• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1994년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.28-38
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• 1994

분류층 가스화기 설계를 위한 일차연구로서 가스화기 이차공기 주입방법에 따른 비반응 난류장에 대한 수치해석을 검사체적에 기초한 유한차분방법을 이용하여 수행하였다. 압력과 속도의 연계문제는 SIMPLEC 알고리즘을, 레이놀즈 전단력은 k-$\varepsilon$ 난류모델을 사용하였다. 입자궤적 계산은 공기역학적 항력만을 고려하였으며 비선형적인 공기저항력에 의한 난류변동상관모델은 고려치 않았다. 이차공기 주입방법(parallel injection과 nonparallel 3$0^{\circ}C$ injection)에 따른 수치해석을 수행하여 Ar tracer의 질량분율에 대한 실험자료와 비교하여 만족할 만한 결과를 얻었으며 이차공기의 주입각 및 기타 제반변수에 따른 유동장 변화를 분석하였다.

• 에너지공학
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• 제4권1호
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• pp.23-30
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• 1995

분류층 가스화기 설계를 위한 일차연구로서 가스화기 종횡비, 주입方法, 선회강도 및 주입속도 등에 따른 비반응 난류장 특성을 수치해석적 방법에 의해 파악하였다. 수치해석은 검사체적에 기초한 Patankar의 유한차분방법을 이용하였으며 압력과 속도의 연계문제는 SIMPLEC 알고리즘을, 레이놀즈 전단력은 K- 난류모델을 사용하였다. 입자궤적 계산은 공기역학적 향력만을 고려하였으며 비선형적인 공기저항력에 의한 난류변동상관모델은 고려치 않았다. 이차공기 주입방법(parallell injection과 nonparallel 3$0^{\circ}C$ imjection)에 따른 수치해석을 수행하여 Ar tracer의 질량분율 및 기타 속도에 대한 實驗資料와 비교하여 만족할 만한 結果를 얻었다. 나아가서 假想的인 가스화기 모델을 대상으로 가스화기의 종횡비, 선회강도, 주입속도 및 주입각 등에 따른 와류 形成 위치 등을 포함한 유동장 특성 및 입도에 따른 궤적분석을 시도하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.1763-1773
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• 1991

본 연구에서는 포화수증기와 공기의 혼합기내에서 분무수적으로의 열 및 질량 전달률을 계산하기 위하여 수적의 부분혼합모형과 비혼합모형에 대하여 수적내 과도온 도분포의 해석해를 적용성이 보장되면서도 계산상의 어려움이 수반되지 않는 형태로 구하기 위하여 수적내부의 열전도해석에 있어서 적분법을 적용하였다. 적분법으로 얻어지는 과도온도분포의 해는 유한차의 다항식으로 표시되어 비혼합모형인 경우 각시 간 구간의 경계에서의 온도분포가 연속성을 유지하면서 물성치들의 온도에 대한 종속 성이 쉽게 고려되고 계산도 용이한 형태이다. 본 보에서 제시하는 해석결과의 적용 성을 조사하기 위하여 완전혼합모형을 포함하는 세가지 수적모형들에 대한 계산결과들 로부터 얻어진 시간변화에 따른 수적의 무차원 체적평균온도변동을 유효한 실험결과들 과 비교, 검토하였으며, 부분혼합모형에 대하여 혼합기의 압력, 수적의 초기온도, 혼 합기 속에 포함되어 있는 수증기의 체적분율, 수적의 초기크기, 수적의 초기속도 및 분사각도가 주위혼합기로부터 수적으로 전달되는 열 및 질량전달에 미치는 영향을 조] 사하고 도출된 대표적인 검토 결과를 제시하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권11호
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• pp.772-779
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• 2012

본 연구에서는 원뿔형으로 개발된 미세기포형 산기관의 성능향상을 위하여 운용적 측면에서 실험과 전산모사적 방법을 이용하였다. 산기관 잠김깊이의 변화에 대해 성능실험이 용이한 실증 규모의 타워형 생물반응기에 산기관을 장착하여, 잠김깊이가 표준산소전달계수($K_{L}a_{20}$) 및 표준산소전달효율(SOTE) 등 산소전달 성능에 미치는 영향을 실험적으로 연구하였다. 또한, 2상 유동에 관한 유체역학적 전산모사를 이용하여 산기관 수와 잠김깊이에 대한 유동현상을 파악함으로써 산소전달 성능변화에 대한 원인을 규명하였다. 산소전달 성능실험결과, 산기관의 잠김깊이를 6 m에서 12 m로 증가시킴에 따라 표준산소 전달계수는 7% 증가하였으나 표준산소전달효율은 39~72% (5.6 %/m)로 대폭 상승하였다. 유동 해석결과, 산기관의 수가 증가함에 따라 공기 체적분율 및 공기와 시험수의 유속 모두 증가하였으며, 공기와 시험수의 유속 경향은 유사하게 나타났다. 잠김깊이가 증가함에 따라서 공기 체적분율, 공기 및 시험수의 유속은 조금씩 감소하는 경향을 나타냈다. 선회 병류유동은 기포류의 확산과 상승속도를 결정하는 주요 인자로서 선회강도가 과도하게 큰 경우에는 기포 체류시간과 체류량이 감소되므로 산소전달 성능을 저하를 예측할 수 있었다.

• 한국분무공학회지
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• 제27권3호
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• pp.126-133
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• 2022

The objective of this is to experimentally investigate the effect of mixed jet on the oxygen transfer characteristics with the primary nozzle area ratio of an annular nozzle ejector for the application of a microbial fuel cell. A direct visualization method with a high speed camera system was used to capture the horizontal mixed jet images, and a binarization technique was used to analyze the images. The clean water unsteady state technique was used for the oxygen transfer measurement. The air-water mixed jet discharging into a water tank behaved similar to a buoyancy or horizontal jet with the primary nozzle area ratio. It was found that an optimum primary nozzle area ratio was observed where the oxygen transfer performance reached its maximum value due to the decrease of air volume fraction and the increase of jet length and air bubble dispersion.

• 대한조선학회논문집
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• 제45권4호
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• pp.345-352
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• 2008

The motion of a projectile initiated by the release of highly pressurized air is simulated presuming the flow field as a two dimensional one. The effects of water compressibility on projectile movements are investigated, comparing results based on the Fluent VOF model where water is treated as an incompressible medium with those from the presently developed VOF scheme. The present model considers compressibility of both air and water. The Fluent results show that the body moves farther and at higher speeds than the present ones. As time proceeds, the relative difference of speed and displacement between the two results drops substantially, after acoustic waves in water traverse and return the full length of the tube several times. To estimate instantaneous accelerations, however, requires implementation of the water compressibility effect as discrepancies between them do not decrease even after several pressure wave cycles.

• 에너지공학
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• 제2권3호
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• pp.268-275
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• 1993

수치해석 방법에 의해 큐백시의 스토커 소각로 유동장을 분석하였다. 수치모사의 변수는 큐백시의 스토커 소각로를 중심으로 한 5가지 내부 형상, 1차공기 속도, 2차공기 속도 및 주입각, 출구면적을 고려하였다. 검사체적에 기초한 Patankar의 유한차분 방법을 사용한 본 논문에서는 power-law scheme과 SIMPLEC 알고리즘을 사용했으며 난류 유동은 표준 k-e 모델을 이용했다. 소각로 유동장 분석을 위해서 재순환 영역의 크기, 난류 점성계수 및 이차공기의 질량분율 분포, 압력강하를 계산했다. 계산 결과는 물리적 의미에 잘 맞게 나타났으며, 큐백시의 스토커 소각로가 다른 내부 형상의 소각로에 비해 상부에 강한 난류를 가진 재순환 영역을 형성하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제16권5호
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• pp.5-12
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• 2012

희박예혼합기의 급속연소에 관한 연구를 위하여 2-실린더 가솔린 엔진을 부실 타입의 압축천연가스(CNG) 분사 엔진으로 개조하였다. 본 연구에서는 부실의 최적설계에 관심을 두고 두 종류의 부실을 적용하여 실험을 실시하였고, 부실의 체적과 홀 개수는 1.5cc와 6개로 각각 동일하게 하고, 홀 직경을 0.8mm 및 1.1mm로 달리하였다. CNG연료는 포트연료분사(Port fuel injection; PFI)와 부실분사(Sub-chamber injection; SCI)에 의해 엔진에 독립적으로 공급되고, 그 실험결과로 구한 연소압력, 평균유효압력(IMEP), 질량연소분율과 사이클변동계수(COV) 등을 서로 비교하였다. 본 연구의 대표적 실험연구결과로서 PFI 타입의 엔진연소특성은 희박예혼합기의 경우를 제외하고 모든 조건에 있어서 기존의 가솔린 엔진과 비슷하였고, SCI 타입의 엔진연소특성으로 평균유효압력은 부실 내에 불완전 예혼합기형성으로 PFI 타입보다 낮았으며, COV는 SCI 타입이 희박가연한계가 확대됨으로 인하여, 특히 높은 공기과잉률 범위에서 PFI 타입과 비교해 보다 좋은 결과를 나타내었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제32권6호
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• pp.429-445
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• 2008

Two-phase compressible flow fields of air-water are investigated numerically in the fixed Eulerian grid framework. The phase interface is captured via volume fractions of each phase. A way to model two phase compressible flows as a single phase one is found based on an equivalent equation of states of Tait's type for a multiphase cell. The equivalent single phase field is discretized using the Roe‘s approximate Riemann solver. Two approaches are tried to suppress the pressure oscillation phenomena at the phase interface, a passive advection of volume fraction and a direct pressure relaxation with the compressible form of volume fraction equation. The direct pressure equalizing method suppresses pressure oscillation successfully and generates sharp discontinuities, transmitting and reflecting acoustic waves naturally at the phase interface. In discretizing the compressible form of volume fraction equation, phase interfaces are geometrically reconstructed to minimize the numerical diffusion of volume fraction and relevant variables. The motion of a projectile in a water-filled tube which is fired by the release of highly pressurized air is simulated presuming the flow field as a two dimensional one, and several design factors affecting the projectile movement are investigated.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.7-12
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• 2003

지하철 역과 같이 대형 개구부가 있는 공간의 화재와 제연을 조사하기 위해, 지하철 역과 유사한 구조의 4 m ${\times}$ 1 m ${\times}$ 1.5m 크기의 공간 내 50 kW의 폴리우레탄 화재에 대한 수치모사를 수행하였다. 대와류모사를 난류모델로 사용하고, 혼합분율 연소모델과 복사 유한체적법을 사용하였다. 화재 발생 후 5초부터 급배기방식과 급기방식, 배기방식의 세가지 기계 제연방식이 각각 작동했을 때 제연방식에 따른 승강장과 출입통로의 공기온도와 연기이동을 비교하였다. 제연방식 가운데 급배기방식의 제연성능이 가장 좋고 안전한 것으로 나타났다. 그러나 지하철 역에 사용되고 있는 급기방식은 급기구를 통해 공급된 공기가 고온의 연기와 혼합됨으로써 제연성능이 오히려 자연제연방식보다 불량하므로 지하철 역과 같은 구조에서는 적합하지 않음을 확인하였다.