With increasing concerns of organic micropollutants, which are not removed by conventional wastewater treatment process, advanced oxidation processes (AOPs) are recently introduced. Among AOPs, electrochemical advanced oxidation processes (EAOPs) have advantages of simple operation and reasonable costs for construction and maintenance. However, low diffusion rate of pollutants from solution to electrode is regarded as a limitation. In this study, hollow fiber type of carbon nanotube (CHF) was fabricated and operated with flow through system to enhance mass transfer rate. The removal efficiency of BPA was achieved in following order: flow through, cross-flow, and batch methods. In addition, rate of removal in flow through system was significantly enhanced, comparing that of cross-flow operation.

This paper presents the flow analysis of flow over a cylindrical helical-blade turbine to investigate its optimum performance by varying design parameters. For numerical investigations, shear stress transport (SST) turbulence model is used. This simulation is carried out using commercial code CFX by ANSYS Inc. In this paper, the shape optimization was of turbine blades with NACA0021 performed for the vertical-axis turbine having the cylindrical shape. The influences of blade angle of attack, helical angle, and solidity on each shape are grasped. From of the flow analysis, power coefficient decreased when the helical angle was 20 degrees or more, and no electricity is produced when the solidity of 0.1. As a result of the shape optimization, the cylindrical turbine showed the highest power coefficient of 0.2733 at 3° of the blade angle of attack, 10° of the helical angle, and 0.2 of the solidity at the tip speed ratio of 1.

In this study, the CFD analysis was performed by changing the geometry of coil-tube diameter ratio, coil winding number, coil pitch, and cross section of the tube to investigate the heat flow characteristics of forced convection in a helical coil-tube heat exchanger using RSM (Reynolds Stress Model). As a result, the secondary flow was developed in the tube caused by the influence of centrifugal force. It improved the heat transfer on the outer side of the tube, but on the inner side was not performed well. And the temperature rose locally in the tube region. Also the pressure drop in the tube was proportional to the diameter ratio of the coil-tube and the inlet velocity, and it was found that pressure drop and friction factor were inversely proportional. When the coil winding number and coil pitch were increased, it affected heat transfer in the low speed range of 0.1 ~ 0.2 m/s, but did not affect the flow condition after this range.

In this study, several tests such as liquid limit test, compaction test, and XRF analysis were conducted on silty sand (SM) containing air to investigate the saturation collapse phenomenon due to flow liquefaction, which can result to the increase of the saturation degree and water content. The relationship between the flow strength and water content of the test material, which was artificially prepared by mixing Saemangeum dredged soil and water at different mixing ratios, was investigated to determine the strength variation caused by intergranular flow. When silicon dioxide (Si02) and water react with each other, energy is generated from capillary phenomenon and the attractive force between particles increases from 10% to 20% due to matric potential. The maximum flow resistance is maintained at the range of 20% to 30% water content, which is larger than the optimum water content obtained from the compaction test, so that flow resistance is greater in the region where the maximum shearing force is significantly high. However, if the water content is increased to more than 30%, the flow resistance is significantly low.

기존의 한방향 펌프는 순환과 배수를 위해 각각의 모터를 사용하지만, 양방향 펌프는 하나의 모터로 모터의 회전 방향에 따라 배수와 순환이 모두 가능하므로 원가절감이 가능하다. 하지만 양방향 펌프는 배수와 순환 시 펌프 케이싱 내부에서 역류와 흡입이 발생하여 유입된 물이 각각 배출구와 순환구로 원활하게 유출되지 못하는 단점이 있다. 본 연구에서는 주효과 분석을 통해 배출과 순환 시 유출되는 유량과 토크에 주요한 영향을 미치는 인자를 설계변수로 선택하여 실험계획법, 근사 모델, 그리고 최적설계를 통해 펌프 케이싱 형상을 최적화함으로써 역류와 흡입은 개선하고 펌프의 토크 대비 배출구와 순환구의 유량을 증가시키는 효과를 거두었다.

도시 내 상업지역의 지리적 분포 양상과 그에 영향을 미친 요인들에 대한 관심이 증대되고 있다. 본 연구에서는 상업 집적지의 공간적 변화가 활발히 일어나는 홍대지역을 사례로 상업 집적지의 시공간적 변화 분석을 수행하였다. 분석에는 비교적 짧은 기간에 발생한 상업 집적지의 공간적 범위 변화를 탐지하는 데에 적합성이 높은 유동인구 자료와 기존의 연구들에서 활용한 요식업 현황 자료를 이용하였으며, 각각 2016 4월년부터 2017년 4월까지 세 개 시점의 분석 결과를 비교하였다. 인구유동 자료에 기반을 둔 분석 결과, 홍대지역 상업 집적지의 공간적 범위가 점차 확장되었으며 특히 북측 방향과 남측 방향으로 크게 변화하였음을 확인하였다. 요식업 현황 자료에서도 유사한 공간적 변화가 탐지되었으나, 변화량이 다소 적게 나타났다. 홍대지역과 신촌·이대거리, 망리단길은 상업 집적지 간의 연결성이 뚜렷하게 드러나지 않고 별개의 집적지를 형성한 것으로 나타났다. 종합적으로 홍대지역의 상업 집적지는 포화상태인 기존의 공간적 범위를 벗어나 임대료가 상대적으로 저렴한 주택가로 확장되는 형태로 변화해나간다는 점이 재확인되었다. 본 연구에서 활용한 자료와 방법론 및 정량적 분석 결과는 젠트리피케이션을 비롯하여 도시공간구조 변화와 관련된 논의들에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

난류경계층이 유지되기 위한 에너지 공급은 경계층 내 구조물인 와류들의 상호작용으로 끊임없이 이루어진다. 이러한 난류 유동은 수송분야의 마찰저항 및 해양구조물의 침식 및 진동을 유발하기 때문에 유동 제어를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 제어의 극대화를 위해서는 난류 에너지 전달이 어떻게 이루어지는지에 대한 메카니즘 규명이 필수적이고, 이를 위해서는 층류경계층 내 유동현상으로 파악하는 것이 명확하고 용이하다는 장점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 층류경계층 내 평판에 반구를 설치하여 역압력구배을 발생시킴으로써 교란된 유동현상의 상호작용을 분석하였다. 즉, 반구를 둘러싼 목걸이 와류와 반구 표면의 유동 박리에 의한 후류영역에서 머리핀 와류가 생성되어 상호 유기적으로 영향을 주고받는다. 이 과정에서 목걸이 와류는 후류영역으로 높은 운동량의 유체를 유입시켜 머리핀 와류의 발생 주파수를 증가시킨다. 반구 전방에 구멍을 뚫어 국부적인 흡입제어로 목걸이 와류의 와도를 감소시킴으로써 그 영향이 완화되는 과정을 유동 가시화 및 열선유속계로 측정하여 정성 및 정량적으로 분석하였다.

The non-reacting flow field and the movement of sand particles inside a 30MW circulating fluidized bed combustor is numerically simulated via the finite volume method. The primary air is supplied through 23x23 array of nozzles located on the bottom and the secondary air is supplied through 12 inlet pipes located on the side walls. The steady state velocity field shows that a very complex flow pattern is formed in the lower part of the combustor. As the gas moves upward, the velocity magnitude decreases and the gas exits the combustor after hitting the top wall. To investigate the behavior of sand particles with different diameters, a particle tracking calculation is performed by introducing sand particles continuously at the z=3 m plane. For the given air flow rate condition, sand particles smaller than 0.3 mm show a complex movement pattern near the secondary air inlet and then rise toward the outlet.

경상북도 봉화군 토석류 발생지 40개소를 대상지로 선정하여 강우의 특성 및 다양한 산림환경인자 별 로 조사하여 토석류발생 특성을 분석하였다. 토석류 발생 수는 총 40개소였으며, 토석류 발생 평균 발생 면적은 1,614.1㎡, 평균 발생토사량은 2,450㎥, 평균 길이는 120.7m, 평균 폭 11.8m로 나타났다. 토석류 가 비교적 많이 발생한 산림환경인자는 사면경사도(41°이상), 북서사면, 해발(401m~500m 이하), 종단사면 (복합), 횡단사면(오목), 침엽수, 변성암, 하천차수는(0차), 사면위치(산복), 임종(인공림), 수고(11m~15m), 흉고직경은 중경목(17cm 이상)에서 나타났다. 토석류 발생길이와 산림환경인자와의 상관분석을 실시한 결과는 사면경사(31°~40°), 종단사면(복합) 횡단사면(오목) 에서 1% 수준 내에서 정의 상관관계를 보였 고, 사면경사(41°이상), 종단사면(직선)에서 1% 수준 내에서 부의 상관관계를 보였다.

작물생육의 품질 및 생산량에 중요한 영향을 미치는 온실 내 환경관리에 대한 연구는 활발히 진행되고 있다. 주로 온실 내 환경분포를 측정하는 방법으로는 한 두 지점에 대해서만 측정하여 온실 전체를 관리하는 시스템 으로 이루어졌으며 기존 환경데이터 측정방식은 각각의 데이터 로거 및 센서간의 배선들로 인하여 복잡한 시스템으로 구성되었다. 본 연구에서는 온실 내 설치 된 각 환경센서들로부터 지점별 데이터를 획득하고 획득된 데이터는 모니터링 프로그 램을 통하여 공기유동흐름을 측정하는 장치를 개발하였다. CAN 네트워크 통신을 통하여 환경센서들의 배선 토폴로 지를 간소화 했으며 프로토콜의 견고함으로 온실 내 모니 터링을 안정적으로 데이터를 수집할 수 있도록 구현되었다. 온실 내 공간의 환경요인 분포(온·습도 및 풍속 등) 들을 12개 지점에 배치하고 온·습도 및 풍속의 환경 데이 터는 상세히 파악할 수 있도록 X, Y, Z 축으로 다수의 측 정점(총 36점)을 선정하였다. 데이터 손실 및 다양한 온실 조건을 고려하여 비트레이트를 저속 125kbit/s로 구현하여 온실 내 100m 구역내에서 센서를 추가적으로 연장(총 90 개)할 수 있도록 구축되었다. 온도, 습도, 일사량, 풍향, 풍 속, 대기압 및 강우량 등 측정된 데이터는 LabVIEW에 연 동되어 실시간으로 센서 정보 출력이 가능하도록 구현되었다. 온실 내 환경 분포는 사용자의 편의에 따라 환경분포를 수평(XZ), 수직(YZ)축으로 가시화 할 수 있으며, 보간의 범위를 원하는 값으로 설정하여 보간 할 수 있도록 구현되었다. 추후에 온실 내의 공간에 따라 온도, 습도, 풍속, CO2 등의 환경 측정 실험을 통하여 CFD 모델링과의 검증 및 비교에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

이 연구의 목적은 강남 선정릉지역에서 전산유체역학모델(CFD)을 사용하여 도시지역의 흐름 및 열 환경 모의를 검증하는 것이고, CFD 모델의 모의결과와 선정릉 지역의 관측 자료와 비교하는 것이다. CFD 모델은 국립기상과학원과 서울대가 공동으로 연구 개발된 모델이다. CFD_NIMR_SNU 모델은 기상청 현업 모델인 국지예보모델(LDAPS)의 바람성분과 온도성분을 초기 및 경계조건으로 적용되었고 수목효과와 지표 온도를 고려하여 2015년 8월 4일에서 6일까지 강남 선정릉 지역을 대상으로 수치실험을 진행하였다. 선정릉지역에서 수목효과 적용 전후의 풍속을 비교하였을 때 평균 제곱근 오차(RMSE)는 각각 1.06, 0.62 m s−1로 나타났고 수목효과 적용으로 풍속 모의정확도가 향상되었다. 기온은 LDAPS 과소 모의하는 경향을 나타내고 CFD_NIMR_SNU 모델에 의해 향상된 것을 확인하였다. CFD_NIMR_SNU 모델을 이용하여 복잡한 도시지역의 흐름과 열 환경을 자세하고 정밀한 분석이 가능하며, 도시 환경 및 계획에 대한 정보를 제공 할 수 있을 것이다.

본 논문에서는 과도한 계산용량이 필요한 초음속 비행체의 비정상 열응답 해석을 수행하기 위한 준-비정상해석 기법을 소개한다. 준-비정상해석 기법은 연성 연계 기법과 복합 열전달 해석기법을 통합한 방법으로 계산시간 단축시키면서 동시에 정확도를 향상시키기 위해 고안되었다. 또한 준-비정상해석 시, 해석 구간을 분할하기 위한 기준시간을 결정하는 알고리즘을 고안하여 준-비정상해석 기법의 정확도를 향상시키고자 하였다. 본 논문에서는 준-비정상해석 기법을 평가하기 위하여 가상의 비행 시나리오에서 열응답 해석을 수행하였으며, 비정상 해석 결과와 비교 검증을 수행하였다. 무딘 물체의 표면 온도 및 정체점의 온도를 통해 각각의 기법의 차이를 도출하였다. 비정상 해석을 통해 도출한 정체점의 온도와 준-비정상 해석을 통해 도출한 정체점의 온도 차이는 11.4% 이내로 높은 정확도를 확보함과 동시에 28배에 가까운 계산시간을 단축시켜 해석 기법의 효율성과 정확성을 확보하였다.

PURPOSES : Road sectors contribute approximately 16 % of total GHG emission rates in South Korea. Engineers and experts expend significant efforts to identify countermeasures for the reduction of carbon emission. This study aims to determine how total carbon emission rates change depending on whether or not there is speed limit enforcement.METHODS: In this study, Lamm’s travel speed profile theory is first adopted to select the hazard road, which sections are designated as speed limit enforcement. Second, Motor Vehicle Emission Simulator (MOVES) was used to simulate the carbon emission on the road.RESULTS : The total carbon emission rate under speed limit enforcement was 10,773 g higher than the condition without speed limit enforcement in the designated road. This might affect acceleration, which can lead to increased emissions.CONCLUSIONS : There would be no researches about proving the relationship how speed limit enforcement has an effect on carbon emission. The result of our study can provide valuable guidelines regarding road safety and eco-friendly roads.

최근 대기환경 및 난류해석분야에 관심을 받고 있는 대와류모사(LES)는 그 적용분야도 다양하다. 특히 LES를 이용한 난류 유동장 해석 시, 실제와 유사한 난류의 특성을 지니고 있는 입구조건을 부여하면 해석 도메인 내에서 실제 난류를 보다 빠르게 생성시 킬 수 있다. 본 연구에서는 LES를 이용한 해석으로 난류경계층을 수치해석 도메인 내에 빠르게 생성시킬 수 있도록 하기 위해 입구 조건으로 기존에 많이 적용하는 방법 중 하나인 합성법(synthesis method)이 이용되었고, 수치해석 도메인 내에 만들어진 난류특성들을 기존의 연구결과들과 비교하였다. 입구에 유입되는 몇몇 유동특성들은 기존의 연구결과와 동일한 값을 입력할 수 있으나 유동방향의 길이크기는 쉽지 않다. 그로인해 기존의 연구결과들과 비교하였을 때, 채널 내에서 발달한 난류특성들은 약간의 차이를 나타내지만 유입데이터와 큰 차이는 나타나지 않았다. 또한, 본 합성법을 통한 난류 입구유동의 길이크기에 따른 응답특성을 확인하기 위하여, 폭방 향으로 다양한 길이스케일 변화를 주어 그 특성을 확인하였다. 그 결과, 폭방향의 길이스케일이 커질수록 벽면의 전단응력의 회복이 빨라졌으며, 이는 난류경계층의 발달이 빨라지는 것을 의미한다.

This research is to numerically perform the optimal design of the shutter valves in the two-stroke engine by analyzing flow resistance with four different design shapes. Shutter valves were numerically analysed for four different industry-design based cases using ANSYS FLUENT V.14. At the result, it was found that the most design-effective case was case 4 with dimensions of 4.5 cm radius and 26 cm length of cylinder with a sphere of 6 cm radius in the valve. Pressure loss of three cases is between 0.70% and 6.48% when compared to case 1. However, 0.16% of pressure loss increased as the rotational speed of valve increased with 1 rad/s. Thus, at lower rotational speed, the case 4 was possibly optimal shape design due to the lowest pressure loss.

The effects of intake system on turbulent kinetic energy for the in-cylinder flow of a four-valve SI engine were studied. For this study, the same head, cylinder, and the piston were used to examine turbulence characteristics in two different intake systems. In-cylinder flow measurements were conducted using three dimensional LDV system. The measurement method, which simultaneously collects 3-D velocity data, allowed a evaluation of turbulent kinetic energy inside a cylinder. High levels of turbulent kinetic energy were found in regions of high shear flow, attributed to the collisions of intake flows. These specific results support the more general conclusion that the slightly offset direction of the intake system produced higher in-cylinder velocities on the +x-axis side of the cylinder which caused some asymmetric flow patterns about the z-axis. Higher levels of turbulent kinetic energy prevailed in zones of mean velocity collisions and regions where significant directional changes in the mean velocity patterns occurred.