• 제목/요약/키워드: 공기측

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FSI 기법을 이용한 와류진동 해석 (Analysis of Vortex Vibration by Using the FSI Technique)

  • 김대근;김성만
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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    • pp.754-758
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    • 2010
  • 케이블 교량에서 발생하는 사장케이블의 진동현상에 대한 현상학적 특성을 명확히 이해해야, 사장케이블의 적합한 제진설계가 가능하다. 본 연구에서는 유체의 흐름과 구조물의 진동을 동적으로 연계하여 해석하기 위하여, ADINA의 CFD 및 Structure 코드를 동적으로 연계하는 FSI(Fluid Flow with Structure Interaction) 기법을 이용하였다. 바람으로 인해 이중원형실린더의 풍상측과 풍하측 실린더에서는 와류가 방출되면서 외력이 작용하게 되며, 이러한 공기력은 풍하측 실린더의 고유진동 운동과 함께 와류진동현상을 유발한다. 본 연구에서는 풍하측 실린더의 와류진동 현상의 해석에 주안점을 두었다. 본 연구에서는 흐름의 레이놀즈수와 이중원형실린더에 대한 바람의 입사각을 변화시키며 풍하측 실린더에서 발생하는 와류진동의 크기를 분석하였다. 본 연구결과, 유입풍속 및 바람의 입사각에 따라 이중원형실린더에서 발생하는 일반적인 와류방출현상과 풍하측 실린더에 작용하는 공기력 및 변위양상을 예측할 수 있었다. 특히, 바람의 입사각이 $15^{\circ}$인 경우에는 풍하측 실린더에서 방출되는 와류로 인해 풍하측 실린더에는 비대칭의 공기력이 작용하며, 이는 풍하측 실린더가 2사분면에서 4사분면 방향으로 진동하는 원인이 되는 것으로 판단된다.

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고분자전해질 연료전지의 동작압력에 대한 가스 확산층의 위치 별 전류밀도 및 수분거동에 대한 수치해석 (Numerical Modeling of Current Density and Water Behavior at a Designated Cross Section of the Gas Diffusion Layer in a Proton Exchange Membrane Fuel Cell)

  • 강신조;김영배
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권2호
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    • pp.161-170
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    • 2012
  • 고분자 전해질 연료전지에서 물 관리는 연료 전지성능에 영향을 미치는 중요한 요인이다. 공급되는 수분의 양이 적을 경우 수소이온의 이동을 담당하는 전해질의 건조현상으로, 수분의 양이 과다할 경우 반응이 일어나는 촉매층과 전해질 삼상 계면에서의 홍수현상으로 성능을 감소시키거나 동작을 멈추게 하므로 이 부분에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 연료전지 수분에 영향을 주는 요소 중, 연료극과 공기극에 공급되는 상대습도를 100%로, 동작온도를 $80^{\circ}C$로 설정한 후, 입구 측에 압력을 변화하면서, 다중물리응용 수치해석을 포함하고 유한요소를 통하여 비선형 편미분 방정식이 결부된 상용코드를 이용하여 전체적인 전기화학반응 및 성능에 대한 해석을 수행하고 공기극 측의 가스 확산층에 각 위치별 전류밀도 분포와 수분포화의 분포, 압력차에 의한 동작물질의 속도 등을 분석하여 보았다. 본 연구를 통하여 얻어진 결과는 연료전지의 성능은 압력의 세기에 따라 달라지며 압력이 높을수록 성능과 위치별 최대 전류밀도가 높게 나타났으며, 공기극의 가스 확산층에서의 수분함량은 높은 압력에서보다 낮은 압력에서 수분함량이 많은 것으로 나타났으며 특히 전극의 바로 아래 부분에서의 수분이 더 많이 응축되어 나타났으며 공기극 가스 확산층에서의 동작물질의 속도는 동작물질의 입구방향에서 출구측으로 진행할수록 그 변동 폭이 크게 나타났다.

풍동실험을 통한 국화군락의 공기유동 저항 분석 (Analysis for Aerodynamic Resistance of Chrysanthemum Canopy through Wind Tunnel Test)

  • 유인호;윤남규;조명환;이인복
    • 생물환경조절학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.83-89
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    • 2008
  • 작물은 복잡한 형상 때문에 CFD모델에서 다공성 매체로 설계된다. 작물이 고려된 CFD 모델 해석을 위해서는 작물군락의 공기저항값을 입력하여야 하며, 이 값은 작물에 따라 달라진다. 본 연구에서는 풍동실험을 통해 국화군락의 공기저항 값을 구하였다. 풍상측에서는 풍속과 재식밀도가 증가할수록 정압이 증가하였다. 풍하측에서는 풍속이 증가할수록 정압이 낮아졌으나 재식밀도의 영향은 크게 받지 않는 것으로 나타났다. 풍속과 재식밀도가 증가할수록 풍상측과 풍하측의 압력차가 커지는 것으로 나타났다. 국화군락의 공기저항값인 항력계수 $C_d$값은 0.22였으며, Fluent 프로그램의 공기저항 계수로 이용한다. CFX 프로그램에서 필요로 하는 다공성 매체의 특성값 $K_Q$는 재식간격 $9{\times}9cm$일 때 2.22, $11{\times}11cm$일 때 1.81, $13{\times}13cm$일 때 1.07이었으며, 이 값을 CFX 프로그램의 quadratic resistance coefficient로 입력한다.

실공간 사용 공기조화가용 열교환기의 공기측 파울링 특성 예측 (Prediction of the Air-side Particulate Fouling in Finned-Tube Heat Exchangers of Air Conditioners used in the Field)

  • 황유진;김길태;정성일;이재근;안영철
    • 대한설비공학회:학술대회논문집
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    • 대한설비공학회 2005년도 동계학술발표대회 논문집
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    • pp.306-310
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    • 2005
  • The air-side particulate fouling in the heat exchangers of HVAC applications degrades the performance of cooling capacity, pressure drop across a heat exchanger, and indoor air quality. Indoor and outdoor air contaminants foul heat exchangers. An empirical modeling equation is derived from the experimental results using accelerated tests and it shows good predictions of the fouling characteristics of the slitted finned tube heat exchangers. However the modeling equation predicts only the fouling characteristics of new heat exchangers and it can not predicts fouling characteristics obtained from actual field data. The purpose of this study is to modify the previous modeling equation using the actual field data Therefore an modified modeling equation is proposed and it shows good predictions of the actual fouling characteristics of finned-tube heat exchangers.

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파울링 형성 가속장치를 이용한 공기조화기용 열교환기의 공기측 파울링 특성에 대한 실험적 연구 (An Experimental Study of the Air-side Particulate Fouling of Finned-Tube Heat Exchangers of Air Conditioners by using Accelerated Particle-Loading System)

  • 안영철;조재민;이재근;이현욱;안승표;윤덕현;하삼철;강태욱;옥주호
    • 설비공학논문집
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    • 제15권10호
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    • pp.802-808
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    • 2003
  • The air-side particulate fouling of the HVAC heat exchangers degrades the performance of cooling capacity, pressure drop across a heat exchanger, and indoor air quality. The purpose of this study is to investigate the fouling characteristics using accelerated particle loading system. The fouling characteristics are analyzed as functions of a dust concentration, a face velocity and a wet or dry surface condition. The pressure drop increases with increasing test operation and reaches constant asymptotic level. For the saturated condition due to particle loading, the pressure drop across the slitted finned-tube heat exchangers at the face velocity of 1 m/sec increases up to 57% and the cooling capacity decreases about 2%. The cooling capacities are not affected greatly by the presence of the fouling deposits if the thickness of the fouling deposits can not change substantially the flow pattern through the fins.

수직 온도구배를 갖는 공기 흡입 덕트의 기계적 격리기법 (Mechanical Isolation Method for an Air Intake Duct with Vertical Temperature Gradient)

  • 정치훈
    • 한국추진공학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.87-93
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    • 2016
  • 직접 연결식(DC) 고도모의 엔진시험 수행 시, 공기 흡입 덕트와 항공용 엔진 사이에 래버린스 씰이 설치된다. 래버린스 씰은 이 둘을 기계적으로 격리시킴으로써 주추력 및 측추력을 보다 정확하게 측정할 수 있도록 돕는다. 하지만 덕트 내부 공급공기에 높은 수직 온도구배가 발생할 경우, 래버린스 씰의 격리가 파괴되어버린다. 본 논문에서는 이러한 접촉 문제를 해결하기 위한 노력의 일환으로 래버린스 씰 온도 제어장치를 제작/설치하였다. 본 장치를 실제 항공용 엔진시험에 적용한 결과, 높은 수직 온도구배가 생성되어도 래버린스 씰의 격리가 잘 유지되는 것을 확인할 수 있었다.

균일 유동장내 튜브배열의 유동관련 진동에 관한 연구( II ) 직렬로 배열된 두 원주의 유동여기 진동에 관하여 (A Study on the Flow=Induced Vibration of Tube Array in Uniform Crossflow(II) On the Flow-Induced Vibration of Two Interfering Circular Cylinders in Tandem)

  • 이기백;김봉환;양장식
    • 대한기계학회논문집
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    • 제17권6호
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    • pp.1518-1528
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    • 1993
  • 본 연구는 단일 원주의 와여기 진동특성에 관한 연구의 연속연구로서 풍동내 에 직렬로 배열된 두 원주의 직교유동에 의한 두 가지 경우의 동적 거동을 조사하였다. 첫째는 상류측 탄성지지 원주의 후류내에 가깝게 놓여진 하류측 고정원주의 간섭에 의한 상류측 원주의 진동(proximity-induced vibration)이며, 둘째는 상류측의 고정원 주의 후류내에 가깝게 놓여진 하류측 탄성지지 원주의 공기역학적 진동(wake-induced vibration)이다. 본 연구의 목적으로 직렬로 배열된 동일 직경의 두 원주에 있어서 어느 한 쪽의 원주가 탄성지지가 되어 있을 경우, 두 원주사이의 간격과 유속변화에 따른 와여기 진동과 유력탄성 불안정 진동의 진동특성 및 후류내에서의 와유출 특성을 명확히 하기 위해 실험적으로 조사, 연구하였다.

차체 외부에서의 유동해석 (Flow Analysis on the Outside of Automotive Body)

  • 조재웅;한문식
    • 한국기계가공학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.55-60
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    • 2010
  • The air resistance about automotive body is studied by the flow analysis in this study. Maximum air flow velocity is shown with 28 to 30 m/s on the upper roof of automotive body. The air flow becomes most regular at automotive body model 3 but the model of 2 or 3 becomes irregular in comparison with the model 1. The maximum air resistance pressure is shown with 413 to 420 Pa at the front bumper of automotive body. The flow velocity at inlet or middle plane of automotive body is shown as the contour same with the model of 1, 2, or 3. But the velocity at outlet plane at model 1 is shown as the contour different with the model of 2 or 3.

PEM 단위 연료전지 가시화 셀을 이용한 당량비 변화에 따른 플러딩 현상에 관한 연구 (Study on Flooding Phenomena at Various Stoichiometries in Transparent PEM Unit Fuel Cell)

  • 남기훈;변재기;최영돈
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권6호
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    • pp.625-632
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    • 2012
  • 본 논문은 고분자 전해질 연료전지 공기극 유로 내부에서 당량비에 따라 발생하는 플러딩 현상을 가시화를 통해 확인하고, 전류 변화에 따른 물의 운송 특성에 관한 연구를 수행하였다. 공기극 당량비는 1.5, 2.0, 연료극 당량비는 1.5로 고정하여 실험을 수행하였다. 연료전지 공기측 당량비 2.0로 공급하였을 때 1.5와 비교하여 짧은 시간에 물이 생성되기 시작하였으며, 플러딩 영역이 빠르게 생성되는 결과가 나타났다. 또한, 공기극 당량비 1.5로 유지하는 경우 플러딩 영역 이후에 건조화 7.8A 이후 구간에서 건조화가 진행되며, 8A 이후구간에서 건조화가 시작되는 공기극 당량비 2.0에서 작동하는 연료전지와 비교하여 넓은 영역에서 물 생성이 활발하게 이루어져 MEA의 내구성과 수소이온전도도가 우수한 결과를 확인하였다.

가정용 소형 제습로터의 성능에 대한 실험적 연구 (Experimental Investigation on the Performance of Small-Sized Dehumidification Rotor for Residential Use)

  • 한기초;김내현
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권4호
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    • pp.2344-2349
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    • 2015
  • 여름철이 고온 다습한 우리나라에서는 잠열부하가 크기 때문에 에어컨만을 사용하면 냉방에너지를 많이 사용하게 된다. 이 때에 제습기를 동시에 사용하면 냉방 중 큰 비중을 차지하는 잠열부하를 줄일 수 있어 실내 공기질도 개선하고 냉방에너지도 절약할 수 있다. 본 연구에서는 가정용 제습기에 사용되는 무기섬유 기질에 메탈 실리케이트가 함침된 소형제습 로터에 대하여 항온항습실에서 로터 회전속도, 재생 공기온도, 실내 공기온도, 실내 상대습도, 제습부 전방풍속을 변화시키며 제습 성능을 측정하였다. 제습 로터는 최적 회전수 (1.0rpm)가 존재하며 최적치를 초과하면 불완전 재생 등으로 제습량이 급격히 감소한다. 재생온도가 높아질수록 재생에는 유리하나 제습-재생과정의 열적인 편차가 급격히 증가하여 제습량이 감소한다. 따라서 최적 재생온도가 존재하는데 본 연구의 경우는 $100^{\circ}C$로 나타났다. 상대습도의 증가에 따라 제습량도 증가한다. 이는 제습제의 제습능력이 상대습도에 의존하는 때문이다. 실내 공기온도의 증가에 따라 제습량도 증가한다. 이는 제습측 온도가 높을 때 재생측 공기와의 열적 편차가 감소하여 제습부의 상당량이 제습에만 사용될 수 있기 때문이다. 전방풍속의 증가에 따라 제습량도 증가한다. 이는 전방풍속의 증가에 따라 열 및 물질전달계수가 증가하기 때문이다.