• 제목/요약/키워드: hydraulic head

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CFD를 이용한 슬롯 다이 헤드 내부의 유체 분포 분석 (Study on Fluid Distribution in Slot-die Head Using CFD)

  • 유수호;김기은;신영균;박종운
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.39-44
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    • 2022
  • Using a CFD (computational fluid dynamics) simulation tool, we have offered a design guideline of a slot-die head having a simple T-shaped cavity through an analysis of the fluid dynamics in terms of cavity pressure and outlet velocity, which affect the uniformity of coated thin films. We have visualized the fluid flow with a transparent slot-die head where poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(4-styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) is injected. We have shown that the fluid dynamics inside the slot-die head depends sensitively on the cavity depth, cavity length, land length, and channel gap (i.e., shim thickness). Of those, the channel gap is the most critical parameter that determines the uniformity of the pressure and velocity distributions. A pressure drop inside the cavity is shown to be reduced with decreasing shim thickness. To quantify it, we have also calculated the coefficient of variation (CV). In accordance with Hagen-Poiseuille's laws and electron-hydraulic analogy, the CV value is decreased with increasing cavity depth, cavity length, and land length.

커터헤드 형태에 따른 준설효율에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Dredging Efficiency for Cutter Head Type)

  • 박재현;김영도;이만수
    • 한국습지학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.51-58
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    • 2013
  • 본 연구에서는 준설용 커터헤드의 형태에 따른 준설효율 특성을 분석하기 위하여 개방형 및 폐쇄형으로 나누어 수리실험을 수행하였다. 준설효율에 관한 실험을 수행하기 위하여 $4.9m(L){\times}2.2m(W){\times}1.5m(H)$ 크기의 대형수조를 제작한 후 준설 운영에 필요한 여러 장치를 제작하였다. 준설효율 실험에서는 커터헤드의 준설깊이, 회전속도, 흡입속도 등에 관한 운영조건을 달리하여 실험을 수행하였다. 준설효율에 관한 실험 결과를 살펴보면 개방형의 경우보다 폐쇄형의 경우에 상당히 높은 준설효율을 유지하였다. 동일한 커터헤드의 형태에서는 커터헤드의 회전속도가 준설효율 결과에 가장 큰 영향을 미쳤으며, 보다 높은 준설효율을 위해서는 적정수준의 흡입속도가 필요한 것으로 나타났다.

HSPDA 모형 및 ADF index를 이용한 상수관망의 신뢰도 산정 (Estimation of the Reliability of Water Distribution Systems using HSPDA Model and ADF Index)

  • 백천우;전환돈;김중훈
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제43권2호
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    • pp.201-210
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    • 2010
  • 본 연구에서는 HSPDA모형을 기반으로 한 상수관망의 신뢰도분석 방안을 제안하였다. 대표적인 상수관망의 신뢰도분석 방법으로는 수량과 수압의 확보가 불가능한 수요절점을 산정하고 필요수량/공급가능수량 혹은 압력확보절점수/전체절점수 등을 계산하여 상수관망이 얼마나 신뢰할 수 있는가를 판단하는 것이 있다. 이를 계산하기 위해서는 수리모형을 이용한 상수관망의 모의가 필요하나 절점의 압력과는 상관없이 항상 모든 용수량은 공급가능하다는 가정을 사용하는 Demand-Driven Analysis (DDA) 를 신뢰도 분석에 사용할 경우 신뢰도가 과소 산정될 수 있으며, 절점수요는 절점수두에 비례한다는 가정을 사용하는 Pressure-Driven Analysis (PDA)의 적용이 필요하다. 그러나 기존에 수행된 많은 연구에서는 관망의 특성에 따라 제한적인 적용성을 가지는 PDA 모형과 semi-PDA모형이 비정 상운영상태의 상수관망 수리모의에 이용되었고 이로 인하여 정확한 상수관망의 신뢰도 산정이 어려웠다. 본 연구에서는 기존의 PDA모형의 가지는 단점을 보완한 HSPDA 모형과 Available Demand Fraction (ADF) 지수를 이용하여 상수관망의 신뢰도 산정이 가능한 모형을 제안하였다. HSPDA를 활용하여 상수관망의 비정상운영상태를 모의하고, 이를 이용하여 절점별 ADF 지수를 산정, 상수관망의 신뢰도를 산정하였다. 제안된 신뢰도분석기법을 대상관망에 적용하여 기존의 연구결과와 비교하였으며, 이를 바탕으로 수립 가능한 신뢰도 확보방안을 제시하였다.

경사식방파제 제두부에 거치된 Tetrapod의 안정중량 및 피복범위에 관한 수리실험: 비쇄파 조건 (Hydraulic Experiments on Stable Armor Weight and Covering Range of Round Head of Rubble-Mound Breakwater Armored with Tetrapods: Non-breaking conditions)

  • 김영택;이종인
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제29권6호
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    • pp.389-398
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    • 2017
  • 본 연구에서는 상치콘크리트가 설치되어 있고, 주피복재로 테트라포드(Tetrapod)가 거치된 제두부 구간에 대하여 피복재 안정중량 재분석 및 피복중량의 할증 범위에 대해 검토하였다. 결과 분석을 위하여 3차원 수리실험을 수행하였다. 수리실험 결과에 의하면 항만 및 어항설계기준 해설(MOF, 2014), 미국의 CEM(USACE, 2005) 등에 제시된 제두부 구간에서의 피복재 할증 중량은 적정한 것으로 검토되었다. 테트라포드가 거치된 경사식구조물 제두부 구간 피복재의 할증중량 피복범위는 제두부 기준선을 중심으로 설계파고의 약 5배 범위를 항내측과 항외측에 피복하는 것이 적정한 것으로 검토되었다.

복합안전주입탱크(Hybrid SIT) 설계개념 (Design Concept of Hybrid SIT)

  • 권태순;어동진;김기환
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제17권6호
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    • pp.104-108
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    • 2014
  • The recent Fukushima nuclear power plant accidents shows that the core make up at high RCS pressure condition is very important to prevent core melting. The core make up flow at high pressure condition should be driven by gravity force or passive forces because the AC-powered safety features are not available during a Station Black Out (SBO) accident. The reactor Coolant System (RCS) mass inventory is continuously decreased by releasing steam through the pressurizer safety valves after reactor trip during a SBO accident. The core will be melted down within 2~3 hours without core make up action by active or passive mode. In the new design concept of a Hybrid Safety Injection Tank (Hybrid SIT) both for low and high RCS pressure conditions, the low pressure nitrogen gas serves as a charging pressure for a LBLOCA injection mode, while the PZR high pressure steam provides an equalizing pressure for a high pressure injection mode such as a SBO accident. After the pressure equalizing process by battery driven initiation valve at a high pressure SBO condition, the Hybrid SIT injection water will be passively injected into the reactor downcomer by gravity head. The SBO simulation by MARS code show that the core makeup injection flow through the Hybrid SIT continued up to the SIT empty condition, and the core heatup is delayed as much.

경사형 및 계단형 보의 유량계수 산정을 위한 실험연구 (Experimental study on the discharge coefficient of slope-type and step-type weirs)

  • 강준구;김종태
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제49권12호
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    • pp.961-969
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    • 2016
  • 최근 들어 보의 환경적인 측면을 고려한 저낙차형 구조물 설치가 요구되면서 고정보의 형태도 다양하게 제안되고 있다. 그러나 실무에 적용하기 위한 횡단구조물의 설계 가이드라인은 매우 한정적이다. 따라서 본 연구는 국내 중소하천에 설치된 고정보의 물리적 제원 변경에 의한 수리적 특성을 분석함으로써 환경적인 측면을 고려한 저낙차형 고정보의 유량계수 산정을 위한 기초자료를 제공하는데 목적이 있다. 이를 위해 경사형 및 계단형 보에 대해 crest 변화에 따른 기본적인 유량계수를 도출하였으며 수위-유량 관계 곡선을 개발하였다. 또한 유량과 crest 등과 같은 수리학적조건을 변화시켜 자유 흐름 조건 및 잠긴 흐름 조건의 흐름특성을 분석하였다.

전산유체역학을 이용한 초저낙차 상황에서의 도립형 횡류수차의 해석 및 설계 최적화 (Computational Analysis of an Inverted-type Cross-flow Turbine for Ultra-low head Conditions)

  • 함상우;하호진;이정완
    • 한국기계가공학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.76-86
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    • 2019
  • The cross-flow turbine is a key hydraulic power system that is widely due to low costs, high efficiency, and low maintenance. In particular, the cross-flow turbine considered as the most suitable turbine for low head situations as it is known to operate down to 5 m of water head. However, the conventional cross-flow turbine is unsuitable for ultra-low head situations with less than a 3 m water head. In this study, we propose an inverted-type cross-flow turbine to overcome the limitations of conventional cross-flow turbines under ultra-low head situations. First, we described the limitations of conventional turbines and suggested a new turbine for the ultra-low head circumstances. Second, we investigated the performance of the new turbine using CFD analysis. Results demonstrated the effects of the design parameters, such as number of blades and rotor diameter ratio, on the performance of the suggested turbine. As a result, we developed an inverted-type cross-flow turbine with up to 60% efficiency under low water head conditions.

Deformation and stress behavior analysis of high concrete dam under the effect of reservoir basin deformation

  • Zheng, Dongjian;Xu, Yanxin;Yang, Meng;Gu, Hao;Su, Huaizhi;Cui, Xinbo;Zhao, Erfeng
    • Computers and Concrete
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    • 제18권6호
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    • pp.1153-1173
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    • 2016
  • According to deformation data measured in some high concrete dams, for dam body deformation, there is a complex relationship with dam height and water head for different projects, instead of a simple monotonic relationship consistently. Meanwhile, settlement data of some large reservoirs exhibit a significant deformation of reservoir basin. As water conservancy project with high concrete dam and large storage capacity increase rapidly these decades, reservoir basin deformation problem has gradually gained engineers' attentions. In this paper, based on conventional analytical method, an improved analytical method for high concrete dam is proposed including the effect of reservoir basin deformation. Though establishing FEM models of two different scales covering reservoir basin and near dam area respectively, influence of reservoir basin on dam body is simulated. Then, forward and inverse analyses of concrete dam are separately conducted with conventional and proposed analytical methods. And the influence of reservoir basin deformation on dam working behavior is evaluated. The results of two typical projects demonstrate that reservoir basin deformation will affect dam deformation and stress to a certain extent. And for project with large and centralized water capacity ahead of dam site, the effect is more significant than those with a slim-type reservoir. As a result, influence of reservoir basin should be taken into consideration with conducting analysis of high concrete dam with large storage capacity.

가청화를 이용한 댐 수차 발전기소음의 저감효과 평가 (Evaluation on Reduction Effect about Noise of Hydraulic Turbine Dynamo in Dam using Auralization)

  • 설수환;주덕훈;김재수
    • 설비공학논문집
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    • 제20권6호
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    • pp.400-408
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    • 2008
  • Multipurpose Dam, it produces electric energy by converting the potential energy into kinetic energy utilizing its head and quantity of the water. However, in this process, since during the time when the turbine connected to the hydraulic turbine generator revolves, there occurs a ceaseless loud noise, and due to this condition, it is true state that those people who work at inside of the power plant are damaging as hard as they are unable to concentrate on their work. Not only this, because the hydro-electric power generator room that locates at middle section between the hydraulic turbine room and the office is very large space volume, also since it was constructed chiefly by the reflecting material, it is functioning of amplify the noise when operating the generator, the soundproof measure against this condition is necessitated. On such viewpoint, I have presented the problem point of the relevant Hydraulic turbine dynamo and Hydraulic turbine dynamo room, and after improve such problem point, this study has ever investigated the satisfying degree about the noise-reduction at before and after of the improvement of soundproof measure, using the Auralizational technique that can experience virtual acoustic field. It is considering that such result could be utilized usefully as the fundamental material hereafter for the acoustic performance of the hydro-electric power generator room in dam and when its construction.

MODFLOW를 이용한 동해시 전천유역의 지하수분석 (Groundwater Analysis for Jun Stream Basin in Donghae City using MODFLOW)

  • 김삼은;김형수
    • 한국습지학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.342-351
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    • 2021
  • 이 연구의 목적은 MODFLOW를 이용하여 신규 지하수 관정 추가로 인한 영향을 예측하기 위해 지하수의 변화와 지하수두 또는 매개변수 민감도에 미치는 영향을 평가하는 것이다. 이 연구에서는 동해시의 전천유역 하류지역을 대상으로 두 가지 조건을 모의하였다. 첫 관측된 지하수위값을 이용하여 자연상태 정류 흐름을 모의 할 수 있는 매개변수를 결정한 후, 이미 설치되어 있는 관정까지 포함하여 모형을 구축하였다. 구축된 모형을 이용하여 지하수 관정의 추가 설치에 따른 영향을 모의하였다. 두 번째는 동해시의 물 부족 문제를 해결하기 위한 방법으로 관정을 계획하고 모의하였다. 모의 결과, 최대 지하수위 저하는 첫 번째 대수층에서 약 0.35m로 나타났으며, 이는 해수의 침입은 발생하지 않는다는 것과 관정의 계획이 물 부족의 해결책으로 무리가 없다는 것을 나타낸 것이다. 마지막으로 MODFLOW에서 사용되는 매개변수의 민감도 분석을 실시하였다. 민감도 분석 결과에서 초기 수두, 비등방성 계수, 수리전도도 및 일반수두경계가 민감한 매개변수로 판명되었다.