• Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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• v.29 no.1
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• pp.117-123
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• 2024

Bubbles generated in water receive an upward buoyant force due to the density and pressure difference of the surrounding fluid. Additionally, the behavior, shape, and heat exchange process of bubbles vary depending on the viscosity, surface tension, rising speed, and size difference with the surrounding fluid. In this study, we modeled speed, and heat transfer of a high-temperature single bubble rising in a cylindrical water tank. For this purpose, velocity, and temperature of the bubbles were calculated using theoretical equations, to be compared with numerical simulation results. The numerical analysis was performed using a commercial software, and the stability of the numerical analysis with mesh size was confirmed through calculation of the grid convergence index. The numerical analysis of the rising speed and temperature of a single bubble showed the values to converge when the minimum cell size was 1/160 of the bubble diameter, and the temperature decrease was confirmed to be the same as that of the surrounding fluid within 0.05 seconds.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.129.1-129.1
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• 2011

최근 급격한 경제성장과 고도 산업사회로의 전환에 따라 에너지 수요가 크게 증가하고 있다. 이에 따라 석유, 가스 등 화석에너지의 소비량과 온실가스 배출량이 급격히 늘어나고 있는 실정이다. 따라서 화석에너지의 소비와 온실가스 배출을 저감시키기 위해 친환경적인 에너지를 이용하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 이와 같은 노력 중 하나가 바로 태양열에너지를 이용하는 방법이다. 태양열에너지는 자원 고갈의 우려가 없고, 에너지의 이용 과정에서 공해 물질을 배출하지 않아 대체 에너지원으로 각광을 받고 있다. 하지만 에너지 밀도가 낮고 에너지의 공급이 기상조건에 따라 큰 영향을 받으므로 태양열에너지를 이용하기 위해서는 효율적인 집열시스템이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 우수한 열적특성을 가진 탄소나노유체를 히트파이프 작동유체에 적용하여, 태양열 집열기의 효율을 향상시키기 위해 탄소나노유체의 열전도도 및 점도특성을 비교분석하였다. 나노유체는 에탄올에 산화 다중벽 탄소나노튜브(Oxidized Multi-walled Carbon Nanotubes, OMWCNTs)를 혼합하고, 초음파 분산하여 제조하였다. 에탄올-산화탄소나노유체의 열전도도와 점도는 저온($10^{\circ}C$), 상온($25^{\circ}C$), 고온($70^{\circ}C$)에서 측정하여 비교분석하였으며, 열전도도는 전기 전도성 유체의 비정상 열선법(Transient Hot-wire Method)을 이용하여 측정하였고, 점도는 회전형 디지털 점도계를 이용하였다. 실험 결과 0.1 vol%의 에탄올-산화탄소나노유체의 열전도도는 기본 유체 대비 33.72%($10^{\circ}C$), 33.14%($25^{\circ}C$), 32.26%($70^{\circ}C$)가 향상되었으며, 점도 또한 기본유체보다 크게 증가하지 않아 히트파이프 작동유체로서 우수한 효과를 나타낼 수 있음을 확인하였다. 본 연구의 결과는 태양열 집열기 히트파이프의 효율 향상을 위한 기초자료로써 유용한 정보를 제공할 것이라 판단된다.

• Journal of the Korean Magnetics Society
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• v.17 no.6
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• pp.253-258
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• 2007

In this study, an analysis of natural convection of magnetic fluids in a closed-semicircular pipe was performed by the numerical methods. For the numerical method GSMAC method of Siliomis is used. From the results of numerical methods it is verified that the natural convection of the magnetic fluid, I investigated the nature convection phenomenon of the magnetic fluid with numerical analysis and was going to study the thermodynamic characteristic of the magnetic fluid. Because the effect of magnetic field control natural convection, we needed to find effective method to eliminate heat in the cure of heat transfer.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1993.10a
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• pp.35-41
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• 1993

산업사회가 발전함에 따라 거대한 플랜트(plant)를 포함하여, 원자력 발전소 와 로켓트 등과 같이 구조적 안전성과 정확한 성능의 확보가 극히 중요시되 는 설비들이 많이 등장하고 있다. 이들 설비를 구성하고 있는 파이프계 (piping system)는 강성 또는 연성재료 및 각종 valve등으로 구성되어 있기 때문에, 고온 고압 고속의 유체가 파이프 내부를 흐를 때 일으키는 진동현상 및 플랜트의 과도운전 상황에서의 일어나는 수격현상(water hammer 또는 steam hammer)과 이로 기인한 제반 진동문제는 안전성확보 측면에서 많은 관심이 고조되고 있다. 이와 관련되어 유체유발진동에 관한 많은 연구들이 수행되었으며, 파이프계에 장착된 밸브에 대한 연구는 Weaver등에 의하여 실험적, 이론적으로 수행되었다. 그들은 유동방정식에서 비정상 베르누이 방 정식을 사용하여 내부유동방정식을 간략하게 유도하였으나, jet flow에 의한 유체의 운동량변화를 고려하지 않고 해석되어 그 결과에 의문이 제기된다. 그러므로 본 연구에서는 체크밸브(check valve)가 부착된 파이프계에서 일어 나는 유체유발진동 및 안정성에 관한 이론적 연구를 수행하여, 파이프계의 설계에 필요한 파라미터의 영향을 파악하고자 한다. 원자력 발전소와 같이 구조적 안정성이 요구되는 플랜트를 국내 기술로 설계 시공하려는 국내 실 정에서 이로 인한 파이프계에 발생할 수 있는 유체유발진동과 안정성을 예 측할 수 있는 해석이론은 파이프계의 설계 및 운전조건의 선정에 있어서 그 의의가 크다고 할 수 있겠다.

• Economic and Environmental Geology
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• v.32 no.2
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• pp.129-139
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• 1999

Hydrothermal gold deposits of the Trabong district in Vietnam occur as single-stage quartz $\pm$ calcite veins (0.3-1.2 m thick) which fill fault fractures in graphite-bearing gneiss and schist of the Chulai Complex and Kham Duc Formation of the Proterozoic age. Ore grades are 1.3 to 92.4 g/ton Au. Ore mineralogy is very simple, consisting mainly of pyrite with minor amounts of base-metal sulfides and electrum. Gold grains occur in two assemblages as follows: (1) early, Fe-rich (7.2-10.4 mole % FeS) sphalerite + electrum (50.4-64.3 atom % Au) assemblage occurring as inclusions in pyrite; (2) late, Fe-poor «4.7 mole % FeS) sphalerite + galena + electrum (47.6-81.7 atom % Au) assemblage occurring along fractures of pyrites. Based on fluid inclusion data and thermochemical considerations of ore mineral assemblages, ore minerals were formed at high temperatures (about $230^{\circ}C$ to $420^{\circ}C$) from $H_{2}O-CO_{2}(-CH_{4})$-NaCI fluids with the sulfur fugacity of about $10^{-6}$ to $10^{-10}$ atm. Fluid inclusion data also indicate that ore mineralization occurred mainly as a result of fluid unmixing accompanying $CO_2$ effervescence. Calculated oxygen and measured hydrogen isotope compositions of mineralizing waters (${\delta}^{18}O_{V-SMOW}$ values = 5.3 to 8.6$\textperthousand$, ${\delta}D_{V-SMOW}$ values = - 60 to - 52$\textperthousand$), along with the sulfur isotope compositions of vein sulfides (${\delta}^{34}S_{CDR}$ values = - 1.2 to 2.8$\textperthousand$) and carbon isotope compositions of inclusion $CO_2$ (${\delta}^{13}C_{PDB}$ values = - 4.7 to - 2.0$\textperthousand$) indicate that the high temperature (mesohypothermal) gold mineralization formed from a magmatic fluid.

• Journal of computational fluids engineering
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• v.16 no.2
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• pp.56-61
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• 2011

Numerical study is conducted to design the high temperature heat exchanger of Stirling engine by using the commercial CFD solver, FLUENT. The Fin-tube type of heat exchanger is designed as a reference model by considering the type of engine which is ${\beta}$-configuration. To find the optimal design of heat exchanger in heat transfer capacity numerical calculation is conducted by changing the shape, the number, and material of reference model in three-dimensional combustion field. Adjusted one-way constant velocity of working fluid that is helium is considered as the representative velocity of oscillating flow. The optimal design of heat exchanger considering the heat transfer capability is suggested by using the calculation results.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 2010.05a
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• pp.163-166
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• 2010

Numerical analysis is conducted to design the high temperature heat exchanger of Stirling engine by using the commercial CFD solver FLUENT. The fin-tube type of heat exchanger numerical calculation is conducted by changing the shape, number and material of fin shape of working fluid channel, etc in three-dimensional combustion field. Adjusted one-way constant velocity is used as the representative velocity of oscillating flow. The optimum design of heat exchanger considering the heat trasfer capability is suggested by using the calculation results.

• The KSFM Journal of Fluid Machinery
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• v.2 no.4 s.5
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• pp.40-47
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• 1999

A hot water layer (HWL hereinafter) was installed at the depth of 1.2 m from the pool surface to reduce the radiation level at the pool top. After the HWL system was improved by the replacement of the filter with the Ion Exchanger to capture the Na-24, to purify the pool water of HWL and finally to reduce the radiation at the pool top. It was confirmed by the performance test of the pump and the measurement of the pressure difference through the Ion Exchanger and the strainer, that the flow characteristics of HWL system was not adversely affected after the system modification. Also the flow analysis using the pressure loss coefficients of the Ion Exchanger and strainer, calculated by the Darcy formula, could predict the flow variations by pressure changes within $10\%$ error in comparison with the field test results. It was also confirmed that HWL was maintained with the depth of 1.2 m from the pool surface because each electric water heater was electrically and thermodynamically maintained at 30 kW and the temperature of HWL was maintained with $5^{\circ}C$ higher temperature than that of pool water. Finally, it was confirmed that the pool top radiation was saturated and stabilized below 10000 nG/hr within 24 hours as the ion exchanger captured the main nucleus, Na-24 and purified the pool water of HWL.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 2007.04a
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• pp.153-158
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• 2007

Since the introduction of Nanoimprint in the mid-1990s, Nanoimprint lithography, a low-cost, non-convential method, has been the dominant lithography technology that guarantees high-throughput patterning of nanostructures. Based on the mechanical embossing mechanism, Nanoimprint lithography creates the nanopatterns on the polymer material cast on the substrate. In essence, the process needs nanofabrication equipment for printing with the adequate control of temperature, pressure and control of parallels of the stamp and substrate. This article introduce the possibility and reality of the thermal control on the hot plate using a CFD code. Numerical computation has been conducted for assessing the feasibility of a hot plate($120{\times}120\;mm2$). PID control is adopted to ensure high temperature uniformity in several zones. Parallel experiments have also been performed for verifying thermal performance. Not only show the results the optimum number of thermocouples related to controllers but also suggest that the thermal simulation using a CFD code would be an alternative method to design and develop the thermal control equipment in the financial aspect.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.05a
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• pp.42.2-42.2
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• 2009

연속주조공정에서 용강의 통로, 산화방지 및 유체 흐름을 용이하게 하는 역할을 하는 다공성 노즐(porous nozzle)은 용강과의 직접적인 접촉으로 인한 화학 반응 및 용강의 침투현상을 방지하기 위해 불활성 가스를 주입하여 청정강을 제조하는데 이용된다. 공정 중 노즐 막힘으로 인한 배압상승과 열충격에 의한 크랙(crack) 발생이 문제되고 있으며 신뢰성 향상 연구가 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 기공크기와 기공분포가 고온안정성 및 내열충격성에 미치는 영향을 알아보고, 내구성 시험 및 고장분석을 통하여 노즐의 신뢰성 향상 방안을 고찰 하였다. 기공을 제어한 시편을 제조하여 기공분포에 따른 고온안정성을 확인하기 위해 실제 사용 조건인 용강온도($1550^{\circ}C$)와 보다 높은 온도($1700^{\circ}C$)에서 각각 고온 시험을 수행하였다. 열충격을 스트레스 인자로 한 내구성 시험을 수행한 후 고장원인을 분석하였으며 열화정도를 확인하기 위해 열처리 온도에 따른 차압 및 굽힘 강도 변화를 비교하였다. 또한 결정상 분석을 통해 온도에 대한 상변화를 확인하였고, 시편의 표면 및 파단면의 미세구조 분석을 통해 크랙 발생여부를 확인하였다. 다공성 노즐의 기공분포가 균일 할수록 고온안정성 및 내열충격성이 향상됨을 확인하였고, 이를 통해 Porous Nozzle의 열화원인으로 판단되는 기공 크기 및 분포에 따른 크랙 발생에 대해 열응력 고찰을 수행하였다.