• 물과 미래
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• 제23권4호
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• pp.487-497
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• 1990

원자력·화력, 제철소 등의 임해공업시설로부터 온수 방출의 확산에 대한 정성, 정량적 예측은 환경관리 및 냉각수 취·배수로 설계에 매우 중요하다. 본 연구는 난류 및 부력효과가 강한 온배수의 주요 물리적 특성을 규명하고 실무에 많이 사용되고 있는 MIT 및 PDS 적분모델의 비교평가를 실시하였다. 일반적으로 MIT 및 PDS 모델은 성층화되지 않은 수역에서 주위수 및 제트 방출각도를 고려하여 온배수 거동을 산정하는 모델이다. 해석결과는 그 구성의 상이성에 의해 매우 다름이 규명되어, 온배수의 정확한 산정을 위해서는 난류모델을 이용한 수치모델의 개발 및 이의 적용이 요구된다.

• 한국CDE학회논문집
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• 제18권6호
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• pp.399-406
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• 2013

This paper describes a new simulation technique for advection-diffusion phenomena over the sea surface using the lattice Boltzmann method (LBM), capable of predicting oil dispersion from tankers. The LBM is used to solve the pollutant transport problem within the framework of the ocean environment. The sea space is represented by the lattices, where each lattice has the information on oil transportation. Since dispersed oils (i.e., oil droplets) at sea are transported by convection due to waves, buoyancy, and turbulent diffusion, the conservation of mass and many physical oil transport rules were used in the prediction model. Since the LBM is modeled using the uniform lattices and simple rules, it can be easily accelerated by the parallel mechanism, for example, GPU-accelerated method. The proposed model using the LBM is used to simulate a simple pollution event with the oil pollutants of 10,000 kL. The simulation results indicate that the LBM method accelerated with the GPU is 6 times faster than that without the GPU.

• Wind and Structures
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• 제14권1호
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• pp.15-34
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• 2011

Three wind-tunnel simulations of the atmospheric boundary layer (ABL) flow in suburban country exposure were generated for length scale factors 1:400, 1:250 and 1:220 to investigate scale effects in wind-tunnel simulations of the suburban ABL, to address recommended wind characteristics for suburban exposures reported in international standards, and to test redesigned experimental hardware. Investigated parameters are mean velocity, turbulence intensity, turbulent Reynolds shear stress, integral length scale of turbulence and power spectral density of velocity fluctuations. Experimental results indicate it is possible to reproduce suburban natural winds in the wind tunnel at different length scales without significant influence of the simulation length scale on airflow characteristics. However, in the wind tunnel it was not possible to reproduce two characteristic phenomena observed in full-scale: dependence of integral length scales on reference wind velocity and a linear increase in integral length scales with height. Furthermore, in international standards there is a considerable scatter of recommended values for suburban wind characteristics. In particular, recommended integral length scales in ESDU 85020 (1985) are significantly larger than in other international standards. Truncated vortex generators applied in this study proved to be successful in part-depth suburban ABL wind-tunnel simulation that yield a novel methodology in studies on wind effects on structures and air pollution dispersion.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제19권12호
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• pp.2312-2320
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• 2005

The aerodynamic effects of leading-edge accretion can raise important safety concerns since the formulation of ice causes severe degradation in aerodynamic performance as compared with the clean airfoil. The objective of this study is to develop a numerical simulation strategy for predicting the particle trajectory around an MS-0317 airfoil in the test section of the NASA Glenn Icing Research Tunnel and to investigate the impingement characteristics of droplets on the airfoil surface. In particular, predictions of the mean velocity and turbulence diffusion using turbulent flow solver and Continuous Random Walk method were desired throughout this flow domain in order to investigate droplet dispersion. The collection efficiency distributions over the airfoil surface in simulations with different numbers of droplets, various integration time-steps and particle sizes were compared with experimental data. The large droplet impingement data indicated the trends in impingement characteristics with respect to particle size ; the maximum collection efficiency located at the upper surface near the leading edge, and the maximum value and total collection efficiency were increased as the particle size was increased. The extent of the area impinged on by particles also increased with the increment of the particle size, which is similar as compared with experimental data.

• 천문학회보
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• 제43권2호
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• pp.35.2-35.2
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• 2018

Using the K-band Multi-object Spectrograph (KMOS) at the Very Large Telescope (VLT), the KMOS Redshift One Spectroscopic Survey (KROSS) has gathered integral-field data for ~800 star-forming galaxies at a redshift z~1, when the universe was roughly half its current age and forming the bulk of its stars. With spatially-resolved observations, KROSS reveals galaxies that are both gas-rich and highly turbulent. It is possible to derive the observed and baryonic Tully-Fisher (luminosity - rotation velocity) relations, thus constraining the mass-to-light ratios and total (luminous + dark) masses of the galaxies. This in turn highlights the dependence of the relation zero-point on the degree of rotational support of the galaxies (rotational velocity to velocity dispersion ratio). By degrading and analogously analysing integral-field data of hundreds of local galaxies from the Sydney-AAO Multi-object Integral-field Spectrograph (SAMI) survey, a robust comparison z=0 Tully-Fisher relation can also be derived, thus further constraining the luminous and dark mass growth of disk galaxies over the last 7 billions years. This unique comparison also reveals that systematic effects associated with sample selection and analysis methods are as large as the effects expected from cosmological evolution, and thus that most other comparisons employing heterogeneous data and/or methods can safely be ignored.

• 터널과지하공간
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• 제11권4호
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• pp.319-327
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• 2001

장대도로터널 환기시스템의 최적 설계 및 운영은 새로운 설계도구의 개발을 요구하며 최근 환기 관련 변수들의 동적인 관계를 정량적으로 분석할 수 있는 도구로써 널리 이용되고 있다. 본 연구는 도로터널 환기시뮬레이션 모델인 NETVEN의 현장 검증연구를 국내 도로터널을 대상으로 수행함을 목적으로 하였다. 환기방식 및 차량통행방식이 다른 4개 터널을 대상으로 시뮬레이션 및 현장 측정연구를 수행하였으며 시뮬레이션 모델의 적용 결과와 측정 결과의 차이는 다음 4가지 요인에 기인한 것으로 분석된다. (1)실제 터널내 기류는 정상류 유동을 가정하는 시뮬레이션 모델과는 달리 천이-지연계의 특성을 가지고 있다. (2) 시뮬레이션 모델은 정상상태를 가정하나 측정값은 순간값을 대상으로 하므로 분산이 상대적으로 크게 나타난다. 환기력 관련변수들은 거의 정상상태가 아니며 교통 및 기상관련 변수들은 특히 순간적인 변화가 심한 편이다. (3) CO 농도의 경우에 출구부근에서의 차이가 상대적으로 크게 나타나는 현상이 뚜렷하며 특히 농도가 상대적으로 클수록 차이가 크다. 이는 난류확산에 의한 농도 저하가 원인으로 보인다. 난류확산 가능성은 최대 농도지점이 출구점이 아닌 약간 안쪽 지점에서 나타나는 현상에서도 나타나고 있다. (4) 교통량이 많을 경우 환기속도 오차가 크게 나타나므로 차량의 배기특성뿐만 아니라 공기역학적 특성에 대한 지속적인 연구가 필요하다.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.11-22
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• 1987

흐름수역(水域)에서 연직상향으로 방류되는 평면부력(平面浮力)?의 거동이 연속방정식(連續方程式), 운동량방정식(運動量方程式) 및 추적물수송식(追跡物輸送式)의 기본방정식을 수치적(數値的)으로 풀음으로서 해석(解析)된다. 난류확산(亂流擴散)에는 Prandtl의 혼합거리이론(混合距離理論)을 도입한 난류수송모형(亂流輸送模型)이 이용된다. 수치해과정(數値解過程)은 기본방정식을 유함수(流凾數)(stream function)식(式)과 골도수송(滑度輸送)(vorticity transport)식을(式) 이용하여 변환(變換)한 후, ?방류속도(放流速度), ?방류구폭(放流口幅) 등(等)으로 표현되는 변수(變數)와 흐름을 지배(支配)하는 무차원매개변수(無次元媒介變數)를 도입하여 무차원화(無次元化)하고 successive under-relaxation을 이용하여 Gauss-Seidal 반복법(反復法)으로 해를(解) 구(求)하는 것이다. 수치실험(數値實驗)은 방류(放流)Froude수(數)가 4~32, 방류속도(放流速度)와 가로흐름속도와의 비로(比) 정의되는 속도비가 8~15 의 범위의 흐름영역(領域)에서 수행되었다. 부력(浮力)?으로 인한 주변(周邊)흐름수역(水域)의 속도변화(速度變化), 온도상승(溫度上昇)범위, 흐름상태 및 골도(滑度)가 조사되었으며, ?의 경로에 대한 속도비와 방류밀도Froude 수의 영향이 또한 조사되었다. ?중심선의 속도, 온도변화, 국부밀도(局部密度)Froude 수(數)의 변화가 계산되며 퍼짐율(spreading rate)과 확산비(擴散比)(dispersion ratio)가 방류밀도(放流密度)Froude 수, 국부밀도(局部密度)Froude 수(數) 및 속도비(速度比)의 항(項)으로 해석되었다. 또한 속도와 온도분포를 상사(相似)(similarity)로 나타낼 수 있음이 밝혀졌으며, Gaussian 분포(分布)를 이용한 적분형해석(積分型解析)(integral type analysis)이 가능한 것으로 사료된다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제16권2호
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• pp.92-102
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• 2004

본 논문은 조류의 대ㆍ소조 변동이 존재하는 해역에서의 점열원에 대한 초과수온 분포를 예측하는 해석해를 다룬다. 해석해는 Jung et al.(2003)이 제시한 2차원 해석해를 기본으로 하여 조류의 대ㆍ소조 변동과 수평 확산계수의 대ㆍ소조 변화를 반영할 수 있는 형태로 확장되었다. 일련의 해석모형 실험을 통해 조류 및 난류확산의 변동에 따른 열오염의 이동ㆍ확산 변화를 검토하였다. 실험결과 열오염의 이동ㆍ확산은 tidal excursion 거리 이내에서는 조류의 크기에 좌우되며 tidal excursion 거리를 벗어난 해역에서는 주로 수평 확산에 의해 결정되는 것으로 나타났다. 특히 tidal excursion 거리 이내 해역에서 초과수온 분포는 수평 확산계수의 대ㆍ소조 변동에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 즉, 1$^{\circ}C$이상의 비교적 높은 초과수온이 발생하는 범위는 수평 확산계수의 대ㆍ소조 변동을 고려하는 경우가 상대적으로 더 멀리 확장하는 경향을 보여주었다.

• 한국분무공학회지
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• 제6권1호
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• pp.18-24
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• 2001

Liquid fossil fuel contaminated by water can cause trouble in the combustion processes and affect the endurance of a combustion system. Using an optical sensor to monitor the water content instantaneously in a fuel pipeline is an effective means of controlling the fuel quality in a combustion system. In two component liquid flows of oil and water, the flow pattern and characteristics of water droplets are changed with various flow conditions. Additionally, the light scattering of the optical sensor measuring the water content is also dependent on the flow patterns and droplet characteristics. Therefore, it is important to investigate the detailed behavior of water droplets in the pipeline of the fuel transportation system. In this study, the flow patterns and characteristics of water droplets in the turbulent pipe flow of two component liquids of gasoline and water were investigated using optical measurements. The dispersion of water droplets in the gasoline flow was visualized, and the size and velocity distributions of water droplets were simultaneously measured by the phase Doppler technique. The Reynolds number of the gasoline pipe flow varied in the range of $4{\times}10^{4}\;to\;1{\times}10^{3}$, and the water content varied in the range of 50 ppm to 300 ppm. The water droplets were spherical and dispersed homogeneously in all variables of this experiment. The velocity of water droplets was not dependent on the droplet size and the mean velocity of droplets was equal to that of the gasoline flow. The mean diameter of water droplets decreased and the number density increased with the Reynolds number of the gasoline flow.

• 공업화학
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• 제8권5호
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• pp.816-821
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• 1997

기체분산기로 단일노즐을 사용한 내부순환 공기리프트 반응기에서 수력학과 액체의 흐름특성을 해석하였다. 실험은 공기-물계에서 기체속도와 반응기의 높이를 변화시키면서 국부지역의 기체체류량과 추적자의 충격-응답곡선을 측정하였다. 실험결과, 약 8 cm/s이상의 기체속도에서 상승관은 기포가 강한 합체를 일으키는 난류흐름을 나타내었고 하강관에서는 균일한 크기의 큰 기포들이 분산된 지역까지의 축방향 높이가 기체속도의 증가에 따라 감소하였다. 그리고 국부지역과 반응기 전체의 평균 기체체류량은 기체속도가 증가할수록 증가하였고 반응기 상부지역의 높이가 증가할수록 감소하였다. 또한 혼합시간은 기체속도보다 반응기 상부지역의 높이에 크게 영향을 받으며 이들이 증가할수록 감소하였다. 상승관과 하강관에서 액체의 흐름은 플러그흐름에 근접하였고 환전혼합흐름으로 볼 수 있는 반응기 상부지역의 크기에 따라 반응기 전체의 액체흐름특성이 크게 변화하였다. 이때 액체의 순환속도는 기체속도가 증가할수록 증가하였고 다른 기체분산기에서 보다 상당히 큰 값을 나타내었다.