• 제목/요약/키워드: equivalent porous medium

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단열-다공암반에서 유동저항 이론을 이용한 지하수 유동 평가에 관한 연구 (A Study on the Groundwater Flow in Fractured-Porous Media by Flow Resistance Theory)

  • 한지웅;황용수;강철형
    • 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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    • 한국방사성폐기물학회 2005년도 춘계 학술대회
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    • pp.231-238
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    • 2005
  • 본 연구에서는 유동저항이론을 기초로 하여 연속다공체, 분리단열망 및 연속다공체-분리단열망 공존암반과 같은 3가지 암반을 대상으로 암반 특성에 따른 지하수 유동저항 개념 모델링 및 관계식을 제안하였다. 정상상태조건에서 밀도변동은 고려하지 않았으며 유한 체적법을 이용하였다. 각종 물성치는 블록 중심에서 정의되고, flux는 블록면에서 정의되는 staggered 격자 체계하에서 모든 블록에 대해 Darcy 법칙이 적용되었다. 접촉면에서의 투수계수는 인접면 중심에서 정의된 물성치의 조화평균값을 사용하였다. 유동저항개념을 이용하여 인접한 블록간의 상대압력차와 flux의 관계를 표현하였다. 개개의 단열에서의 유동은 다공암반에서 이용된 방정식과 동일한 형태의 2차원 방정식으로 모사되었다. 본 논문에서 제안된 모델은 추후 다양한 암반 특성별 유동 모사 기법을 개발하는데 많은 기여를 할 것으로 기대된다.

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지하 굴착에 의한 침하와 수리전도도 증가에 관한 수치해석적 연구 (Numerical Studies of Subsidence and Hydraulic Conductivity Enhancement Due to Underground excavation)

  • 윤용균
    • 한국암반공학회:학술대회논문집
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    • 한국암반공학회 2000년도 암반공학문제의 수치해석(Numerical Analysis in Rock Engineering Problems)
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    • pp.139-146
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    • 2000
  • 지하 채굴에 따른 침하와 수리전도도의 변화 양상에 관하여 조사를 하였다. 채굴 후 암반내 발생하는 변형률과 변형률 의존 수리전도도와의 상호 관계를 나타내는 식을 얻기 위하여 절리 암반을 등가 다공질 매질로 고려하였으며, 단일 절리의 수리전도도는 평행판 이론을 적용하여 결정하였다. 해석 결과에 따르면 채굴 후 암반내 수리전도도의 변화는 침하에 의해 발생한 변형률에 직접적으로 연관이 있는 것으로 나타났다. 채굴적의 폭을 증가시킴에 따라 최대 침하량과 수리전도도의 크기가 증가하였다. 절리 간격은 수리전도도의 변화에 영향을 주는 것으로 나타났다.

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지하 굴착에 의한 침하와 수리전도도 증가에 관한 수치해석적 연구 (Numerical Studies of Subsidence and Hydraulic Conductivity Enhancement Due to Underground Excavation)

  • 윤용균
    • 터널과지하공간
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    • 제10권3호
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    • pp.387-394
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    • 2000
  • 지하 채굴에 따른 침하와 수리전도도의 변화 양상에 관하여 조사를 하였다. 채굴 후 암반내 발생하는 변형률과 변형률 의존 수리전도도와의 상호 관계를 나타내는 식을 얻기 위하여 절리 암반을 등가 다공질 매질로 고려하였으며, 단일 절리의 수리전도도는 평행판 이론을 적용하여 결정하였다. 해석 결과에 따르면 채굴 후 암반내 수리전도도의 변화는 침하에 의해 발생한 변형률에 직접적으로 연관이 있는 것으로 나타났다. 채굴적의 폭을 증가시킴에 따라 최대 침하량과 수리전도도의 크기가 증가하였다. 절리 간격은 수리전도도의 변화에 영향을 주는 것으로 나타났다.

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Fractional order thermoelastic wave assessment in a two-dimension medium with voids

  • Hobiny, Aatef D.;Abbas, Ibrahim A.
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제21권1호
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    • pp.85-93
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    • 2020
  • In this article, the generalized thermoelastic theory with fractional derivative is presented to estimate the variation of temperature, the components of stress, the components of displacement and the changes in volume fraction field in two-dimensional porous media. Easily, the exact solutions in the Laplace domain are obtained. By using Laplace and Fourier transformations with the eigenvalues method, the physical quantities are obtained analytically. The numerical results for all the physical quantities considered are implemented and presented graphically. The results display that the present model with the fractional derivative is reduced to the Lord and Shulman (LS) and the classical dynamical coupled (CT) theories when the fractional parameter is equivalent to one and the delay time is equal to zero and respectively.

지하수로 포화된 가로등방성 층상지반에 설치된 강체 원형 기초의 동적 거동 (Dynamic Behavior of Rigid Circular Foundation in Water-Saturated Transversely Isotropic Layered Stratum)

  • 이진호;박정준;김재관;진병무
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2005년도 학술발표회 논문집
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    • pp.47-51
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    • 2005
  • If a structure is founded on the ground saturated with pore water, then the ground should be modeled as a saturated two-phase porous medium for accurate earthquake response analysis. In this study, an axisymmetric transmitting boundary hyperelement is developed for modeling of far field of the ground using u-U formulation for water-saturated transversely isotropic layered stratum. The developed hyperelement is verified by comparing the dynamic stiffness of rigid circular foundation on water-saturated isotropic layered stratum with the case of using equivalent single-phase medium model.

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동적 지반-구조물 상호작용 해석을 위한 지하수로 포화된 가로등방성 층상지반의 3차원 전달경계 (3-Dimensional Transmitting Boundary for Dynamic Soil-Structure Interaction Analysis in Water-Saturated Transversely Isotropic Stratum)

  • 이진호;김재관
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2006년도 학술발표회 논문집
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    • pp.345-350
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    • 2006
  • If a structure is founded on the ground saturated with pore water, then the ground should be modeled as a saturated two-phase porous medium for accurate earthquake response analysis. In this study, a 3-dimensional transmitting boundary is developed for modeling of far field using u-U formulation for water-saturated transversely isotropic layered stratum. The developed transmitting boundary is verified by comparing the dynamic stiffness of rigid square foundation on water-saturated isotropic layered stratum with the case of using equivalent single-phase medium model.

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Dynamic impedance of a floating pile embedded in poro-visco-elastic soils subjected to vertical harmonic loads

  • Cui, Chunyi;Zhang, Shiping;Chapman, David;Meng, Kun
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제15권2호
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    • pp.793-803
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    • 2018
  • Based on the theory of porous media, an interaction system of a floating pile and a saturated soil in cylindrical coordinates subjected to vertical harmonic load is presented in this paper. The surrounding soil is separated into two distinct layers. The upper soil layer above the level of pile base is described as a saturated viscoelastic medium and the lower soil layer is idealized as equivalent spring-dashpot elements with complex stiffness. Considering the cylindrically symmetry and the pile-soil compatibility condition of the interaction system, a frequency-domain analytical solution for dynamic impedance of the floating pile embedded in saturated viscoelastic soil is also derived, and reduced to verify it with existing solutions. An extensive parametric analysis has been conducted to reveal the effects of the impedance of the lower soil base, the interaction coefficient and the damping coefficient of the saturated viscoelastic soil layer on the vertical vibration of the pile-soil interaction system. It is shown that the vertical dynamic impedance of the floating pile significantly depends on the real stiffness of the impedance of the lower soil base, but is less sensitive to its dynamic damping variation; the behavior of the pile in poro-visco-elastic soils is totally different with that in single-phase elastic soils due to the existence of pore liquid; the effect of the interaction coefficient of solid and liquid on the pile-soil system is limited.

전기화학반응을 포함한 3차원 열$\cdot$유동해석을 통한 용융탄산염 연료전지의 단위 전지 성능해석 (Prediction of MCFC Unit Cell Performance Using 3-D Heat & Fluid Analysis with Electrochemical Reaction)

  • 김영록;최도형
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2004년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.141-144
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    • 2004
  • An analysis procedure for the MCFC channel flow has been developed to predict the fuel cell performance. The channel formed by the uniformly distributed trapezoidal supports is approximated by the porous medium that yields the equivalent pressure drop. The Wavier-Stokes, energy, and species equations are solved to obtain the velocity, temperature and concentration fields for a local current density which is computed from electrochemical correlations. The fuel cell characteristics, such as the temperature, pressure, mole concentration, voltage and current density distributions, are presented and discussed.

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30톤급 실물형 연소기 산화제 매니폴드 유동해석을 통한 유량 균일성 개선 (Flow Analyses for the Improvement of Uniform Distribution at LOx Manifold of a $30\;ton_f$ Full-scaled Combustor)

  • 김홍집;김성구;김종규;한영민;최환석
    • 한국추진공학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.16-23
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    • 2008
  • 30 톤급 실물형 연소기의 산화제 매니폴드에서의 유동 균일성 문제를 파악하기 위하여 유동해석을 수행하였다. 분사기의 모사를 위하여 다공성 매질로 가정하고, 다공성도 (porosity)를 조절하여 분사기 차압을 모사하였다. 수직 및 수평 분리막에서의 구멍의 직경, 입구 포트의 형상에 따른 유동의 균일성 정도를 파악하고, 개선된 설계 수정안을 제시하였다. 수직 및 수평 분리막 구명의 형태와 배치 수정을 통하여 유량 균일성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

가스발생기 연료 및 산화제 매니폴드 유동해석을 통한 유량균일성 파악 (Flow Analyses for the Uniform Distribution of Propellants at Manifolds of a Full-scale Gas Generator)

  • 김홍집;최환석
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권11호
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    • pp.1140-1147
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    • 2009
  • 펌프공급방식 액체로켓엔진 가스발생기의 매니폴드를 대상으로, 연료 및 산화제의 유량 균일성을 파악하기 위하여 유동해석을 수행하였다. 3가지의 연료링과 3가지의 분사기 헤드 형상에 대하여 유동해석을 수행함으로써, 유량균일성을 검토하였다. 이를 통해 최적의 유량균일성을 가지는 연료링과 분사기 헤드의 형상을 결정하였다. 또한 분사기 출구에서의 혼합비 분포를 유동해석 결과로부터 도출하였다. 이를 통하여, 연료와 산화제 모두 유량균일성이 우수한 형상을 결정할 수 있었다.