• 제목/요약/키워드: open channel flow

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Bile Acid Inhibition of N-type Calcium Channel Currents from Sympathetic Ganglion Neurons

  • Lee, Hye-Kyung;Lee, Kyoung-Hwa;Cho, Eui-Sic
    • The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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    • 제16권1호
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    • pp.25-30
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    • 2012
  • Under some pathological conditions as bile flow obstruction or liver diseases with the enterohepatic circulation being disrupted, regurgitation of bile acids into the systemic circulation occurs and the plasma level of bile acids increases. Bile acids in circulation may affect the nervous system. We examined this possibility by studying the effects of bile acids on gating of neuronal (N)-type $Ca^{2+}$ channel that is essential for neurotransmitter release at synapses of the peripheral and central nervous system. N-type $Ca^{2+}$ channel currents were recorded from bullfrog sympathetic neuron under a cell-attached mode using 100 mM $Ba^{2+}$ as a charge carrier. Cholic acid (CA, $10^{-6}M$) that is relatively hydrophilic thus less cytotoxic was included in the pipette solution. CA suppressed the open probability of N-type $Ca^{2+}$ channel, which appeared to be due to an increase in (no activity) sweeps. For example, the proportion of sweep in the presence of CA was ~40% at +40 mV as compared with ~8% in the control recorded without CA. Other single channel properties including slope conductance, single channel current amplitude, open and shut times were not significantly affected by CA being present. The results suggest that CA could modulate N-type $Ca^{2+}$ channel gating at a concentration as low as $10^{-6}M$. Bile acids have been shown to activate nonselective cation conductance and depolarize the cell membrane. Under pathological conditions with increased circulating bile acids, CA suppression of N-type $Ca^{2+}$ channel function may be beneficial against overexcitation of the synapses.

CCHE2D 모형을 이용한 합류부에서 흐름 및 하상변동 분석 (Analysis of flow and bed changes at a $90^{\circ}$ Open-Channel Junction by using CCHE2D Model)

  • 김준호;장창래
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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    • pp.678-682
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    • 2009
  • 하천의 합류부에서는 홍수시 침수피해가 빈번하게 발생 하거나 하안침식, 강턱붕괴, 하천의 장갑화 등의 악영향이 발생하는데, 이러한 현상의 원인 규명을 위해 본류와 지류의 유량비에 의해 혹은 지류의 유입각에 의해 다양한 흐름 특성을 가정하고 개수로 장치를 이용하거나 수치모형 실험을 통하여 연구되고 있다. 본 연구에서는 미시시피 대학 연구기관인 NCCHE(Natioanl Center for Computational Hydroscience an Engineering)에서 개발한 CCHE2D 2차원 수치모형을 이용하여, 개수로 합류부에서 흐름 및 하상변동 특성을 분석하였다. 수치모의 결과는 "Experiments on Flow at a $90^{\circ}$ Open-Channel Junction", Journal of Hydraulic Engineering, May 2001, Vol. 127, No. 5, 340-350.에 기재되었던 논문의 실내실험 결과와 비교분석하였으며, 유속의 분포는 $0.01{\sim}1.0$ m정도로 개수로 관측치와 비교적 유사하게 모의 되었다. 또한 하상 변동 모의 결과 Biron 등(1996)이 제안한 합류부에서 6구역의 흐름 정의도와 대체적으로 유사하게 모의 되었으며, 최대 유속 구간에서 $-0.2m{\sim}0.03m$의 침식이 발생하고, 정체 구간과 분리구간에서 $0.01{\sim}0.02m$의 퇴적이 발생하였다. 본 연구의 결과는 하천의 물리적 특성을 파악하고 하천공사나 수리구조물 설계의 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

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DNS 자료를 이용한 개수로에서 이차흐름의 생성메커니즘 분석 (Analysis of Generating Mechanism of Secondary Flows in Turbulent Open-Channel Flows using DNS Data)

  • 정영훈;최성욱
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권2B호
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    • pp.139-144
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    • 2006
  • 측벽이 존재하는 개수로 난류흐름에 대한 DNS 자료를 사용하여 레이놀즈 전단응력 및 이차흐름의 생성메커니즘을 규명하였다. 측벽 부근에서 이차흐름의 양상을 보면, 상부 및 하부 모서리 부근에서는 측벽을 향해 침투되는 이차흐름이 형성된 반면, 그 외의 영역에서는 수로 중앙을 향해 분출하는 이차흐름이 형성된 것으로 나타났다. 측벽 부근에서 레이놀즈 전단응력의 분포를 산정하였으며, 고유구조와 연계하여 분석하였다. 사분면 해석에서 측벽을 향해 침투되는 이차흐름이 생성된 영역에서는 쓸기현상이 지배적인 반면, 측벽으로부터 분출되는 이차흐름이 형성된 영역에서는 분출현상이 지배적인 것으로 나타났다. 또한 조건부 사분면 해석을 통해 레이놀즈 전단응력의 생성 및 이차흐름의 양상이 지배적인 고유구조의 방향성에 의해 결정된다는 것을 확인하였다.

개수로에서 식생에 의한 수리특성 변화에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Variation of Hydraulic Characteristics due to Vegetation in Open Channel)

  • 이준호;윤세의
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제40권3호
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    • pp.265-276
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    • 2007
  • 홍수터에 식생된 하도에서 수리학적 특성의 이해는 하천복원사업을 계획하거나 홍수터를 관리하는데 중요하다. 본 연구에서는 길이 16 m,폭 0.8 m 의 실험수로에 인공식생을 이용하여 수리학적 특성변화를 분석하였다. 실험수로 단면은 단단면과 복단면으로 구분하였다. 하상경사는 0.5 %,유량은 $0.2\;m^3/s\;{\sim}\;0.4\;m^3/s$ 범위이고,수심비,식생밀도, 식생 위치를 변화시키면서 실험을 수행하였다. 단단면 수로 저면에 식생하였을 경우 수심비가 약,3.5 이상부터는 식생에 의한 수위 증가는 거의 없는 것으로 관측되었다. 복단면 홍수터에 관목을 식생 할 경우 수위 상승량은 최대 6% 정도이며,저수로 내 유속은 식생전의 단면평균유속에 비하여 약 25% ${\sim}$ 85% 정도로 증가하였다. 홍수터 식생에 의한 저수로 유속 증가량은 식생밀도와 비례하고 수심비와는 반비례한다. HEC -RAS 및 RMA-2 모형을 이용하여 산정된 식생 구간의 조도계수 범위는 단단면의 경우 0.055 ${\sim}$ 0.14 이며, 복단면에서는 0.063 ${\sim}$ 0.085 정도로 산정되었다.

수제의 잠김 정도에 따른 3차원 흐름 구조 변화에 관한 실험 연구 (Flume experiments for studying the effects of submergence on three-dimensional flow structure around a spur dike)

  • 이지용;전정숙;김영규;강석구
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제51권2호
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    • pp.109-120
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    • 2018
  • 본 연구에서는 직선 개수로 내 설치된 50% 잠긴 수제 모형 주위에서 발생하는 3차원 흐름 현상 연구를 위한 수리모형실험이 수행되었다. 수리모형실험은 두 가지 Froude 수($Fr{\simeq}0.10$$Fr{\simeq}0.18$)에서 수행되었다. 그리고 본 실험 결과를 잠기지 않은 수제 실험결과(Jeon and Kang, 2016)와 비교하여 수제의 잠김 흐름 발생에 따른 흐름 변화를 관찰하였다. 시간평균유속과 난류에너지를 구하기 위해 초음파 유속계를 이용해 3차원 실시간 유속을 측정하였고 시간평균 수위를 측정하기 위해 초음파 거리 센서를 이용해 실시간 수위를 측정하였다. 수제의 잠김 흐름 발생은 3차원 유속분포에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

개수로내 식생에 의한 Manning계수의 변화 (Variation of Manning's Coefficient due to Vegetation in Open Channel)

  • 권갑근;김형석;윤성범
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 한국방재학회 2008년도 정기총회 및 학술발표대회
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    • pp.401-404
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    • 2008
  • The vegetation in the surrounding area of river is a primary factor to increase water level during flood. The influence of vegetation on the river flow in a bank has been investigated by using a hydraulic experiment. For a hydraulic experiment square-shaped piers are used as a model of unsubmerged rigid vegetation in a open channel. For fully developed uniform flows, the water elevation of the experiment was measured as varying the interval of piers and the porosity which presents the fraction of water flowing area in the cross-sectional area. The Manning's roughness coefficient, which implicates energy losses due to the vegetation, was obtained by using the experimental data. As a result, the energy losses were varied when the distance of piers and the porosity of area were changed, and the Manning's coefficient increased nonlinearly when a water elevation increased.

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유한요소법을 이용한 개수로단면급확대부의 순환현상해석 (Finite Element Analysis for Circulation Phenomena in Sudden Expansion of Open Channel)

  • 윤태훈;서승원
    • 물과 미래
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    • 제21권1호
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    • pp.67-76
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    • 1988
  • 수심에 대하여 평균을 취한 2차원 연속방정식 및 운동방정식에 Galerkin형 유한요소법이 적용되어 개수로 단면급확대부의 순환현상을 해석하였다. 모형의 타당성실험이행하여진 단순한 수로에서의 파동실험결과, 본 모형이 L2오차 0.5% 이내에서 만족스럽게 수렴학 있으며, 댐파괴시 수면곡선해석에서도 수치해와 정확도가 거의 일치하는매우 양호한 결과가 도출되어 모형의 타당성 및 유용성이 제시된다. 순환흐름 해석시 초기조건으로 주수로부의 흐름을 정의하는 새로운 조건이 도입되어 이용되었고, 측벽경계조건으로는 Neumann 조건 이외에 slip 조건을 취하여 실험한 결과 slip 조건이 no-slip 조건일 때의 강한 경계층을 배제하는 타당한 측별경계조건으로 판단된다. 본 모형을 개수로단면급확대부에 적용한 결과 하상마찰 및 유효전단에 기인된 난류의 영향은 크지 않은 반면 이송가속도는 순환흐름에 지대한 영향을 미치는 것으로 나타났다.

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개수로에서 소유사의 영향을 고려한 부유입자 유동에 관한 수치적 연구 (A Numerical Analysis of Sediment-laden Flow in Open Channel with Bed-load Effect)

  • 윤준용;강승규;강시환
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제33권4호
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    • pp.461-469
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    • 2000
  • 본 연구에서는 부유입자를 포함하는 유동을 입자크기와 입자량을 달리한 몇 가지 경우에 대하여 수치적으로 해석하고 Coleman(1981, 1986)의 실험결과와 비교하였다. 완전 난류 유동장을 해석하기 위하여 k-$\omega$난류모형을 사용하였으며, 농도장 해석을 위해서는 침강속도를 고려한 일반화된 농도방정식을 적용하였다. 유동과 입자의 상호작용은 Einstein과 Chien(1955)의 모형을 도입하여 수치계산하였다. 기존의 대부분 연구에서는 소유사의 두께를 고려하지 않은 연구를 수행하였으나, 입자량이 많아지거나 입자크기가 클 경우 이를 무시할 수 없는 것으로 밝혀졌다. 소유사의 두께와 하상에 의한 표면 거칠기 효과를 고려하여 본 연구를 수행하였는데, 여기서 농도분포를 결정짓게 되는 $\beta$값이 입자의 크기와 입자량에 관련되어 있다는 사실을 확인할 수 있었다. 기존 연구결과는 $\beta$가 1.0보다 큰 값을 가진다고 보고되었으나, 본 연구를 통해 1.0보다 작아질수 있음이 확인되었고, 이는 최근에 보고된 연구 결과와 일치되는 결과이다.

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정규배열내의 실린더 사이에서의 완전발달된 층류 유동의 기하학적 계수의 해석 (Analysis of Geometric Parameters for Fully Developed Laminar Flow Between Cylinders Arranged in Regular Array)

  • 이동렬
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제25권5호
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    • pp.1037-1049
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    • 2001
  • Considerable interest has evolved in the flow of non-Newtonian fluids in channels of noncircular cross section in compact heat exchanges. Analytical solution was developed for prediction of the flow rate and maximum velocity in steady laminar flow of any incompressible, time-independent non-Newtonian fluids in straight closed and open channels of arbitrary, but axially unchanging cross section. The geometric parameters and function of shear describing the behavior of the fluid model were evaluated for fluid flow among a bundle of rods arranged in triangular and square array. Numerical values of dimensionless maximum velocities, mean velocities, pressure-drop-flow parameters and friction factors were evaluated as a function of porosity and pitch-to-radius ratio.

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