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관 내부 메탄-공기 분류 비예혼합 화염의 부상 특성 기초 연구 (Basic Study on Lift-off Characteristics of Non-Premixed Flames of Methane-Air Jet in a Tube)

  • 김고태;김남일
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제35권4호
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    • pp.431-438
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    • 2011
  • 비예혼합 화염의 부상 조건은 연소기의 운전 조건을 한정하는 매우 중요한 변수이다. 동축류 층류 비예혼합화염의 경우 점성계수와 물질 확산 계수의 비로 정의되는 슈미트 수가 1 보다 큰 조건에서 안정적인 부상화염이 존재하고 그 반대의 경우 부상이 불가능한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 동축 관내에서의 화염의 부상 특성에 대해 슈미트 수가 1 보다 큰 프로판과 슈미트 수가 1 보다 작은 메탄 비예혼합 화염의 부상 안정화를 실험적으로 비교하였다. 그 결과, 제한된 공간에서는 슈미트 수가 1 보다 작은 조건에서도 안정적인 부상화염이 존재할 수 있음을 확인하였다. 그 원인 규명을 위해 간단한 비반응 유동장에 대한 수치해석을 수행하였다. 결론적으로 개방공간에서와는 달리 관내 조건에서는 유한한 크기의 화염 공간으로 인해 인접한 상류에서 유동 재편이 물질확산에 비해 선택적으로 재편됨으로써 새로운 안정화 기구가 형성될 수 있음을 확인하였다. 이러한 결과는 제한된 공간내에 화염이 형성되는 일반적인 연소기의 화염안정화 설명에 중요한 단서를 제공한다.

Gas Exchange Rates Measured Using a Dual-Tracer ($SF_6$ and $^3He$) Method in the Coastal Waters of Korea

  • Lee, Hyun-Woo;Lee, Ki-Tack;Kaown, Duk-In
    • Ocean Science Journal
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    • 제43권1호
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    • pp.17-24
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    • 2008
  • Over a period of 5 days between August 12 and 17, 2005, we performed a gas exchange experiment using the dual tracer method in a tidal coastal ocean located off the southern coast of Korea. The gas exchange rate was determined from temporal changes in the ratio of $^3He$ to $SF_6$ measured daily in the surface mixed layer. The measured gas exchange rate($k_{CO_2}$), normalized to a Schmidt number of 600 for $CO_2$ in fresh water at $20^{\circ}C$, was approximately $5.0\;cm\;h^{-1}$ at a mean wind speed of $3.9\;ms^{-1}$ during the study period. This value is significantly less than those obtained from floating chamber-based experiments performed previously in estuarine environments, but is similar in magnitude to values obtained using the dual tracer method in river and tidal coastal waters and values predicted on the basis of the relationship between the gas exchange rate and wind speed (Wanninkhof 1992), which is generally applicable to the open ocean. Our result is also consistent with the relationship of Raymond and Cole (2001), which was derived from experiments carried out in estuarine environments using $^{222}Rn$ and chlorofluorocarbons along with measurements undertaken in the Hudson River, Canada, using $SF_6$ and $^3He$. Our results indicate that tidal action in a microtidal region did not discernibly enhance the measured $k_{CO_2}$ value.

노즐 직경 변화가 층류부상화염 거동에 미치는 영향 (Effects of Fuel Nozzle Diameter in the Behavior of Laminar Lifted Flame)

  • 김태권;엄현수;김경호;하지수;박정
    • 한국가스학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.77-84
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    • 2008
  • 제트상사성 이론에 의해 잘 이해되어온 층류부상화염의 부상화염 거동에 대해 연료 노즐 직경 변화 효과를 통한 부력효과의 중요성을 밝히기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 부력 효과를 평가하기 위해 연료노즐 직경을 $0.1{\sim}6\;mm$ 정도의 크기까지 변화시켰고, 헬륨을 희석제로 프로판과 메탄 화염을 순수 연료로부터 희석하면서 부상 거동을 체계적으로 관찰하였다. 부상화염 거동 설명을 위해 중요 물리 변수인 희석율로 표현되는 연료강도, 화염 스트레치, 화염 곡률 효과로 부상 거동을 체계적으로 설명하기 위해 척도 법칙(scaling law)을 통한 중요 물리 변수를 실험 변수로 유도하였다. 노즐 직경이 큰 경우와 연료 희석율이 큰 경우에 대해서는 부력 효과가 중요하다는 것을 실험 결과로부터 입증하였다. 또한, Chen 등의 결과에 따라 0.5

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Predicting rock brittleness indices from simple laboratory test results using some machine learning methods

  • Davood Fereidooni;Zohre Karimi
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제34권6호
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    • pp.697-726
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    • 2023
  • Brittleness as an important property of rock plays a crucial role both in the failure process of intact rock and rock mass response to excavation in engineering geological and geotechnical projects. Generally, rock brittleness indices are calculated from the mechanical properties of rocks such as uniaxial compressive strength, tensile strength and modulus of elasticity. These properties are generally determined from complicated, expensive and time-consuming tests in laboratory. For this reason, in the present research, an attempt has been made to predict the rock brittleness indices from simple, inexpensive, and quick laboratory test results namely dry unit weight, porosity, slake-durability index, P-wave velocity, Schmidt rebound hardness, and point load strength index using multiple linear regression, exponential regression, support vector machine (SVM) with various kernels, generating fuzzy inference system, and regression tree ensemble (RTE) with boosting framework. So, this could be considered as an innovation for the present research. For this purpose, the number of 39 rock samples including five igneous, twenty-six sedimentary, and eight metamorphic were collected from different regions of Iran. Mineralogical, physical and mechanical properties as well as five well known rock brittleness indices (i.e., B1, B2, B3, B4, and B5) were measured for the selected rock samples before application of the above-mentioned machine learning techniques. The performance of the developed models was evaluated based on several statistical metrics such as mean square error, relative absolute error, root relative absolute error, determination coefficients, variance account for, mean absolute percentage error and standard deviation of the error. The comparison of the obtained results revealed that among the studied methods, SVM is the most suitable one for predicting B1, B2 and B5, while RTE predicts B3 and B4 better than other methods.

Gas dynamics and star formation in NGC 6822

  • Park, Hye-Jin;Oh, Se-Heon;Wang, Jing;Zheng, Yun;Zhang, Hong-Xin;de Blok, W.J.G.
    • 천문학회보
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    • 제46권2호
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    • pp.70.2-71
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    • 2021
  • We examine gas kinematics and star formation activities of NGC 6822, a gas-rich dwarf irregular galaxy in the Local Group at a distance of ~490 kpc. We perform profile decomposition of all the line-of-sight (LOS) HI velocity profiles of the high-resolution (42.4" × 12" spatial; 1.6 km/s spectral) HI data cube of the galaxy, taken with the Australian Telescope Compact Array (ATCA). To this end, we use a novel tool based on Bayesian Markov Chain Monte Carlo (MCMC) techniques, the so-called BAYGAUD, which allows us to decompose a velocity profile into an optimal number of Gaussian components in a quantitative manner. We group all the decomposed components into bulk-narrow, bulk-broad, and non-bulk gas components classified with respect to their velocity dispersions and the amounts of velocity offset from the global kinematics, respectively. Using the surface densities and velocity dispersions of the kinematically decomposed HI gas maps together with the rotation curve of NGC 6822, we derive Toomre-Q parameters for individual regions of the galaxy which quantify the level of local gravitational instability of the gaseous disk. We also measure the local star formation rate (SFR) of the corresponding regions in the galaxy by combining GALEX Far-ultraviolet (FUV) and WISE 22㎛ images. We then relate the gas and SFR surface densities in order to investigate the local Kennicutt-Schmidt (K-S) law of gravitationally unstable regions which are selected from the Toomre Q analysis. Of the three groups, the bulk-narrow, bulk-broad and non-bulk gas components, we find that the lower Toomre-Q values the bulk-narrow gas components have, the more consistent with the linear extension of the K-S law derived from molecular hydrogen (H2) observations.

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GOCI와 Landsat OLI 영상 융합을 통한 적조 탐지 (Red Tide Detection through Image Fusion of GOCI and Landsat OLI)

  • 신지선;김근용;민지은;유주형
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제34권2_2호
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    • pp.377-391
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    • 2018
  • 광역범위에 대한 적조의 효율적인 모니터링을 위하여 원격탐사의 필요성이 점차 증가하고 있다. 하지만 기존 연구에서는 다양한 센서 중 해색 센서만을 위한 적조 탐지 알고리즘 개발에만 집중되어 있는 실정이다. 본 연구에서는 위성 기반 적조 모니터링의 한계로 지적되고 있는 탁도가 높은 연안역의 적조 탐지와 원격탐사 자료의 부정확성을 개선하고자 다중센서의 활용을 제시하고자 한다. 국립수산과학원 적조속보 정보를 바탕으로 적조 발생해역을 선정하였고, 해색 센서인 GOCI 영상과 육상 센서인 Landsat OLI 영상을 이용하여 공간적인 융합과 분광기반 융합을 시도하였다. 두 영상의 공간 융합을 통하여, GOCI 영상에서 관측 불가능하였던 연안지역의 적조와 Landsat OLI 영상의 품질이 낮았던 외해역의 적조 모두 개선된 탐지결과 획득 가능하였다. Feature-level과 rawdata-level로 나누어 진행된 분광 융합 결과, 두 방법에서 도출된 적조 분포 양상은 큰 차이를 보이지 않았다. 하지만 feature-level 방법에서는 영상의 공간해상도가 낮을수록 적조 면적이 과대추정되는 경향이 나타났다. Linear spectral unmixing 방법으로 픽셀을 세분화한 결과, 적조 비율이 낮은 픽셀의 수가 많을수록 적조 면적의 차이는 심화되는 것으로 나타났다. Rawdata-level의 경우Gram-Schmidt가 PC spectral sharpening 기법보다 다소 넓은 면적이 추정되었지만, 큰 차이는 나타나지 않았다. 본 연구에서는 해색 센서와 육상 센서의 공간 융합을 통해 외해뿐만 아니라 탁도가 높은 연안의 적조 역시 탐지가 가능함을 보여주었고, 다양한 분광 융합 방법을 제시함으로써 더욱 정확한 적조 면적 추정 방법을 제시하였다. 이 결과는 한반도 주변의 적조를 더욱 정확하게 탐지하고, 적조를 효과적으로 제어하기 위한 대응대책 수립을 결정하는데 필요한 정확한 적조 면적 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

탄소나노튜브 가스센서의 SF6 분해생성물 검출 및 확산현상에 관한 연구 (Detection with a SWNT Gas Sensor and Diffusion of SF6 Decomposition Products by Corona Discharges)

  • 이종철;정세훈;백승현
    • 한국진공학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.66-72
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    • 2009
  • 가스절연개폐장치 (Gas-insulated switchgear, GIS)의 내부에는 절연에 관한 이상 여부를 감시하고 판단할 수 있는 시스템이 요구된다. 부분방전에 의해 발생되는 $SF_6$ 분해생성물에 관한 단일벽 탄소나노튜브 (Single-walled carbon nanotube, SWNT)가 지닌 우수한 검출기능 때문에 SWNT를 이용한 가스센서 개발이 활발히 진행되고 있다. 하지만 아직까지 부분방전에 의해 발생된 분해생성물의 확산현상에 관한 해석적 연구는 미흡한 실정이다. 본 논문에서는 실험 데이터 및 상용 CFD (Computational Fluid Dynamics) 프로그램을 이용하여 SWNT 가스센서에 포획되는 분해생성물의 코로나 방전에 의한 발생 과정과 챔버 내부에서의 확산과정을 모델링하여 부분방전 발생 시 챔버 내부의 온도, 압력, 그리고 분해생성물의 농도 등을 수치계산하였다. 분해생성물의 시간당 질량생성율과 발생온도는 각각 $5.04{\times}10^{-10}$ [g/s]와 773 K이라 가정하였다. 농도방정식을 계산함에 있어 미지의 확산계수를 임의의 값으로 가정하여 직접 부여하는 방법을 사용하지 않고, 확산계수를 정의하는데 사용되는 Schmidt수의 값을 지정하여 확산계수가 $SF_6$ 가스의 물성치인 점성계수와 밀도의 함수로 계산되도록 하였다. 수치결과로부터 분해생성물의 농도구배가 확산을 일으키는데 주요 구동포텐셜 (Drive potential)이 됨을 확인하였다. 센서 설치위치가 부분방전 발생영역에서 멀리 떨어질수록 분해생성물 농도가 낮음을 알 수 있었고, 부분방전이 지속될수록 분해생성물의 농도가 증가함을 확인하였다. 다수의 센서를 챔버 내부에 설치하면 각 센서의 응답시간을 확인하여 PD 발생위치를 판단할 수 있을 것이고, 이를 통해 GIS 진단 및 유지보수에 관한 유용한 정보로 사용될 수 있을 것이다.

갯방풍의 지리적 분포와 자생지 특성 (Geographical Distribution and Habitat Characteristics of Glehnia littoralis Fr. Schmidt in South Korea)

  • 김성민;신동일;송홍선;김선규;윤성탁
    • 한국약용작물학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.171-177
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    • 2005
  • 본 연구는 농업 자원식물의 남한 내 분포현황 및 유전자원 보존대책 확립의 일환으로 갯방풍의 자생지 생태 및 환경특성을 해안별로 조사한 바 이의 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 갯방풍의 분포는 갯방풍은 내륙해안과 도서지역의 해안 등 거의 전 지역의 대부분 사토에서 생육하고 있었다. 자생지는 만조선과 28.2m 거리, 해발고도 2.7m의 사구에 자생했으며, 해안별로는 동해안의 자생지가 서남해안에 비해 매우 넓고 밀도와 피도가 높았다. 2. 자생지의 혼생식물은 35여 종이었으며, 그 중 갯씀바귀, 좀보리사초, 통보리사초, 갯그령, 갯쇠보리, 띠 등의 밀도와 피도가 높았다. 3. 자생지의 연평균강수량 및 온도는 전체 평균이 각각 1250.3 mm, $12.5^{\circ}C$이었으며, 해안지역별로 보면 남해안이 연평균강수량 1427.3mm, $14.3^{\circ}C$로서 동해안의 1111.1 mm, $11.3^{\circ}C$보다 강수량이 많고 온도도 높은 편이었다. 4. 자생지의 토양의 화학적 특성은 pH가 전체평균 7.9로서 약 알카리를 띠고 있었으며, 유기물함량은 0.23%로 미약하였다. $P_2O_5$와 Ca 함량은 비교적 많았고, K은 극소량이었으며 Na이 상대적으로 적어 생육과 염분과의 상관관계가 크지 않는 것으로 보였다. 해안별로는 동해안이 서남해안과 다소의 차이를 보였다.

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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인공경량골재(人工輕量骨材) 콘크리트 물리(物理)·역학적(力學的) 특성(特性) (Physical and Mechanical Properties of Synthetic Lightweight Aggregate Concrete)

  • 김성완;민정기;성찬용
    • 농업과학연구
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    • 제24권2호
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    • pp.182-193
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    • 1997
  • 본 실험은 세골재로 퍼라이트와 조골재로 인공 경량골 재인 팽창점토와 경석을 사용하여 제조된 인공경량골재 콘크리트의 물리 역학적 특성을 구명하여, 이의 실제 사용여부를 검토하기 위하여 실시되었으며, 실험을 통하여 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 물-시멘트비는 조골재로 팽창점토를 사용한 경우는 47%로 나타났고, 경석을 사용한 경우는 56%로 크게 나타났는데, 이는 사용조골재의 흡수율 차이에서 기인된 결과라 하겠다. 2. 단위중량은 조골재로 팽창점토를 사용한 경우는 $1.622kgf/m^3$, 경석을 사용한 경우는 $1,596kgf/m^3$으로 상당히 경 량성이 있는 것으로 나타났다. 3. 흡수율은 팽창점토와 경석을 사용한 경우 똑같이 17%로 나타나, 강자갈을 사용한 경우의 14%보다 약간 증가하는 경향을 보였다. 4. 압축강도는 모두 $228kgf/cm^2$ 이상으로 비교적 큰 강도발현을 보였으며, 인장강도 및 휨강도도 $27kgf/cm^2$, $58kgf/cm^2$ 이상으로 크게 나타났고, 팽창점토 및 경석 사용에 의한 강도차이는 크게 나타나지 않았다. 5. 슈미트 햄머에 의한 반발도는 압축강도가 클수록 크게 나타났으며, 팽창점토 및 경석의 사용에 의한 반발도 차이는 크게 나타나지 않았다. 6. 정탄성계수는 조골재로 팽창점토를 사용한 경우는 $1.12{\times}10^5kgf/cm^2$, 경석을 사용한 경우는 $1.09{\times}10^5kgf/cm^2$으로 사용골재에 의한 차이는 크게 나타나지 않았다. 7. 응력-변형율곡선은 응력의 증가와 함께 변형율이 증가하여 최대응력에서 파괴된 후 감소하는 경향을 보였으며, 최대응력에서의 변형율은 $2.0{\times}10^{-3}$정도로 거의 유사하게 나타났다.

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