• Structural Engineering and Mechanics
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• 제70권4호
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• pp.479-497
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• 2019

In the current code design, the use of a uniform internal pressure coefficient of cooling towers as internal suction cannot reflect the 3D characteristics of flow field inside the tower body with different ventilation rate of shutters. Moreover, extreme weather such as heavy rain also has a direct impact on aerodynamic force on the internal surface and changes the turbulence effect of pulsating wind. In this study, the world's tallest cooling tower under construction, which stands 210m, is taken as the research object. The algorithm for two-way coupling between wind and rain is adopted. Simulation of wind field and raindrops is performed iteratively using continuous phase and discrete phase models, respectively, under the general principles of computational fluid dynamics (CFD). Firstly, the rule of influence of 9 combinations of wind speed and rainfall intensity on the volume of wind-driven rain, additional action force of raindrops and equivalent internal pressure coefficient of the tower body is analyzed. The combination of wind velocity and rainfall intensity that is most unfavorable to the cooling tower in terms of distribution of internal pressure coefficient is identified. On this basis, the wind/rain loads, distribution of aerodynamic force and working mechanism of internal pressures of the cooling tower under the most unfavorable working condition are compared between the four ventilation rates of shutters (0%, 15%, 30% and 100%). The results show that the amount of raindrops captured by the internal surface of the tower decreases as the wind velocity increases, and increases along with the rainfall intensity and ventilation rate of the shutters. The maximum value of rain-induced pressure coefficient is 0.013. The research findings lay the basis for determining the precise values of internal surface loads of cooling tower under extreme weather conditions.

• 터널과지하공간
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• 제30권1호
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• pp.39-62
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• 2020

본 연구에서는 불포화토의 열-수리적 변화로 야기되는 역학적 거동 특성을 분석하고 장기 거동을 예측하기 위해 Barcelona Basic Model(BBM) 해석 모듈을 TOUGH2-MP/FLAC3D에서 구동할 수 있도록 개발하였다. 기본적으로는 TOUGH-FLAC에 BBM 해석 모듈을 개발하기 위해 사용된 선행연구의 방법과 마찬가지로 FLAC에서 제공하고 있는 Modified Cam Clay Model(MCCM)을 기반으로 User Defined Model(UDM)과 FLAC3D에서 제공하는 FISH function을 이용하였다. 본 연구에서 개발한 BBM 해석 모듈에서는 평균유효응력뿐만 아니라 흡입력의 변화에 따른 소성변형률을 모두 고려하였으며, 평균유효응력 및 흡입력 증가에 따른 항복면의 변화를 모두 반영할 수 있도록 하였다. 개발된 BBM 해석 모듈을 FLAC3D 매뉴얼에 기술되어 있는 MCCM 예제, BBM을 처음 제안한 선행연구에 언급되어 있는 예제들, 그리고 스웨덴 SKB 보고서에 언급되어 있는 실험실 시험 결과를 이용하여 검증하였다. 뿐만 아니라, 효과적인 BBM의 파라미터 도출을 목적으로 개발된 Quick tools의 검증을 위해 수행된 일련의 모델링 시험들을 동일하게 수행하고 선행연구에서 보고된 Quick tools와 Code_Bright의 결과와 비교함으로써 개발된 BBM 해석 모듈을 검증하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권6호
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• pp.60-68
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• 2010

본 연구에서는 팁 형상이 가스터빈 블레이드의 팁 열전달에 미치는 영향을 알아보기 위하여 선형 캐스케이드의 블레이드에 설치된 평면 팁, 스퀼러 팁, Groove 팁들에 대하여 열전달 계수가 측정되었다. 블레이드 팁에서의 열전달 계수는 색상검출방식에 기반을 둔 천이액정법을 이용하여 측정되었으며 각각의 팁 형상에 대하여 팁 간극은 블레이드 스팬의 1.5%와 2.3% 두 조건에서 실험을 수행하였다. 캐스케이드 출구 속도와 블레이드 코드길이에 기초를 둔 Reynolds 수는 $2.48{\times}10^5$ 이다. Groove 팁 표면에서의 열전달 계수는 평면 팁보다 낮게 측정되었으며, 특히 흡입면을 따라 경사진 홈이 파인 팁에서는 스퀼러 팁보다 낮은 열전달 계수가 측정되었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제43권4호
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• pp.422-430
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• 2006

The horn and movable parts around the gap of the conventional semi-spade rudder are visualized by high speed CCD camera with the frame rate of 4000 fps (frame per second) to study the unsteady cavity pattern on the rudder surface and gap. In addition, the pressure measurements are conducted on the rudder surface and inside the gap to find out the characteristics of the flow behavior. The rudder without propeller wake is tested at the range of $1.0{\leq}{\sigma}_v\;1.6$ and at the rudder deflection angle of $-8{\leq}{\theta}{\leq}10^{\circ}$. The time resolved cavity images are captured and show strong cavitation around the rudder gap in all deflection angles. As the deflection angle gets larger, the flow separated from the horn surface increases the strength of cavitation. The accelerated flow along the horn decreases its pressure and the separated flow from the horn increases the pressure abruptly. The pressure distribution inside the gap reveals the flow moving from the pressure to suction side. In the negative deflection angle, the turning area on the movable part initiates the flow separation and cavitation on it.

• Tribology and Lubricants
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• 제30권5호
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• pp.295-302
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• 2014

The tribological behavior of an Fe-based bulk amorphous alloy while sliding against a AISI 304 disc is investigated using a unidirectional pin-on-disc type tribometer in dry and distilled water environments. The rod-shaped bulk pins are fabricated by suction casting. The crystallinities of the bulk amorphous alloys before and after the friction tests are determined by X-ray diffraction. The friction coefficient and specific wear rate of the amorphous pin in the water environment are found to be twice and thrice as much as in the dry environment at a low applied pressure, respectively. However, at a higher pressure, the friction coefficient and specific wear rate are 0.4 and 1.02 mg/(Nm/s), respectively, in the water environment. A microstructure analysis shows that the worn surface of the alloy is characterized by delamination from the smooth friction surface, and thus delamination is the main wear mechanism during the friction test in dry sliding environment. In contrast, brittle fracture morphologies are apparent on the friction surface formed in distilled water environment. For the sample tested at a lower sliding speed, the XPS data from the oxide layer are similar to those of the pure element with weak suboxide peaks. For higher sliding speeds, all the main sharp peaks representing the core level binding energies are shifted to the oxide region.

• Wind and Structures
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• 제20권1호
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• pp.37-58
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• 2015

As wind flows around a sharp-edged body, the resulting separated flow becomes complicated, with multiple separations and reattachments as well as vortex recirculation. This widespread and unpredictable phenomenon has long been studied academically as well as in engineering applications. In this study, the flow characteristics around rectangular prisms with five different aspect ratios were determined through wind tunnel experiments and a detached eddy simulation, that placed the objects in a simulated deep turbulent boundary layer at $Re=4.6{\times}10^4$. A series of rectangular prisms with the same height (h = 80 mm), different longitudinal lengths (l = 0.5h, h, and 2h), or different transverse widths (w = 0.5h, h, and 2h) were employed to observe the effects of the aspect ratio. Furthermore, five wind directions ($0^{\circ}$, $10^{\circ}$, $20^{\circ}$, $30^{\circ}$, and $45^{\circ}$) were selected to observe the effects of the wind direction. The simulated results of the surface pressure were compared to the wind tunnel experiment results and the existing results of previous papers. The vortex and spectrum were also analyzed to determine the detailed flow structure around the body. The paper also highlights the pressure distribution around the rectangular prisms with respect to the different aspect ratios. With an increasing transverse width, the surface suction pressure on the top and side surfaces becomes stronger. In addition, depending on the wind direction, the pressure coefficient experiences a large variation and can even change from a negative to a positive value on the side surface of the cube model.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.311-318
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• 2010

본 연구에서는 팁 형상이 가스터빈 블레이드의 팁 열전달에 미치는 영향을 알아보기 위하여 선형 캐스케이드의 블레이드에 설치된 평면 팁, 스퀼러 팁, Groove 팁들에 대하여 열전달 계수가 측정되었다. 블레이드 팁에서의 열전달 계수는 색상검출방식에 기반을 둔 천이액정법을 이용하여 측정되었으며 각각의 팁 형상에 대하여 팁 간극은 블레이드 스팬의 1.5%와 2.3%로 변경 하에 실험을 수행하였다. 캐스케이드 출구 속도와 블레이드 코드길이에 기초를 둔 Reynolds 수는 $2.48{\times}10^5$ 이다. Groove 팁 표면에서의 열전달 계수는 평면 팁보다 낮게 측정되었으며, 특히 흡입면을 따라 경사진 홈이 파인 팁에서는 스퀼러 팁보다 낮은 열전달 계수가 측정되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권8호
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• pp.521-529
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• 2017

본 연구에서는 항공기 추진용 가스터빈 엔진의 고증속 터빈 제1단 정익 익렬을 새로이 구축하고, 이 정익의 기본 유동 특성에 대하여 연구하였다. 그 결과 본 연구에서 도입된 정익의 압력면에는 강한 순압력구배가 존재하는 반면, 흡입면에는 앞전에서 미드코드 근처까지 압력면보다 훨씬 더 심한 순압력구배가 존재하고 그 이후 역압력구배가 존재하였다. 두 종류의 유막법을 적용한 유동의 가시화 실험을 통하여, 정익 앞전 상류 영역에 4와류모델 말발굽와류 시스템이 존재함을 확인하였고, 입구 경계층 유동의 박리선과 재부착 유동의 박리선을 정확히 파악하였다. 이와 함께 이 고증속 정익 익렬 하류에서의 2차유동, 압력손실, 선회각, 등에 대한 데이터를 확보하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권6호
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• pp.77-86
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• 2007

표면침투제를 사용하여 콘크리트 표면을 경화시키는 보수공법은 간단한 시공방법 뿐 아니라 경제적인 방법으로 최근들어 많이 사용되고 있다. 이러한 표면보호공 또는 보수방법은 강도에 대해서는 크게 개선효과를확보하기는 어렵지만, 공극을 치밀하게 형성함으로서 내구적인 저항을 개선하고 내수구명을 연장할 수 있다. 본 연구에서는 다양한 유/무기계 표면침투제를 사용한 콘크리트 시편에 대하여 흡수성, 투수성과 같은 기초적인 실내실험을 수행하였으며, 이에따라 최적의 표면침투제를 선정하였다. 이후 선정된 표면침투제에 대하여 다양한 내구성 실험(탄산화, 동결융해, 염해저항성, 내화학성)이 수행되었으며, 선정된 2가지 표면침투제를 사용한 콘크리트 시편은 우수한 내구적 저항성을 가지고 있음을 실험적으로 규명하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.91-103
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• 2009

강우로 인하여 사면을 구성하는 흙의 상태는 복잡한 과정을 거치며, 이와 동반된 사면의 활동은 흙의 역학적 거동의 변화뿐만 아니라, 강우와 관계된 기상특성, 지층구조의 특성, 지형적 특성 등 다양한 요소에 의존적이다. 본 논문에서는 여러 요소 중 사면의 토층 두께의 변화에 따른 사면활동 양상 및 그와 수반되어 토체내에서 변화하는 흡입력과 체적함수비의 변화양상을 확인할 수 있다. 사면의 토층이 어느 정도 두꺼운 경우 침투선단의 하향이동이 관측되었으며, 침투선단이 도달한 위치에서는 일정한 크기의 흡입력이 감소하여 부의 간극수압이 영에 가까운 값을 보이는 것이 관측되었다. 침투선단이 불투수층인 토조 바닥에 도달한 이후 침투선단의 상향이동이 관측되었으며 이러한 관측결과는 다양한 크기의 공극의 존재에 의한 것으로 판단된다. 크기가 큰 공극이 존재하는 경우 모세관현상으로 인한 공극의 채움 효과는 다소 줄어들 수 있으며 하항 침투 시 덜 채워진 공극은 침투선단이 바닥면에 도달한 이후 다시 상향으로 이동할 경우 채워지는 것으로 판단된다. 이러한 가정은 체적함수비의 변화과정에서 확인되었다. 또한 조립토를 대상으로 하는 본 실험에서 토체의 두께가 두꺼운 경우(20cm) 사면의 활동은 침식에 의한 것으로 관측되었는데, 침식의 개시는 상부 표층의 흙이 완전히 포화된 경우 시작하는 것으로 확인되었다. 이에 비해 토층의 두께가 얇은 경우(10cm) 침식활동 보다는 사면전체가 덩어리로 활동하는 양상이 관측되었는데, 사면의 활동시점은 침투선단이 사면의 바닥에 도달한 시점으로 확인되었다. 이 경우 침투선단이 사면의 바닥면에 도달하면서 사면의 바닥면과 토조면 상에서의 마찰저항의 감수 침투로 인한 토체의 중량 증가 등의 요인이 상호 복합적으로 사면활동에 작용하는 것으로 판단된다.