• 제목/요약/키워드: Pressure force

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TELEMAC-2D모형을 이용한 분류각 변화에 따른 개수로 흐름특성변화 수치모의 연구 (Numerical study on flow characteristics at dividing open-channel with changing bifurcation angle using TELEMAC-2D)

  • 정대진;장창래;정관수
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제53권8호
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    • pp.617-626
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    • 2020
  • 본 연구에서는 TELEMAC-2D를 이용하여 개수로 분류부에서 분류각과 분류유량비 변화에 따른 유속분포, 흐름분리구역의 크기, 분류각과 유량비 변화의 상관관계를 파악하였다. 상·하류단 경계조건의 변화 없이 분류각만 90°에서 45°로 감소하면 주흐름에서 분리되어 분류수로로 유입되는 흐름의 곡률반경이 증가하고 급격한 흐름방향의 전환에 의한 에너지손실은 감소하며, 주수로와 분류수로 하류방향으로 흐르는 흐름의 관성력과 하류단 경계조건에 의한 압력경사의 영향으로 분류수로에 유입되는 분류유량비가 0.523에서 0.785로 약 1.5배 증가하였다. 분류부 상류 유입흐름의 프루우드 수가 F1 = 0.45~0.74인 흐름에서 분류각을 90°에서 45°로 15° 간격으로 감소할 때마다 분류유량비는 각각 6~10%, 17~30%, 32~54%로 비선형적으로 증가하며, F1가 최대 0.74인 흐름에서 분류유량비 증가율이 31.1%로 최소값을 나타내고 F1 = 0.58 일 때 분류유량비가 0.7 이하이면서 최대 분류유량비 증가율 53.5%을 나타내며, F1이 0.58보다 감소할수록 분류유량비가 0.7을 초과하면서 그 증가율도 함께 감소하게 된다. F1 > 0.4인 흐름은 F1 < 0.4의 흐름보다 무차원 흐름분리구역의 폭(SW/B) 변화율은 약 2.56배 높으며 무차원 흐름분리구역 길이(SL/B) 변화율은 약 5.5배 높게 나타난다.

탄소계 세라믹 한외 및 정밀 여과막으로 제지폐수 처리시 주기적 질소 역세척의 효과 (Effect of Periodic $N_2$-back-flushing in Paper wastewater Treatment using Carbon Ceramic Ultrafiltration and Microfiltration Membranes)

  • 황현정;박진용
    • 멤브레인
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    • 제12권1호
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    • pp.8-20
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    • 2002
  • 본 연구에서는 분리막의 일반적 역세척 방법이 아닌 질소 역세척을 하면서, 4종의 탄소계 관형 세라믹 한오여곽막으로 제지공장의 방류수를 처리하였을 때 역세척 주기 및 막간압력차 (TMP), 유량의 영향과 최적운 전조건을 규명하였다. 역세척시간 (BT)을 40초로 고정하였고, 정상운전시간 (FT)은 4~32분, TMP는 $1.0~3.0kg_f/cm^2$ 유속은 0.53~1.09cm/s로 변화시켰다. 또한 최적조건은 무차원 투과선속 ($J/J_0$) 및 총과여부부피 ($V_T$) 막오염에 의한 저항 ($R_f$)의 측면에서 고찰하였다. 그 결과 최적 역세척주기는 BT/FT=0.083 (FT=8분)으로 가장 빈번한 역세척 BT/FT=0.167 (FT=4분) 보다 오히려 많은 총여과부피를 얻을수 있었다. 한편, TMP가 증가할수록 구동력의 증가로 보다 많은 $V_T$를 얻을 수 있었고, 유량이 증가할수록 발생한 난류의 영향으로 막오염은 감소되고 투과유속은 증가하여 많은 $V_T$를 얻을수 있었다. 오염물질 제거율은 탁도 95% 이상, 호학적 산소요구량 ($COD_{Cr}$)45~83%로 높았으나 총용존고형물 (TDS)의 경우 10% 이하로 낮았다.

Biomechanical Comparison of Inter-fragmentary Compression Pressures : Lag Screw versus Herbert Screw for Anterior Odontoid Screw Fixation

  • Park, Jin-Woo;Kim, Kyoung-Tae;Sung, Joo-Kyung;Park, Seong-Hyun;Seong, Ki-Woong;Cho, Dae-Chul
    • Journal of Korean Neurosurgical Society
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    • 제60권5호
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    • pp.498-503
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    • 2017
  • Objective : The purpose of the present study was to compare inter-fragmentary compression pressures after fixation of a simulated type II odontoid fracture with the headless compression Herbert screw and a half threaded cannulated lag screw. Methods : We compared inter-fragmentary compression pressures between 40- and 45-mm long 4.5-mm Herbert screws (n=8 and n=9, respectively) and 40- and 45-mm long 4.0-mm cannulated lag screws (n=7 and n=10, respectively) after insertion into rigid polyurethane foam test blocks (Sawbones, Vashon, WA, USA). A washer load cell was placed between the two segments of test blocks to measure the compression force. Because the total length of each foam block was 42 mm, the 40-mm screws were embedded in the cancellous foam, while the 45-mm screws penetrated the denser cortical foam at the bottom. This enabled us to compare inter-fragmentary compression pressures as they are affected by the penetration of the apical dens tip by the screws. Results : The mean compression pressures of the 40- and 45-mm long cannulated lag screws were $50.48{\pm}1.20N$ and $53.88{\pm}1.02N$, respectively, which was not statistically significant (p=0.0551). The mean compression pressures of the 40-mm long Herbert screw was $52.82{\pm}2.17N$, and was not statistically significant compared with the 40-mm long cannulated lag screw (p=0.3679). However, 45-mm Herbert screw had significantly higher mean compression pressure ($60.68{\pm}2.03N$) than both the 45-mm cannulated lag screw and the 40-mm Herbert screw (p=0.0049 and p=0.0246, respectively). Conclusion : Our results showed that inter-fragmentary compression pressures of the Herbert screw were significantly increased when the screw tip penetrated the opposite dens cortical foam. This can support the generally recommended surgical technique that, in order to facilitate maximal reduction of the fracture gap using anterior odontoid screws, it is essential to penetrate the apical dens tip with the screw.

A study on the Frequency Analysis Function of the Auricle Using A Notch Filter

  • Park, Dong-Cheol
    • International journal of advanced smart convergence
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    • 제10권4호
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    • pp.241-255
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    • 2021
  • The human auricle is the first part to receive sound from the outside. In this part, the frequency range of human recognizable form is divided and organized. In this study, we propose modeling by applying a single sound source to the surface of the human auricle. This means that when the sound pressure of a low frequency (low frequency) sound enters the pinna, the impedance felt at the tip of a part of the non-linear surface of the pinna is mainly due to the tensile force at the end of the part of the non-linear surface of the pinna. By expressing the situation of moving at a very small speed, the characteristic impedance of the pinna was confirmed to be negative infinity, and it was also confirmed that the speed at the tip of a part of the non-linear surface of the pinna was 0 in the anti-resonance state. It was found that the wave propagation phenomenon that determines the characteristics of the filter is determined by how large the wavelength, kL, is compared to the length of the tip of a part of the non-straight surface of the pinna. Humans first receive sounds from outside through their ears. The auricle is non-linear and has a curved shape, and it is known that it analyzes frequencies while receiving external sounds. The human ear has an audible frequency range of 20Hz - 20,000Hz. Through the study, we applied the characteristics of the notch filter to hypothesize that the human audible frequency range is separated from the auricle, and applied filter theory to analyze it, and as a result, meaningful results were obtained. The curved part and the inner part of the auricle function as a trumpet, collecting sounds, and at the same time amplifying the weak sound of a specific band. The point was found and the shape of the envelope detected in the auricle was found. Selectivity for selecting sounds coming from the outside is the formula of the pinna that implements the function of Q. The function of distinguishing human-recognizable sound from the pinna from low to high through frequency analysis is performed in the pinna, and the 2-3kHz area, where human hearing threshold is the most sensitive, is also the acoustic impedance of the most recessed area of the pinna. It can be seen that starting from.

전산유체역학을 이용한 단일 송풍기가 적용된 공냉식 연소설비의 효율개선 (Enhancement of combustion efficiency of a air-cooled combustor system with single F.D. Fan Using CFD)

  • 김민철;손병현;이재정;박흥석
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제22권6호
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    • pp.460-468
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    • 2021
  • 본 연구는 multi fan 방식의 "공랭식 연소설비"의 공정관리상의 문제점을 single F.D. fan 으로 대체하여 개선시키기 위해 CFD 진행하였고, 연소로 내 유동조건 변화를 분석하여 문제점을 확인하였다. 이를 개선하기 위해 연소공기 주입구조를 변경하였고, 구조 변화에 따른 연소효율 개선을 수치해석으로 평가하였다. 또한 실제 연소설비에 수치해석결과를 반영하여 구조개선을 한 후 개선 전·후의 연소효율을 실험적으로 측정하였다. 먼저 기존 Single F.D fan 이 적용된 연소설비에 대한 수치해석을 통해, 2개의 유로로 공급되는 연소공기가 각 유로의 마찰력 차이와 압력의 변화로 인해 연소로 내에서 공급비율이 불규칙하게 되어 선회방식의 연소조건을 위한 축 형태의 난류형성이 어려움을 확인하였다. 이를 개선하기 위해서 연소로에 주입하는 공기 공급 방식을 두 가지로 나누어 수치해석을 하였다. 첫 번째 방식은 연소공기를 외벽에서 180 ~ 360° 회전 후 예열된 연소공기가 주입되는 구조에 대하여 검토하였고, 두 번째는 연소로 내에는 선회할 수 있는 베인(vane) 구조를 적용하여 연소로 밖에서 1차 열교환 후 연소로 내부에 접선방향으로 연소공기가 주입되는 구조에 대하여 검토하였다. 그 결과, single F.D. fan을 가진 공랭식 연소로에 선회방식으로 공기를 주입할 경우, 연소로 외벽의 냉각과 연소로 내부의 완전혼합 유지를 위해 이중 냉각벽을 가지는 덕트 구조를 적용하는 것이 연소조건을 최적화하는데 바람직한 것으로 나타났으며, 실제 운영중인 설비에 적용하여 개선 전·후의 연소효율을 비교한 결과 연소효율이 개선되는 것을 확인할 수 있었다.

수치해석을 통한 흙막이벽체 버팀보의 최적 선행하중 산정에 관한 연구 (A Study on the Optimal Pre-loading Calculation of Strut of Retaining Wall through Numerical Interpretation)

  • 문인종;장승주;이강일
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제20권2호
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    • pp.45-56
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    • 2021
  • 지하공간의 활용이 활성화됨에 따라 지중구조물의 설치를 위해 깊은 굴착이 이루어지고 있으며, 굴착지반의 변형을 최소화하기 위해 흙막이벽체가 많이 활용되고 있다. 특히 도심지에서의 깊은 굴착이 진행함에 따라 벽체에 인접한 구조물의 피해가 발생하지 않도록 벽체 변형을 최소화하기 위한 방법들이 강구되어 왔으며, 이들 방법 중 하나가 버팀 선행하중 공법이다. 이 공법은 벽체의 버팀에 주동적으로 하중을 가해 벽체 변형을 억제하는 방법으로, 최근까지 이 공법에 관한 연구가 진행되어 왔다. 그러나 관련된 연구가 활발히 진행되었음에도 불구하고, 현재까지 선행하중에 대한 명확한 관리기준이 마련되어 있지 않다. 또한 굴착 깊이가 깊거나 배면지반의 상태에 따라 버팀의 작용력이 증가할 수 있으므로, 버팀에 가할 수 있는 선행하중의 크기가 감소할 수 있다. 그럼에도 불구하고 기존 연구결과에서 제안하고 있는 선행하중의 크기(작용하중의 50%이상)를 버팀에 일률적으로 적용하고 있다. 본 연구에서는 벽체의 배면지반조건에 따른 H-빔 버팀보의 선행하중 적용범위를 평가하고자 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 해석결과, 연약한 지반조건이고 깊은 심도 굴착이 진행하는 경우 토압과 선행하중에 의한 버팀구조의 안정성에 문제가 발생할 가능성이 매우 큰 것으로 나타났다. 그리고 선행하중의 적용범위는 버팀 작용하중의 5%~70%인 것으로 나타났다.

퇴행성 추간판 질환의 최신 지견 -종판의 중요성- (Current Concepts of Degenerative Disc Disease -A Significance of Endplate-)

  • 소재완;장해동;신병준
    • 대한정형외과학회지
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    • 제56권4호
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    • pp.283-293
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    • 2021
  • 퇴행성 추간판 질환은 전통적으로 수핵과 섬유륜의 변화에 따른 요통으로 생각되어 왔으나, 최근 연구들에서 추간판을 이루고 있는 상·하 종판의 변화가 추간판의 퇴행을 유발하고, 그 결과로 기계적 압박과 염증 반응에 의해 요통이 유발된다고 한다. 또한 최근에는 추체 골수-종판-수핵과 섬유륜을 하나의 단위로 생각하고, 그 연관성을 설명하고 있다. 종판이 손상되면 결국 추체, 수핵과 섬유륜의 퇴행성 변화를 가중시킨다. 이 과정에서 섬유륜에 가해지는 압박력이 증가하고, 염증성 매개 물질들에 의한 염증 반응이 일어나서, 동척추 신경(sinuvertebral nerve)과 기저추 신경(basivertebral nerve)이 자극을 받으면서 요통을 발생시킨다. 이런 변화가 만성화되면, 추체 내 골수에도 Modic 변화 같은 퇴행성 변화가 발생하게 된다. 결국, 퇴행성 추간판 질환은 추체 골수-종판-수핵과 섬유륜을 하나의 단위로 연관지어서 생각해야 할 필요가 있다. 그러므로 만성 요통 환자 진료 시에는 수핵과 섬유륜의 변화 소견뿐 아니라, 종판의 병변에 관심을 가질 필요가 있다고 생각된다.

수두손실률에 의한 침투류 감시기법 개발 (Development of the Seepage Flow Monitoring Method by the Hydraulic Head Loss Rate)

  • 임성훈;강병윤;김기완;구자호;강신익;차흥윤;정재현;조준호;김기수
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제26권5호
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    • pp.37-48
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    • 2010
  • 본 연구에서는 침투압이 주기적으로 변화하는 연근해 가물막이 시공현장에 적용하기 위해서 수두손실그래프에 의한 침투류 감시기법을 개발하였다. 이 기법에서 새로이 정의된 수두손실율은 0~1 사이의 값으로 나타나며 0이면 완전통수상태, 1이면 완전차수상태를 나타낸다. 수두손실그래프의 결정계수가 1에 가까우면 침투경로상의 지반은 안정된 상태에 있음을 나타내고 0에 가까우면 공동이 존재할 수도 있고 파이핑이 진행 중일 수도 있다. 수두손실그래프에 의한 안전관리기법은 침투상태의 변화를 민감하게 감지할 수 있도록 하며 전체 현장에 적용할 경우 각 위치별 하부지반의 침투상태를 세부적으로 판단할 수 있도록 한다.

지반 변형 대응 부재를 적용한 말뚝의 부마찰력 저감 성능의 실험적 검증 (Experimental Assessment of Reduction in the Negative Skin Friction Using a Pile with a Member Responding to Ground Deformation)

  • 신세희;이학린;우상인
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제38권3호
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    • pp.5-16
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    • 2022
  • 극한 및 극서지에서는 환경적 요인으로 인하여 지반 침하가 발생할 수 있다. 지반의 침하는 부주면 마찰력을 발생시켜 선단 하중을 증가시켜 말뚝의 안정성을 저해할 수 있다. 본 연구에서는 지반 침하 시 부주면 마찰력에 의해 소폭 압축되는 지반 변형 대응 부재가 삽입되어 부주면 마찰력을 저감시키는 말뚝을 제안하였다. 지반 변형 대응 부재로는 스프링 및 스프링-대시팟 부재가 고려되었다. 제안된 말뚝의 성능을 검증하기 위해 모형 실험을 통해 지반 침하 시 일반 말뚝과 지반 변형 대응 부재가 적용된 말뚝의 선단 하중, 주면 마찰력, 횡 토압을 측정하고 분석하였다. 실험 결과, 스프링 부재 말뚝은 침하량이 작은 경우에는 스프링의 압축에 의해 상대변위가 줄어들며 부주면 마찰력이 감소하였다. 그러나 지반이 지속적으로 침하함에 따라 스프링이 더 이상 압축되지 않는 시점부터는 하중 전달 기전이 일반 말뚝과 유사해졌다. 스프링-대시팟 부재 말뚝의 경우, 대시팟이 스프링으로의 하중 전달을 지연시키고 하중 제하 곡선상에 주면 마찰력을 위치시키므로 지반 침하로 인한 부주면 마찰력이 지속적으로 감소하였다.

PID 제어 학습을 위한 시뮬레이션 기반의 교육 모델 (Simulation-based Education Model for PID Control Learning)

  • 서현호;김재웅;박성현
    • 융합정보논문지
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    • 제12권3호
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    • pp.286-293
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    • 2022
  • 최근 4차 산업혁명으로 스마트팩토리를 구성하는 요소 기술의 중요성이 높아지고 있으며, 이러한 기술들을 학습하기 위한 도구로 시뮬레이션이 널리 이용되고 있다. 특히 PID제어는 실제 응용 분야에서 다양하게 사용되고 있는 자동제어 기법으로서, 대부분 특정 상황에서 수학적 모델을 분석하거나 제어기가 내장된 애플리케이션 개발에 대한 연구가 이루어지고 있으며, 실제 교육적인 환경에서는 PID 제어 원리뿐만 아니라, 게인 값 조정 및 제어기 사용 방법 등에 대한 PID 시뮬레이터 교육이 필요하다. 본 논문에서는 3D 시뮬레이션을 통해 다양한 PID 제어의 교육과 실습이 가능한 모델을 제안 한다. 제안 모델은 가상의 Ball과 Fan을 구현하여 Fan에서 발생한 공기 압력에 의해 Ball에 양력이 받을 수 있도록 시스템을 구성하여 PID 제어를 실시하였다. 이때 Ball의 높이를 PID제어기의 각 게인 값에 따라 그래프로 표현 후 실제 시스템과의 비교를 진행하였으며, 이를 통해 실제 수업에 충분히 적용할 만한 만족한 결과를 확인 할 수 있었다. 제안 모델을 통해 급격히 증가하는 스마트팩토리의 요소 기술을 원격 수업 환경에서 다양한 방법으로 활용 될 수 있을 것으로 기대된다.