• 플랜트 저널
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• 제15권2호
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• pp.56-61
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• 2019

본 연구에서는 500 MW급 초임계압 석탄 화력발전소의 발전보일러용 고압 급수가열기에서 발생한 내부 튜브의 파손 사례 분석을 통해 운전 기록 모니터링에 의한 발전보일러용 고압 급수가열기 내부 튜브의 파손 예측 방안을 모색하고자 하였다. 이 연구를 통해 고압 급수가열기 내부 튜브 파손 시 쉘 측 수위 조절 밸브 개도와 보일러 급수펌프 흡입 유량의 변화로 내부 튜브 파손을 진단할 수 있는 예측 모형을 제안하였고, 제안된 예측 모형은 급수 계통의 불균형이 일어난 추가 사례를 통해 실증하였다. 이에 따라 본 연구와 유사한 특성의 발전보일러용 고압 급수가열기의 경우에도 쉘 측 수위 조절 밸브 개도와 보일러 급수펌프의 흡입 유량의 정상 운전 상태 값 대비 현재 운전 값 비교는 고압 급수가열기 내부 튜브의 파손에 대한 유력한 예측 진단 방안이 될 수 있다고 판단된다.

• Wind and Structures
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• 제35권1호
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• pp.55-66
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• 2022

Tall buildings are often subjected to steady and unsteady forces due to external wind flows. Measurement and mitigation of these forces becomes critical to structural design in engineering applications. Over the last few decades, many approaches such as modification of the external geometry of structures have been investigated to mitigate wind-induced load. One such proven geometric modification involved the rounding of sharp corners. In this work, we systematically analyze the impact of rounded corner radii on the reducing the flow-induced loading on a square cylinder. We perform 3-Dimensional (3D) simulations for high Reynolds number flows (Re=1 × 105) which are more likely to be encountered in practical applications. An Improved Delayed Detached Eddy Simulation (IDDES) method capable of capturing flow accurately at large Reynolds numbers is employed in this study. The IDDES formulation uses a k-ω Shear Stress Transport (SST) model for near-wall modelling that prevents mesh-induced separation of the boundary layer. The effects of these corner modifications are analyzed in terms of the resulting variations in the mean and fluctuating components of the aerodynamic forces compared to a square cylinder with no geometric changes. Plots of the angular distribution of the mean and fluctuating coefficient of pressure along the square cylinder's surface illustrate the effects of corner modifications on the different parts of the cylinder. The windward corner's separation angle was observed to decrease with an increase in radius, resulting in a narrower and longer recirculation region. Furthermore, with an increase in radius, a reduction in the fluctuating lift, mean drag, and fluctuating drag coefficients has been observed.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.149-155
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• 2013

본 연구에서는 저수지 취수탑에 연결된 방류관의 게이트 직하류에서 발생하는 공기연행현상에 영향을 미치는 인자들을 수리모형실험을 통해서 파악하였다. 또한 측정자료의 $\frac{Q_a}{Q_w}$와 $Fr_g-1$ 관계를 이용하여 공기관의 연행공기량 추정식을 개발하였다. 측정된 자료는 게이트 하류 흐름에 따라 구분되었으며, 개발된 실험식은 만관 흐름인 경우에 $\frac{Q_a}{Q_w}=0.0304(Fr_g-1)^{1.0622}$, 자유수면 흐름인 경우에 $\frac{Q_a}{Q_w}=0.0271(Fr_g-1)^{1.8205}$이었다. 측정 자료와 기존 연구결과들의 비교를 통해서 측정 자료가 기존 실험식의 추정 결과와 유사한 분포를 나타내고 측정 자료의 신뢰성이 확보된 것으로 파악되었다. 또한 공기관 부근에서 발생하는 공기연행현상은 게이트 하류에서 발생하는 사류 특성으로부터 영향을 받는 것으로 나타났다. 최종적으로 하류 만관 흐름 조건에 대한 실험식은 공기관 설계에 적용이 가능한 것으로 사료된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.93-100
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• 2013

본 연구에서는 트윈박스 단면인 이순신대교의 레이놀즈수 변화에 따른 공기력의 영향을 살펴보는데 그 목적이 있다. 이를 위하여 1/30 대축척 모형을 제작하여 공군사관학교 아음속 중형 풍동에서 최대 풍속 70m/s까지 풍속을 증가시켜가면서 공기력을 측정하여, 전북대학교 소형풍동에서 수행한 저레이놀즈수 풍동실험 결과와 비교하였다. 본 연구 대상 교량 단면은 레이놀즈수의 영향을 받는 것으로 나타났으며, 고레이놀즈수 실험 결과 기존 저레이놀즈수 실험보다 항력계수는 약 23%정도 낮은 수준인걸로 나타났다. 또한 경계층 촉진장치를 효과적으로 이용하면 기존의 저레이놀즈수 풍동실험 조건에서 고레이놀즈수 모사 실험이 가능한 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권8호
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• pp.39-44
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• 2014

초임계 조건에서 제조된 망간산화물이 코팅된 활성탄($Mn_3O_4$/AC)에 의한 납 흡착특성을 규명하기 위해 칼럼실험을 통해 파과특성에 미치는 운전변수의 영향에 관해 실험하였다. 활성탄에 망간산화물을 코팅시킴으로써 물질전달대와 평형흡착량은 대략 2.8배 증가하는 것으로 나타났다. 흡착층 높이의 증가는 수용액이 흡착대에 체류하는 시간을 증가시켜 파과시간, 물질전달대와 평형흡착량을 증가시키는 것으로 나타났다. 칼럼으로 공급되는 유량이 증가함에 따라 수용액으로부터 흡착제로 납이 빠르게 전달되어 접촉되므로 파과시간과 물질전달대가 감소하였다. 유량 증가는 흡착대에서 납의 체류시간을 감소시켜 흡착경계면에서의 확산현상을 감소시키므로 평형흡착량을 감소시키는 것으로 나타났다. 칼럼으로 유입되는 납 농도가 증가하면 흡착제로 전달되는 납의 양이 증가하여 물질전달이 빠르게 완료되므로 파과시간과 물질전달대가 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권4호
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• pp.61-68
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• 2015

초임계 연소에 대한 기초연구로써 축소형 액체 로켓 엔진에서 기체산소/케로신, 기체아산화질소/에탄올 추진제 조합의 정상상태 연소의 분무를 관찰하고 비교하였다. 분무의 가시화에는 shadowgraph 기법을 사용하였으며 실험결과를 분석하기 위해 shadowgraph를 후처리하여 밀도구배강도 이미지를 사용하였다. 정상상태 연소압력이 동일한 조건에서 기체산소/케로신 추진제의 액체 제트 표면의 굴곡이 심하고 분사기 팁 근처에서 급격한 밀도구배를 보이는 것이 관찰되었다. 밀도구배강도의 평균 이미지에서 분무 중심 길이를 도출하였으며 더 낮은 운동량 플럭스 비 조건에서도 기체산소/케로신의 분무중심 길이가 더 짧은 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제36권5호
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• pp.777-785
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• 2003

본 연구에서는 비구조격자 좌표계상에서 천수방정식 해석을 위한 수치모형을 개발하였다. Fractional step method를 이용하여 이차원의 천수방정식을 두개의 일차원 문제로 분리하여 계산 효율이 우수한 수치연산을 수행하였다. 분리된 일차원 문제는 이차정확도의 TVD 기법을 이용하여 해석하였다. TVD 기법은 HLLC 기법을 이용하여 Riemann 해를 구한후 WAF 기법을 기반으로 이용하였으며 WAF 흐름율 제한자를 이용하여 이차정확도 문제에 수반되는 비물리적인 수치진동을 제어하였다. 개발된 모형을 다양한 문제에 적용한 결과, 해석해와 계산된 결과가 매우 잘 일치하였으며, 본 모형이 불연속해나 상류사류의 혼합흐름 및 이동경계 문제 등에 이용될 수 있음을 보였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.87-99
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• 1992

댐 붕괴의 유형을 순간적 붕괴와 점진적 붕괴로 구분하였고 각 경우에 대하여 첨두유량의 산정식을 Metric 단위로 환산하여 유도하였다. 기존의 SMPDBK 모형에서 사용된 거리 매개변수의 개념을 도입하고 국내 댐 및 저수지의 자료를 기초로 한 새로운 무차원 홍수추적곡선을 유도하였다. 새로운 추적곡선은 기존의 모형에서 다루지 않은 사류(射流)상태의 경우도 포함하고 있으므로, 산지하천이 많은 국내유역에 적용시킬 수 있도록 하였다. 본 연구에서 유도된 무차원 홍수추적곡선은 Froude 수가 증가됨에 따라 유량감쇠비(流量減衰比)도 증가하고 있는 경향을 보여주었으며, 그 증가율은 Froude 수가 증가함에 따라 감소하고 있었다. 특히, 사류의 경우에서는 Froude 수가 커짐에 따라 그 증가율이 비교적 작게 나타나는 특성을 보이고 있었다. 효기(孝基) 댐 붕괴의 경우에 대하여 본 연구에서 유도한 무차원 홍수추적곡선을 적용한 결과를 실측치 및 동역학적 모형에 의한 계산결과치와 비교할 때, 댐 붕괴 지점에서의 첨두유량, 최고수위 및 홍수파의 도달시간 등에 있어 비교적 잘 일치되었다. 본 연구결과는 국내의 중소 댐에 경제적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.22-22
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• 2021

최근 기후변화로 인한 홍수피해가 증가하고 있어 안전하고 효율적인 물관리의 중요성이 대두되고 있다. 국내 대부분의 하천의 경우 홍수 예·경보를 위해 수위 관측을 하고 있지만 소하천의 경우에는 홍수기와 평수기의 유량차이가 크고, 경사가 급한 경우에는 사류가 발생하여 수위-유량 관계가 일정하지 않아 수위 자료만으로 하천의 유량을 측정하기 어렵다. 이러한 경우에는 직접 유속을 측정하여 유량을 산정해야 하지만 홍수기에는 유속이 빨라 측정자가 직접 유속을 측정하기에는 위험하여 현실적으로 측정하기 어려운 문제가 있다. 따라서 하천의 유속을 측정하기 위해서는 측정자가 직접 하천에 들어가 측정하는 직접 측정방법이 아니라 하천에 접촉하지 않고도 유속을 측정할 수 있는 비접촉식 측정 방법을 사용해야 한다. 비접촉식 하천 유량측정 방법 중에서 영상자동유량계측 기술은 하천의 흐름 영상을 이용하여 넓은 범위의 유속을 쉽게 측정할 수 있는 장비로 미리 설치한 지점의 하천의 영상을 사용하기 때문에 안전하고 지속적으로 홍수기 하천의 유속과 유량 측정이 가능하다. 이에 본 연구에서는 국립재난안전연구원에서 설치한 인수천 지성교의 영상자동유량계측 장비를 이용하여 2020년 8월 2일 집중호우가 발생한 시기의 유속 및 유량 측정을 수행하여 홍수시 영상유속측정 기술의 산지하천 적용 가능성을 검토하였다. 계측 결과 2020년 8월 2일 09시부터 15시 까지 그리고 3일 05시부터 4일 12시까지의 수위, 유속 및 유량을 계측하였다. 계측 결과 홍수기 상승구간과 하강구간에서의 수위-유량 관계가 다르게 나타났으며, 특히 상승기에서는 수위는 일정한 상태에서 유속만 빨라지는 사류 흐름이 발생하여 수위-유량 관계식을 사용하기 어려운 것으로 나타났다. 따라서 산지하천의 경우 하류지역의 물관리 및 홍수 예·경보를 위해서는 홍수기 수위 계측뿐만 아니라 영상자동유량계측 기술을 활용한 유량측정이 반드시 필요할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권11호
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• pp.63-70
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• 2023

지구 온난화를 유발하는 대기 중 이산화탄소 저감을 위한 해결책으로써 이산화탄소 지중 저장공법이 관심받고 있다. 지중에 이산화탄소를 저장하기 위한 방법으로는 대수층 또는 고갈된 원유층 주입 및 이산화탄소 주입을 통한 원유 회수 증진 등이 있다. 이중 대수층은 다른 저장층에 비해 큰 저장 용량을 가짐으로써, 활용성이 가장 높은 것으로 알려져 있다. 하지만, 제한된 저장 공간에 최대한의 저장 효율을 달성하기 위한 기술이 필요한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 비이온성 및 음이온성 계면활성제를 활용하여 이산화탄소의 저장 효율 향상 기술을 개발하고자 한다. 저장 효율 평가는 유체의 흐름 관찰이 가능한 마이크로모델을 활용하여 수행하였다. 이에 따른 실험 결과, 비이온성 및 음이온성 계면활성제 활용 시 순수한 물인 경우보다 가장 낮은 주입 유량에서 저장 효율은 최소 40% 이상의 향상을 보였다. 하지만, 본 연구에서 활용한 계면활성제의 이온성 및 농도에 따른 유의미한 저장 효율 변화는 도출되지 않았다. 이러한 결과는 향후 이산화탄소 지중 저장을 위한 계면활성제의 선택 및 농도 결정에 활용될 것으로 기대된다.