• 한국수자원학회논문집
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• 제32권1호
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• pp.61-70
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• 1999

자연하천에 유입된 오염물질의 확산거동을 해석하기 위하여 통계학적인 개념을 이용하여 오염물질 입자의 운동을 묘사하는 2차원 Random-Walk 모형을 개발하였다. 개발된 모형을 검정한 결과, 고정격자의 개수를 증가시키거나 각각의 고정격자 내에 포함된 입자개수의 평균값을 증가시키면 해의 정밀도가 증가하는 것으로 나타났다. 본 모형의 현장 적용성을 검토하기 위하여 캐나다에 위치한 Grand River에서 수행된 정상상태의 색소실험 결과와 본 모형에 의한 계산결과를 비교하였다. 그 결과 본 모형은 단면과 곡률이 불규칙하게 변하는 자연하천에서의 횡확산을 정확하게 모의하는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.495-506
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• 2013

본 연구에서는 전단류 분산이 이송과 난류에 의한 확산의 결합에 의해 발생한다는 Taylor (1954)의 가정을 바탕으로 개념적 모형을 구성하고, 이를 3차원 개수로에 적용하여 오염물질의 혼합과정을 재현할 수 있는 시간분리 혼합모형(Time-split Mixing Model; TMM)을 개발하였다. 개발된 모형은 연산자 분리 기법(operator split method)과 유사하게 혼합과정을 종방향 혼합과 횡방향 혼합으로 분리하고, 유속 연직편차에 의한 농도분리과정과 난류확산에 의한 연직방향 혼합과정을 순차적으로 반복 계산함으로써 2차원 이송-분산을 재현한다. 수치모의 결과, 제안된 모형은 수로벽면에 의한 농도중첩 효과를 잘 반영하고 있으며, Taylor 구간 내에서 2차원 이송-분산 모형의 해석해와 거의 일치하고 있음을 확인하였다(Chatwin, 1970). 본 모형은 하상경사, 하폭 대 수심 비, 혼합시간 등의 변화에 따라 분산 정도를 달리 재현하고 있으며, 산정된 종분산계수는 Elder(1959)가 제안한 상수값과는 달리 혼합시간에 따라 변화하는 양상을 나타냈다. 횡분산계수의 경우, Sayre와 Chang(1968), Fischer 등(1979)이 실험을 통해 제시한 값과 유사한 범위를 나타냈다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제15권1호
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• pp.88-97
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• 2001

The present study numerically investigates the fuel-air mixing characteristics, flame structure, and pollutant emission inside a double-swirler combustor. A PSR(Perfectly Stirred Reactor) based microstructural model is employed to account for the effects of finite rate chemistry on the flame structure and NO formation. The turbulent combustion model is extended to nonadiabatic flame condition with radiation by introducing an enthalpy variable, and the radiative heat loss is calculated by a local, geometry-independent model. The effects of turbulent fluctuation are taken into account by the joint assumed PDFs. Numerical model is based on the non-orthogonal body-fitted coordinate system and the pressure/velocity coupling is handled by PISO algorithm in context with the finite volume formulation. The present PSR-based turbulent combustion model has been applied to analyze the highly intense turbulent nonpremixed flame field in the double swirler combustor. The detailed discussions were made for the flow structure, combustion effects on flow structure, flame structure, and emission characteristics in the highly intense turbulent swirling flame of the double swirler burner.

• 한국대기환경학회지
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• 제16권3호
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• pp.225-236
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• 2000

Diurnal variations of wind field and pollutant dispersion over the Yosu area under the insolation conditions of summer and winter were investigated by using the Regional Atmospheric Modeling System (RAMS). Initially, horizontally homogeneous wind field were assumed on the basis of sounding data at the Kwangju upper-air station for days whose morning wind speeds were below 2m/s. In these days, the sea breeze prevailed in summer while the land breeze lasted for a few hours in the morning; the effect of synoptic winds was strong in winter with some inclusion of wind variations owing to the interaction between sea and land. The predicted wind direction at the location of the Yosu weather station captured an important change of the sea-land breeze of the observed one. The predicted wind speed and the air temperature agreed with observed ones in a reasonable range. In the morning, both in summer and winter, winds around the source location were diverged and became weak between the mountainous area to the southeast and the Kwangyang Bay to the north. Winds, however, accelerated while blowing to the east and south and blowing on the mountainous area. Complicated wind fields resulted in high pollutant concentrations at almost all receptors considered. These high concentrations in the morning were even comparable to the ISCST3 calculations with the worst-case and typical meteorological conditions designated by USEPA(1996). On the other hand, in the afternoon, the wind field was rather uniform even in the mountainous area with development of mixing layer and the concentration distributions being close to the Gaussian distributions.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2012년도 제44회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.201-202
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• 2012

The isothermal flow structure and mixing characteristics of a hybrid/dual swirl jet combustor for micro-gas turbine were numerically investigated. Location of pilot nozzle, angle and direction of swirl vane were varied as main parameters with constant fuel flow rates for each nozzle. As a result, the variation in location of pilot nozzle resulted in significant change in turbulent flow field near burner exit, in particular, center toroidal recirculation zone (CTRZ) as well as turbulent intensity, and thus flame stability and emission characteristics might be significantly changed. The swirl angle of $45^{\circ}$ provided similar recirculating flow patterns in a wide range of equivalence ratio (0.5~1.0). Compared to the co-swirl flow, the counter-swirl flow leaded to the reduction in CTRZ and fuel-air mixing near the burner exit and a weak interaction between the pilot partially premixed flame and the lean premixed flame. With the comparison of experimental results, it was confirmed that the case of co-swirl flow and swirl $angle=45^{\circ}$ would provided an optimized combustor performance in terms of flame stability and pollutant emissions.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제9권6호
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• pp.30-39
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• 2001

The direct injection into the cylinders has been regarded as a way of the reduction in fuel consumption and pollutant emissions. The spray produced by the high pressure injector is of paramount importance in DISI(Direct Injection Spark Ignition) engines in that the primary atomization process must meet the requirement of quick and complete evaporation, mixing with air and combustion especially to prohibit the excessive HC emissions. The interaction between air flow and fuel spray was investigated in a steady flow system embodied in a wind tunnel to simulate the variety of flow inside the cylinder of the DISI engine. The direct Mie scattered and shadowgraph images presented the macroscopic view of the liquid sprays and vapor fields. The velocity and particle size of fuel droplets were investigated by phase doppler anenometer(PDA) system. The processes of atomization and evaporation with a DISI injector were observed and consequently utilized to construct the data-base for the spray and fuel-air mixing mechanism as a function of the flow characteristics.

• 한국연소학회지
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• 제6권1호
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• pp.1-6
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• 2001

To evaluate the effect of lobed structure on pollutant emission, an experimental study examines NOx and CO emissions associated with four burner geometries, such as a conventional circular burner and three lobed ones. Rapid mixing allowed by the lobed burner to produce lean premixed flames, with narrower flame stability diagram than for the conventional circular one. Conventional circular burner of wide and uniform burner rim has an advantage of flame stabilization. Correlation on fuel discharge velocity for flame blowout should be included a variable related to the wall effect of the burner. NOx emission reduces by about 5% at the burner with lobed structure in fuel discharge side compared to conventional circular one. This is due to lower flame temperatures through flame elongation and increased radiative heat losses, caused by partially luminous flame in flame front. Meanwhile, at the burner with lobed structure in air discharge side and both fuel and air discharge sides, NOx emission somewhat increases with reduced radiative heat losses in spite of flame elongation. Therefore, the rapid mixing by lobed structure does not always have an advantage on NOx reduction.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.61-70
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• 2013

모래에 혼합된 점토의 혼합비에 의한 투수계수와 압밀계수의 영향분석을 위해 주문진 표준사와 오타와 모래에 카올린 점토를 다양한 혼합비로 섞은 시료를 제작하여 연성벽체투수시험을 실시하였다. 시험결과 시험이 실시된 10%에서 29%의 카올린 점토 혼합범위에서는 세미 로그 그래프 상에서 점토의 혼합비와 투수계수 및 압밀계수가 "반비례하는 선형적 상관관계를 나타내었다. 또한 투수계수와 압밀계수는 흙의 구조에 의해서 결정되는 것으로 나타났다. 점토비가 낮아 안정구조로 볼 수 있는 혼합토에서는 점토질 토사에서 투수계수 및 압밀계수와 높은 연관성을 가지고 있는 것으로 알려진 간극비와는 상호관계를 나타내지 않은 반면, 부유구조에서는 간극비의 증가에 따라서 투수계수가 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2008년도 정기총회 및 학술발표대회
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• pp.791-794
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• 2008

하천에 위치하는 취수장의 수질관리에 있어서 오염물질의 이송-확산은 주요 관심사다. 오염물 이송에 관한 연구를 위해서는 하천의 사행에 따른 영향과 지류의 유입에 따른 혼합에 대해서 분석이 수행되어져야 한다. 본 연구의 목적은 낙동강 하류에 위치한 물금취수장 부근에서의 오염물의 혼합거동을 모의하고자 하였다. 물금취수장은 부산광역시의 음용수로써 이용되고 있으며, 물금취수장 인근에서의 흐름은 인근의 지천의 유입과 본류 유량, 그리고 하류단에 위치한 하구둑 수문개폐 여부의 영향을 받는다. 수문은 10개의 수문으로 구성되며, 평상시에는 조위에 따라서 보조수문을 개방하고 유량이 증가할 때 주수문을 함께 개방한다. 취수장 맞은편인 본류의 우안에는 지류인 대포천이 위치하는데 지류에서 발생한 오염물질은 취수장 인근에 흐름형태에 따라 취수구로 유입되기도 한다. 본 연구에서는 2차원 수치해석 결과를 바탕으로 오염사고에 대비한 적절한 취수장 운영방안을 제시하고자 하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권2B호
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• pp.171-178
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• 2006

사행하는 하천에서 오염물질의 2차원 이송-분산 거동을 보다 정확하게 해석하기 위하여 유속장 특성을 반영하여 계산된 분산텐서를 포함하여 지배방정식을 구성하고 이에 대한 유한요소모형을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 수치모형을 검증하기 위하여 직교 좌표계에서 45o 기울어진 직선 수로에서 연속 점오염원 문제를 모의한 결과, 분산텐서를 포함한 수치모형은 정확한 해를 제공함이 밝혀졌다. 사행수로에서 실제 오염물의 거동 모의에 있어서 본 모형의 적용성을 검증하기 위하여 수치모의 결과를 실험실 사행수로에서 수행된 추적자 실험결과와 비교하였다. 모의 결과 유속장이 반영된 분산텐서를 포함한 모형이 사행 수로에서와 같이 주 흐름방향이 주기적으로 변화하는 흐름장에서 오염운의 거동을 보다 정확하게 묘사함을 보였다.