. To do that, this study was installed the experimental apparatus. All experiments were performed for the cases with 1, 2, 3, and 4 inlets and for gas flow rate of 4~8 lpm. Through the experiments, this study showed that the case with 3 or 4 inlets could reduce about 50% of the pressure loss head for all gas path than that of one inlet base case. So, these results can be used as basic data to design the gross or multiple photobioreactor.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.115-115
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• 2020

Water network partitioning (WNP) is an initiative technique to divide the original water distribution network (WDN) into several sub-networks with only sparse connections between them called, District Metered Areas (DMAs). Operating and managing (O&M) WDN through DMAs is bringing many advantages, such as quantification and detection of water leakage, uniform pressure management, isolation from chemical contamination. The research of WNP recently has been highlighted by applying different methods for dividing a network into a specified number of DMAs. However, it is an open question on how to determine the optimal number of DMAs for a given network. In this study, we present a method to divide an original WDN into DMAs (called Clustering) based on community structure algorithm for auto-creation of suitable DMAs. To that aim, many hydraulic properties are taken into consideration to form the appropriate DMAs, in which each DMA is controlled as uniform as possible in terms of pressure, elevation, and water demand. In a second phase, called Sectorization, the flow meters and control valves are optimally placed to divide the DMAs, while minimizing the pressure reduction. To comprehensively evaluate the WNP performance and determine optimal number of DMAs for given WDN, we apply the framework of multiple-criteria decision analysis. The proposed method is demonstrated using a real-life benchmark network and obtained permissible results. The approach is a decision-support scheme for water utilities to make optimal decisions when designing the DMAs of their WDNs.