수중에서 발생한 기포는 주변 유체의 밀도와 압력 차이에 의해 상승하는 부력을 받는다. 또한 주변 유체와의 점성, 표면장력, 상승 속도 그리고 크기 차이에 따라 기포의 거동, 형상, 열교환 과정 등이 달라진다. 본 연구에서는 원기둥 수조 내 상승하는 고온 단일 기포의 속도 그리고 열전달 해석에 관한 연구를 수행하였다. 이를 위해 이론적 식을 통해 기포의 속도 그리고 온도 등을 계산하여 수치 해석 결과와 비교하기 위한 자료를 설정하였다. 그리고 상용 프로그램으로 수치 해석을 수행하였으며, 격자의 변화에 따른 수치 해석 결과의 안정성을 격자 수렴성 지수 계산을 통해 확인하였다. 수치 해석 결과 단일 기포의 상승 속도와 온도는 최소 격자의 크기가 기포 지름의 1/160이 될 때 수렴성을 보였으며, 온도 감소는 0.05초 이내에 주변 유체와 동일한 수준으로 감소하는 것을 확인하였다.
Qingche He;Liang-ming Pan;Luteng Zhang;Wangtao Xu;Meiyue Yan
Nuclear Engineering and Technology
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제55권11호
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pp.3973-3982
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2023
As for two-phase flow in rectangular channels, the flow regimes especially like churn-turbulent and annular flow are significant for the physical problem like Countercurrent Flow Limitation (CCFL). In this study, the rectangular channels with cross-sections of 4 × 66 mm, 6 × 66 mm, 8 × 66 mm are adopted to investigate the flow regimes of air-water vertical upward two phase flow under adiabatic condition. The gas and liquid superficial velocities are 0 ≤ jg ≤ 20m/s and 0.25 ≤ jf ≤ 3m/s respectively which covering bubbly to annular flow. The flow regimes are identified by random forest algorithm and the flow regime maps are obtained. As the results, the transitional void fraction from slug to churn turbulent flow fluctuate from 0.47 to 0.58 which is significantly affected by the dimensional size of channel and flow rate. Besides, the void fraction at transitional points from churn-turbulent (slug) to annular flow are 0.66-0.67, which are independent with the gap size. Furthermore, a new criteria of slug to churn-turbulent flow is established in this study. In addition, by introducing the interfacial force model, the criteria of churn-turbulent (slug) flow to annular flow is verified.
Kim, S. M.;Park, S. J.;Kim, C. S.;Kim, M. H.;Lee, C. H.;J. Y. Rhee
한국농업기계학회:학술대회논문집
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한국농업기계학회 2000년도 THE THIRD INTERNATIONAL CONFERENCE ON AGRICULTURAL MACHINERY ENGINEERING. V.II
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pp.472-479
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2000
A persimmon harvesting vehicle that can be operated in hilly orchards as well as a manipulator that can be used to harvest persimmons located in remote positions in the trees were designed and developed. The vehicle could be operated with keeping balanced position in an inclined field and its working platform could be moved up and down easy to approach fruits in a remote region with the aids of a hydraulic and a electrical and electronics systems. The weight of the vehicle was 927 kg and the center of gravity was located at 427 mm to the inner side from the center of a right driving caterpillar, 607 mm to a rear axle from the center of a front axle, and 562 mm to upward from ground. The automatic level control sensor for leveling the working platform was activated within 14.5 ∼ 16.5 degrees of slope variation. The total length of the manipulator was 1.39 m and weight is 975 g. It was powered by a 12 V geared motor to detach persimmon fruits with a rotational force. The gripper was made of plastic and rubber to increase a frictional force. In a performance evaluation test, static tipping angle, dynamic tipping angle toward front side when the vehicle was moving downward, climbing angle, driving speed of the vehicle were measured or calculated. In persimmon harvesting tests 24.9% of yield was increased by hand picking with the aid of the vehicle and additional 7% of yield were increased when the manipulator was used. Therefore, 99010 of total possible yield was achievable when both of the vehicle and the manipulator were used for the manual persimmon harvesting. Increase in 22.5% of total yield was achieved with the manipulator only.
분동식압력계는 정밀한 압력 측정의 기준 장비로 널리 사용되고 있다. 그것은 분동압력계가 견고하고 정확하며 이동이 간편하고 압력의 정의를 물리적으로 구현할 수 있기 때문이다. 기본적으로 분동식압력계는 분동과 피스톤/실린더 장치로 구성되며 실린더 안에 직경이 꼭 맞는 피스톤이 수직으로 삽입된 구조를 갖고 있다. 측정하려는 압력은 피스톤 아래에 작용하여 윗방향 힘을 발생시키고 피스톤 위에 얹혀 있는 분동에 의해 발생하는 아랫방향 힘과 평형을 이루게 된다. 이때 피스톤 자체의 하중은 항상 작용하므로 분동식압력계는 보통 10 kPa이상의 압력 범위에서 주로 사용된다. 기존의 방식은 피스톤 아래의 높은 압력을 기준으로 사용하지만 본 방식은 피스톤 주위의 낮은 압력을 기준압력으로 사용하여 보다 더 낮은 압력의 측정이 가능하다. 본 논문에서는 이를 효율적으로 구현한 새로운 장치를 소개하고 실제로 1.33 kPa, 13.3 kPa 두 측정범위를 갖는 정밀한 저진공 게이지(MKS, CDG)를 교정, 평가한 결과에 대해서 기술하였다.
대부분의 소비자들이 질 좋은 음식을 선호하기 때문에, 농장에서는 소비자들의 욕구를 충족시키기 위해 다양한 시설을 이용하고 있다. 가장 대표적인 시설은 플라스틱 온실과 유리온실이다. 국내의 플라스틱 온실 과 유리 온실의 측고는 3m 내외이다. 결과적으로 작물의 생산성이 제한되고, 이를 해결하기 위해서는 기둥의 높이를 증가시켜 온실의 측고를 높이는 것이다. 온실 기둥상승 장치는 멈춤장치, 공압 실린더 및 수직 부재 등으로 구성된다. 공압 실린더는 안전계수 1.5를 고려하여 직경 160mm와 행정길이 50mm로 설계하였으며, 노즐을 통하여 공기의 압력을 제어하였다. 1행정 시간을 30초 내외로 설계하기 위해서는 $21.5L{\cdot}min^{-1}$ 공기가 필요한 것으로 나타났다. 따라서 노즐의 직경은 0.5mm로 설계하였다. 압력이 0.9 MPa일 때 평균 인상력은 13,805N으로 계산된 값 15,612N에 근접하였다. 현장 시험결과 같은 열의 기둥과 오차가 발생하지 않았으며, 실제 유리 및 플라스틱 온실에 적용 가능한 것으로 판단되었다.
조종사의 비행수행능력과 자존감이 비행비교 상황에서 위험행동에 미치는 영향을 알아보기 위해 비행교육과정 조종사 48명을 대상으로 시뮬레이터 상황실험을 실시하였다. 피험자간 변인으로서 비행수행능력(비행등수)과 자존감 척도로 각각의 높고 낮은 그룹으로 나누어 안전규칙상 착륙이 허가되지 않는 활주로 접근 시뮬레이션 상황을 수행하게 하였다. 접근 상황은 피험자 내 설계로 세 번에 걸쳐 측정하였고, 동일한 각각의 상황실험 수행 직전에 실험참가자에게 다른 사람들의 수행결과를 조작(긍정비교, 부정비교, 통제)하여 제시하였다. 실험참가자의 위험행동은 접근한 고도를 통하여 측정하였다. 실험 결과 각 제시 조건에 따라 위험행동이 유의미하게 차이가 나타났고, 각 비교조건에서의 위험행동 경향은 비행수행능력과 자존감의 수준에 따라 달라지는 상호작용 효과가 나타났다. 비행수행능력이 낮은 집단은 비교조건들에서 통제조건과 달리 위험한 행동을 하는 것으로 나타났고 비행수행능력이 높은 집단은 부정비교조건에서 다른 조건들과 달리 위험을 회피하는 경향을 보였다. 자존감이 높은 집단은 통제조건에 비해 비교조건들에서 유의미한 위험행동을 보인 반면, 자존감이 낮은 집단은 다른 조건들에 비해 부정적 비교조건에서 유의미한 위험회피행동을 보였다.
마이크로 임플란트 시술의 중요한 위험요인 중 하나로 치근접촉 문제가 있으나, 관련 연구는 결과 분석에 치중되어 있고, 치근접촉이 마이크로 임플란트 안정성 상실로 이어지는 기전에 대한 연구는 아직 미흡한 것으로 보인다. 이에, 본 연구에서는 생역학적 측면에서 그 영향을 분석하였다. Absoanchor 마이크로 임플란트(SH1312-7, Dentos Inc., Daegu, Korea) 첨부가 치근에 접촉되어 있을 때, 저작압 전달에 의한 마이크로 임플란트 변위가 인접골에 가하는 압축응력을 축대칭 유한요소모델을 사용하여 계산하였다. 요소별 응력이 해면골의 최대압축강도나, 치밀골의 비정상 골개조 임계능력을 넘을 경우 해당 요소를 순차적으로 해석모델에서 제거하며 실행한 6단계해석의 결과, 마이크로 임플란트에 인접한 해면골의 전체적인 파절과 과부하에 따른 치밀골의 비정상 골개조가 임플란트 지지력 상실에 주 요인이 될 것으로 평가되었다. 치밀골의 과부하 영역은 초기에는 치밀골판의 하부에 존재하였으나 상부로 확장되었고, 응력 재분포로 인한 감소효과 없이 양성 되먹임(positive feedback)으로 결국 치밀골 전 두께로 확대됨을 관찰하였다. 본 연구를 통해 치근접촉된 마이크로 임플란트가 인접골을 훼손시켜 안정성 상실로 이어지는 과정을 모사할 수 있었으며, 이로부터 치근접촉에 따른 마이크로 임플란트의 불량한 예후에 대한 생역학적 측면의 원인을 파악할 수 있었다.
철근콘크리트구조는 경제성이 뛰어나 가장 널리 사용되는 부재이지만, 인장응력에 취약하고 콘크리트의 자중이 커서 처짐 제어가 어려운 단점이 있다. 이에 비해 프리스트레스트 콘크리트구조는 콘크리트구조의 단점을 극복할 수 있는 효율적인 방법으로 긴장재의 배치 형태와 긴장재량에 따라서 부재의 처짐을 제어할 수 있다. 프리스트레스 보강된 부재에서 긴장재 변곡점의 위치는 부재의 처짐 제어 및 모멘트 감소 효율을 크게 할 수 있는 형태로 설치되어야 한다. 따라서 이 연구에서는 연속부재에 설치되는 긴장재의 경계조건을 만족시키는 긴장재의 곡선식을 다항식으로 유도하고, 자연적인 곡선 형상을 유지할 수 있는 임의의 변곡점 위치에 따른 긴장재의 곡선식을 통하여 긴장력의 수직 분력을 계산하였다. 또한, 유도된 고차항을 가진 수직분력식을 등가의 등분포 하중으로 변환하여 처짐 산정시 적용성을 높였으며, 연속 슬래브에서 긴장재가 배치되어있을 경우 기둥열에서부터 긴장재까지 떨어진 거리에 따라 처짐 및 모멘트에 대한 긴장재의 영향을 반영하였다. 제안된 방법으로 긴장재가 없는 슬래브와 긴장재로 보강된 경우에 대한 처짐을 계산하여 적용성을 검토하였으며, 긴장재에 의한 처짐 제어 효과를 정량적으로 산출하였다.
건물이 대형화 고층화되어 감에 따라서 층고를 절감시킴과 동시에 장스팬을 구현할 수 있는 부재에 대한 요구가 늘어가고 있다. 비록 많은 연구자에 의해서 층고절감과 장스팬에 대한 요구를 만족시키기 위한 연구가 진행되고 있지만, 여전히 두 가지 요구사항을 동시에 만족시키는 효율적인 시스템이 부족한 실정이다. 본 연구에서 제안하는 파형웨브를 가진 프리스트레스 합성보는 시공성과 구조적인 성능을 동시에 향상시킬 수 있다. 시공과정에서 발생할 수 있는 비대칭 하중에 상대적으로 작은 부재를 가지고 강한 저항성을 발휘하여 시공성을 높일 수 있으며, 또한 동바리와 서포트 등의 가설부재를 줄임으로써 경제성도 확보할 수 있다. 파형웨브는 아코디언효과를 만들기 때문에 프리스트레스의 도입효율이 좋아져 더 큰 상향치올림를 유발시켜 부재의 처짐을 줄일 수 있다. 5개의 실험체를 제작하여 제안한 합성보의 효율성을 검토하였는데 그 주요한 변수로는 웨브와 플렌지에 용접된 형태와 drape point의 개수이다. 실험을 통하여 제안한 프리스트레스 합성보가 기존에 프리스트레스를 도입하지 않은 합성보 보다 큰 휨강성과 휨강도를 발휘한다는 것을 증명하였다.
본 연구는 체조 철봉종목의 국가대표선수 2명을 대상으로 고난도 공중 비행 기술인 콜만 동작의 완성도를 높이기 위한 기술훈련 프로그램을 개발하여 8주간 적용하고 향상도를 3차원 영상분석을 통해 제시함으로써 경기력 향상에 도움을 주고자 하였다. 훈련 프로그램은 휘돌기 손 놓기, twist, 봉잡기로 구성하여 실시하였으며, 그 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 동작이 처음 시작되는 크게 휘돌기의 물구나무 경과 시 신체를 지면과 수직에 가깝도록 치켜세운 다음 수직하강에 가깝게 신체를 다운시켜서 깊은 추기기 운동을 수행케 하고, 고관절과 견관절의 굴신 폭을 크게 하는 추기기보다는 우선적으로 동체 회전을 중시하면서 신체중심을 충분히 끌어 올리는 봉 이탈, 그리고 비행 시 신체 각 관절의 상대각을 작게 하도록 주문하여 연습케 하였다. 그 결과 철봉의 탄성을 크게 유발하구 신체의 후방 진행속도를 증가시켜서 휘돌기의 구심력을 증가시키면서 높은 위치에서 봉을 이탈하였으며, 비행 시 신체를 빠르게 지면과 수직이 되도록 세울 수 있게 되어 여유로운 공중회전과 비틀기 운동을 수행할 수 있었다. 또한 상승할 때 손 놓는 타이밍을 맞추는데 특별히 신경 쓰지 않더라도 비행방향의 조절을 용이하게 할 수 있어서 봉잡기 시 철봉과 적정한 거리를 유지함과 동시에 충분한 동체의 회전과 비틀기 거리를 확보할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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