• 제목/요약/키워드: Vertical mixing

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기후변화가 주암호 수온성층구조에 미치는 영향 예측 (Projection of the Climate Change Effects on the Vertical Thermal Structure of Juam Reservoir)

  • 윤성완;박관영;정세웅;강부식
    • 한국물환경학회지
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    • 제30권5호
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    • pp.491-502
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    • 2014
  • As meteorology is the driving force for lake thermodynamics and mixing processes, the effects of climate change on the physical limnology and associated ecosystem are emerging issues. The potential impacts of climate change on the physical features of a reservoir include the heat budget and thermodynamic balance across the air-water interface, formation and stability of the thermal stratification, and the timing of turn over. In addition, the changed physical processes may result in alteration of materials and energy flow because the biogeochemical processes of a stratified waterbody is strongly associated with the thermal stability. In this study, a novel modeling framework that consists of an artificial neural network (ANN), a watershed model (SWAT), a reservoir operation model(HEC-ResSim) and a hydrodynamic and water quality model (CE-QUAL-W2) is developed for projecting the effects of climate change on the reservoir water temperature and thermal stability. The results showed that increasing air temperature will cause higher epilimnion temperatures, earlier and more persistent thermal stratification, and increased thermal stability in the future. The Schmidt stability index used to evaluate the stratification strength showed tendency to increase, implying that the climate change may have considerable impacts on the water quality and ecosystem through changing the vertical mixing characteristics of the reservoir.

신속한 오염사고 대응을 위한 입자 분산 모형의 속도 개선 및 평가 (Particle Dispersion Model Speed Improvement and Evaluation for Quick Reaction to Pollutant Accidents)

  • 신재현;성호제;박인환;이동섭
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제20권12호
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    • pp.537-546
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    • 2020
  • 본 연구에서는 오염물 사고에 대한 신속한 대응을 위하여 입자 분산 모형을 개발 및 개선하고 병렬 프로그램을 적용한 모의 속도 증가와 그 분석을 통하여 속도개선 결과를 평가하였다. 개발된 모형은 전단류 분산이론을 따르면서 수평 혼합 과정은 전단이송, 연직 혼합 과정은 연직배열 알고리즘을 이용한 난류 및 입자 확산을 구현하였다. 오염사고에 신속하게 대응하기 위해 모형 속도 개선을 위하여 OpenMP를 활용한 병렬 프로그래밍으로 멀티코어 적용 알고리즘을 적용하였다. 병렬 프로그래밍 적용 결과, 가상 사행수로에서 기준 소요시간 내로 모의가 가능한 입자 및 활용 코어 개수의 관계를 도출할 수 있었다. 이 연구 결과로 신속한 수질 오염사고 사고대응을 위한 적절한 모의 조건을 구성할 수 있게 되어 모형의 활용성을 증대할 수 있었다.

지하수 종속 생태환경에서 수문-생태학적 특성 조사 및 분석 (Hydro-ecological characterizations in groundwater dependent ecosystem)

  • 김희정;현윤정;이강근
    • 한국습지학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.1-8
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    • 2009
  • 자연 하천과 연계된 지하수 종속 생태환경은 지하수와 지표수의 화학적, 수리적 구배차이에 의해 혼합이 활발히 일어나는 지역이다. 지표수와 지하수 사이의 상호작용은 지하수 종속 생태 환경에서의 생지화학 과정에 중요한 역할뿐만 아니라 이 지역을 수리생태학적 열점으로 만든다. 이 연구의 목적은 질산성 질소로 오염된 자연하천과 연계된 지하수 종속 생태환경의 특성을 수리지질학적, 화학적, 생물학적 방법을 이용하여 특성을 평가하는 것이다. 지하수 종속 생태환경에서 일어나는 지표수와 지하수 사이의 수직교환률은 현장에 다양한 깊이로 설치한 소형관정에서 측정한 수두구배를 근거하여 계산하였다. 본 연구에서는 생물학적 자연저감 퍼텐셜을 조사하기 위해 연쇄중합반응 및 클로닝 방법이 수행되었다. 연구 결과, 지하수 종속 생태환경의 혼합수 유동률은 다소 미생물의 활동, 그리고 질산성 질소의 농도에 영향을 미치고 있음을 확인하였다. 또한 지표수-지하수 혼합구간의 토양에서 분리된 탈질미생물은 특정조건하에서 지하수 종속 생태환경에서의 생분해능력을 고무할 수 있다.

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천해파와 해류에 의한 해저면 마찰력 (Bottom Friction of Surface Waves and Current Flow)

  • 유동훈;김지웅
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.130-138
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    • 2000
  • 일방향흐름에 의한 해류의 마찰력 계산을 위하여 Prandtl의 혼합길이 이론을 수심 전구간에 적용하고 난류의 세기와 수리조건에 따라 완난류와 전난류로 분류하여 마찰계수를 산정하는 개수로 마찰계수 산정방법을 제시하였다. 파랑과 해류의 합성류에 의한 해저마찰력을 계산하기 위하여 두 유속의 연직분포를 고려한 BYO 모형을 이러한 흐름특성을 반영하여 개선하였다. BYO 모형은 모든 유속의 연직분포가 해저면으로부터의 직선과 접선으로 만나는 점(Bijker point)을 도출하여 파운동 유속과 해류유속의 합성을 이 점에서 시행하여 일주기의 평균갑을 구하는 모형이다. 일방향흐름의 해류나 천해파에 의한 파운동이나 해저면 가까이 경계층흐름은 완난류, 천이난류, 전난류 등 세가지 종류로 대별된다. 그 중 완난류로 대별하여 두 경우에 대한 합성류 마찰력 산정방법을 제시하였다.

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폴리아닐린과 첨가제에 따른 아연전기도금층의 표면 외관 특성 (Characteristics of Surface Appearance of Zn Electrodeposits with Polyaniline and Additives)

  • 이상백;박형호;배인성;윤재식;김병일
    • 한국재료학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.146-152
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    • 2002
  • Effect of polyaniline and additives on surface appearance of Zn electrodeposition was investigated by SEM and XRD analyzing. We carried out the experiment from sulfate Zinc bath containing sulfonated polyaniline, gelatin and thiourea by EG(Electrogalvanizing) simulator. Addition of polyaniline and gelatin in bath, crystal size and shape of hexagonal plane of Zn crystal reduced. Mixing of thiourea, however, brittle deposits were observed because of the difference between vertical growth and parallel growth. (1011) peak appeared with polyaniline and gelatin in XRD analysis. In case of mixing of polyaniline, gelatin and thiourea, (1011) peak appeared and intensity of Zn basal plane decreased. These results suggested that overpotential increased with addition of polyaniline and additives In bath.

분리 웨어의 상하 조절과 전형판을 이용한 유기상 원심추출기 개발 (Development of centrifugal extractor for organic phase extraction using a height controlled separation weir and a divert plate)

  • 김영환;윤지섭;정재후;홍동희;박기용
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1997년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.515-518
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    • 1997
  • Resident time of the centrifugal extractor for organic phase extraction using a height controlled separator weir and a divert plate is the important factor that affects significantly the chemical material extraction and the productivity in the chemical and mechanical processes. In this paper, it describes the design of the device for extraction of an organic phase from radioactive wastes, and considers phase separating weir and divert disk, both being designed to be adjustable in their positions, for effectively separating an organic phase. A height-adjustable separating weir unit used for separating the organic phase from the aqueous phase using a phase separating weir and designed to control the height of the separating weir as desired so as to allow the weir to be positioned at a boundary layer between two separated phases. The centrifugal extractor controls satisfactorily the mixed reaction time of two phases within the separator regardless of the variations of the mixing ratio of the two phases and the rotating speed of the extractor, is designed to be adjustable in its position in the vertical direction, thus allowing the user to appropriately select the mixed reaction time of the two phases within the extractor as desired. From development of a centrifugal extractor, it can effectively recover such usable elements, and preferably reducing the output quantity of radioactive wastes.

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장미형확산관 형태의 해양방류시스템의 혼합특성 연구 (A Study on Mixing Characteristics of Ocean Outfall System with Rosette Diffuser)

  • 김영도;서일원;권석재;류시완;권재현
    • 상하수도학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.389-396
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    • 2008
  • The hybrid model can be used to predict the initial near field mixing and the far field transport of the buoyant jets, which are discharged from the submerged wastewater ocean outfall. In the near field, the jet integral model can be used for single port diffusers while the ${\sigma}$ transformed particle tracking model was used in the far field. In this study, the experimental study was performed to verify the developed hybrid model in the previous research. The developed hybrid model properly predict the surface and vertical concentration distribution of the single buoyant jets with various effluent and ambient conditions. The hybrid model can also simulate the surface concentration distribution of the rosette diffuser except for the parallel diffuser with the higher densimetric Froude number due to the assumption that dynamic effects of the effluent plumes are negligible in the far field. The application of the hybrid model to rosette diffusers can predict the concentration near the diffuser more accurately when the line-plume approximation is used.

2次元 垂直壁을 지니는 再附着 剝離 斷層 의 亂流構造 에 관한 硏究 (I) (Investigation on the Turbulence Structure of Reattaching Separated Shear Layer Past a Two-Dimensional Vetrical Fenc(I))

  • 김경천;정명균
    • 대한기계학회논문집
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    • 제9권4호
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    • pp.403-413
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    • 1985
  • 본 논문에서는 수직벽 하류에 형성되는 박이 전단층의 발전과 재부착 그리고 재발전 경계층에 대해 평균 속도, 벽면의 압력 분포, 난류 강도, 레이놀즈 전단 압력 및 아직 수직벽에 대해서는 보고된바 없는 난류 떨림 속도 성분들의 3승곱 통계치를 측정하여 난류 구조의 변화를 분석하고 이를 수치적 계산 모델개발의 자 료로 제공하고자 함이 이 연구의 목적이다.

$CF_4$ 첨가에 따른 polyimide 박막의 패터닝 연구 (The Patterning of Polyimide Thin Films for the Additive $CF_4$ gas)

  • 강필승;김창일;김상기
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 추계학술대회 논문집 Vol.14 No.1
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    • pp.209-212
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    • 2001
  • Polyimide(PI) films have been considered as the interlayer dielectric materials due to low dielectric constant, low water absorption, high gap-fill and planarization capability. The PI mm Was etched with using inductively coupled plasma (ICP). The etching characteristics such as etch rate and selectivity were evaluated to gas mixing ratio. High etch rate was $8300{\AA}/min$ and vertical profile was approximately acquired $90^{\circ}$ at $CF_{4}/(CF_{4}+O_{2})$ of 0.2. The selectivies of polyimide to PR and $SiO_{2}$ were 1.2, 5.9, respectively. The etching profiles of PI films with an aluminum pattern were measured by a scanning electron microscope (SEM). The chemical states on the PI film surface were investigated by x-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Radical densities of oxygen and fluorine in different gas mixing ratio of $O_{2}/CF_{4}$ were investigated by optical emission spectrometer (OES).

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Quantitative Determination of Nicotine in a PDMS Microfluidic Channel Using Surface Enhanced Raman Spectroscopy

  • Jung, Jae-hyun;Choo, Jae-bum;Kim, Duck-Joong;Lee, Sang-Hun
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제27권2호
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    • pp.277-280
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    • 2006
  • Rapid and highly sensitive determination of nicotine in a PDMS microfluidic channel was investigated using surface enhanced Raman spectroscopy (SERS). A three-dimensional PDMS microfluidic channel was fabricated for this purpose. This channel shows a high mixing efficiency because the transverse and vertical dispersions of the fluid occur simultaneously through the upper and lower zig zag-type blocks. A higher efficiency of mixing could also be obtained by splitting each of the confluent streams into two sub-streams that then joined and recombined. The SERS signal was measured after nicotine molecules were effectively adsorbed onto silver nanoparticles by passing through the three-dimensional channel. A quantitative analysis of nicotine was performed based on the measured peak area at 1030 $cm^{-1}$. The detection limit was estimated to be below 0.1 ppm. In this work, the SERS detection, in combination with a PDMS microfluidic channel, has been applied to the quantitative analysis of nicotine in aqueous solution. Compared to the other conventional analytical methods, the detection sensitivity was enhanced up to several orders of magnitude.