• Proceedings of the KSME Conference
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• 2001.06d
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• pp.600-604
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• 2001

The relation between the aerodynamic diameter and some morphological parameters was studied for flame-generated aggregates. $SiO_{2}$ aggregates were generated from $SiCl_{4}$ in premixed methane/air flames. These aggregates were sampled and classified according to their aerodynamic diameter by a cascade impactor; moreover, computer program was developed and tested to find the equivalent area diameter and the fractal dimension of the aggregates. We calculated the parameters from the digitized images of the aggregate TEM micrographs. The aerodynamic diameters of the sampled aggregates were larger than $0.4{\mu}m$ in this experiment. In most cases, fractal dimension of their projection image was very close to 2.0 for these large aggregates. It was found that the equivalent area diameter of these aggregates was approximately three times larger than the Stokes' diameter of them.

• Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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• v.9 no.4
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• pp.107-113
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• 2009

This paper considers the influence of floc on the sedimentation rate for the cohesive material. The effects of floc density and size changes were also taking into consideration during the experiment. The settling velocity of a discrete floc was measured in a quiescent water column. Floc diameter and density were investigated using a modified Stokes equation with some constants such as water density, viscosity, material density and the floc fractal dimension $n_f$ obtained from the relationship between the floc diameter and the floc settling. The floc diameter of quartz and alumina increased at increasing initial concentrations. The floc size of quartz with increasing NaCl concentration varied between approximately 0.8 um to $10{\mu}m$. Floc density decreased as floc size increased. The floc settling velocity and the floc diameter have a straight line relationship on a logarithm. The floc fractal dimension nf was 2.65 with increasing of initial concentration and 2.93 with increasing of NaCl. The exponent n to predict the settling velocity was proposed and varied from 1 to 1.93.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.247-247
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• 2019

수력발전 사업에 있어 Desander 구조물은 주로 고산지대 수력발전댐의 Run-of-river 형식의 발전방식에서 유사로 인한 터빈의 손상을 방지하기 위한 목적으로 설치된다. Desander의 적정 규모는 터빈의 손상을 일으킬 수 있는 유사 입경에 대해 안정적으로 침전을 시킬 수 있는 폭/길이/깊이로 평가할 수 있으며 상대적으로 Desander의 규모가 크게 설계된 경우 초기 공사비 증가하고 반대로 규모가 작게 설계된 경우 터빈의 교체 주기 단축으로 인한 유지관리비가 증가된다. 현재까지 일반적인 Desander 구조물의 설계 방식은 제거 입경의 침전 속도, 유입유량 및 깊이를 변수로 사용하여 경험식(L. Sudry method, Guicciardis method 및 Rouse method)을 통해 규모를 결정해 왔다. 하지만, 3-D 전산유체해석을 통해 유속 흐름 분석으로 직 간접적 Desander 규모의 적정성을 평가할 수 있는 현 시점에서 경험식으로부터 도출된 결과의 신뢰성과 객관성을 검증할 필요가 있다고 판단된다. 본 연구에서는 노르웨이 NSTU에서 개발한 유사의 이송 및 확산해석 기능이 내장된 범용 소프트웨어인 SSIIM을 이용하였다. SSIIM(Simulation of Sediment movements In water Intakes with Multiblock)은 개수로 흐름 상태에서 유사 이동 및 하상 변동을 분석할 수 있도록 개발된 3-D 해석 프로그램이다. SSIIM은 수치해석 방법으로 유한체적법(Finite Volume Method)를 채택하였으며 Navier-Stokes equations을 통해 유체의 흐름을 해석한다. 입력 자료는 유입 유량($m^3/sec$), 유입 유사량(kg/sec), 유출부 수위 및 해당 Desander Structure grid 자료가 사용되며 해석 결과로 Desander 내 grid 별 유속, 수위, 유사 농도 변화 등을 제공한다. 본 연구에서는 SSIIM을 이용하여 제거 목표 유사 입경의 차집 효율(Trap efficiency)로 Desander의 적정 규모를 평가 할 수 있는 설계법을 제안하며 설계 단계에서 결정되는 최소 제거유사 입자와 차집 효율에 의한 Desander의 적정 규모 평가 분석을 파키스탄 A 프로젝트를 대상으로 수행하였다. 연구 성과로 (1)SSIIM을 통해 해석된 차집 효율을 기초로 Desander의 적정 규모를 계획할 경우 경험적 방식에 비해 설계의 객관성과 신뢰성을 제고할 수 있으며 (2)3-D 수치해석을 통해 grid 별 유사농도를 확인 할 수 있어 Desander 형상과 규모에 대한 평가가 가능하다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.28 no.7
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• pp.826-833
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• 2004

Cascade impactors are widely used to collect size classified aerosol. A major disadvantage of this instrument is the required long sampling time. Electrical low pressure impactor has been developed to overcome this disadvantage and to achieve real-time measurements on the particle size distribution. The instrument consists primarily of a corona charger, low pressure cascade impactor and multi channel electrometer. We designed and evaluated the performance of a potable 3-stage low pressure impactor using an electrical method. For the calibration of the impactor, monodispersed particles were generated using evaporation-condensation method followed by electrostatic classification using a DMA(Differential Mobility Analyzer). The collection efficiency curves of the stages can be determined by analysing the fraction of particles collected by each stage.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.23 no.9
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• pp.33-40
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• 2022

Sedimentation and pH neutralization has been investigated as preteatment of acid contaminate water. The settling and neutralizing process derive more effective degradation efficiency as the pre-treatment process before the removal process of adsorption, volatile, biodegradation, or oxidation. Settling velocity, uniformity coefficient, coefficient of curvature, and grain size index can define in the sedimentation process for characteristics of the soil. The stainless steel sieve has been used to separate each particle size of the dry soil by assembling in order of 4, 10, 20, 40, 80, 100, and 200 mesh sizes. The soil from Gamcheon Port in Busan drops upper side of the sieve and shakes back and forth to separate each different size of the particle. The 1L of Imhoff cone and 200 mL of the mass cylinder were used as settling tanks to calculate settling velocity. Stokes' equation was used to figure out the average density of dry soil with a value from settling velocity. In the results, the average particle density and lowest settling velocity were 1.93 g/cm³ and 0.11 cm/s, respectively. These values can detect the range of settling points of sediment to prevent chemical accidents. In pH neutralization, the initial pH of 2, 3, 4, and 5 of nitric acid and sulfuric acid are used as an acid solution; 0.1, 0.01, and 0.001 M of sodium hydroxide and calcium hydroxide are used as a base solution. The main goal of this experiment is to figure out the volume percentage of the acid solution becomes pH 7. The concentration of 0.001 M of base solution exceeds all the conditions, 0.01 M exceeds partially, and 0.1 M does not exceed 5 v/v% except pH 2. Calcium hydroxide present less volume than sodium hydroxide at pH neutralization both sulfuric and nitric acid.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.281-281
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• 2017

하천에서 하도불안정(stream instability)으로 인하여 하상의 형태가 변화하고 하상파(sand wave)가 발생한다. 사련(ripple), 사구(dune) 등과 같은 하상파는 흐름저항을 유발하여 홍수시 수위를 증가시킨다. 수리실험 및 수치모형을 이용하여 사련 및 사구의 발달과정 그리고 이를 지나는 난류흐름에 대한 연구가 국외에서는 이루어지고 있지만 국내의 경우 거의 찾아보기 힘들다. 수치모형을 활용한 연구는 주로 횡방향으로 하상파가 일정하다는 가정하에 연직 2차원 수치모형을 적용하였으나 최근 컴퓨터 기술 및 수치기법의 고도화로 3차원 RANS(Reynolds averaged Navier-Stokes) 또는 LES(Large eddy simulation)를 이용한 수치모형이 개발되고 있다. 본 연구에서는 LES에 유사이송 및 하상변동 모형과 결합하여 사구발달에 대한 수치모의를 수행하였다. LES와 유사이송 및 하상변동 모형의 결합은 순간유속성분을 하상변동모형에 직접 적용되기 때문에 난류영향을 고려할 수 있는 것이 장점이다. 특히 사구의 발달에 따라 복잡한 흐름이 발생하며 3차원 와구조가 발생하므로 난류특성의 고려는 필수적이다. 수치모의는 Delft Hydraulics (Bakker et al., 1986)에서 수행한 수리실험 T39를 활용하였다. 수리실험은 길이 100 m, 폭 0.5 m 개수로에서 수행되었으며 평균유속은 0.611 m/s, 수심은 0.436 m이다. 하상파 실험에 사용된 유사입경은 0.78 mm 균일사를 사용하였다. 수치모의 조건은 수리실험과 동일하게 하였으나 계산시간의 효율을 고려하여 흐름방향의 계산영역은 4.0 m로 하고 주기경계조건(periodic boundary condition)을 부여하여 계산을 수행하였다. 수치모의 계산은 사구의 길이 및 파고가 평형상태에 이를 때까지 수행되었다. 수치모의 통해 사구발달에 따른 흐름 및 하상변동 특성을 분석하였다.