• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제39권9호
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• pp.41-51
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• 2010

건물의 배수 및 통기시스템에서 나타나는 현상중에 확실한 내용이 아직 밝혀지지 않은 부분이 몇 가지 남아 있다. 이것은 19세기 말엽의 근대 위생공학의 시작 단계에서부터 잘 알려진 사실이다. 건물의 배수 및 통기시스템 운용에 대한 내용은 일반 공학과 특정 유체역학의 범위 내에서 가장 잘 이해할 수 있다. 건물의 배수 및 통기시스템의 운영에 종사했던 초기의 기술진들은 이러한 점을 잘 알고 있었으며 유체역학에 적합하게 응용한 많은 사례를 확인할 수 있었다. 제2차 세계대전이 끝나고 이에 대한 많은 연구가 진행되어 왔으며 특히 유럽에서 시작된 전후 재건 붐을 통해 배수 및 통기시스템의 설계에 좀 더 효율적인 접근이 진척되게 되었다. 이러한 배수시스템의 중심에는 배수관 내부의 오염된 공기가 배수구 또는 위생기구를 통하여 주거 공간으로 유입되는 것을 방지하는 트랩(Water Trap)이 있다. 배수트랩의 주요 기능인 봉수는 일반적으로 깊이가 40 mm에서 50 mm 정도로 위생기구의 종류에 따라 봉수의 깊이는 다소 차이가 있다. 배수관내 공기의 흐름이 중요한 것처럼 트랩의 봉수 메커니즘이 중요하기 때문에 이 메커니즘을 소홀히 여긴다면 안전한 배수시스템의 운영을 기대하기는 어렵다. 배수관 내의 공기의 흐름은 배수에 의해 유입되거나 또는 배출된다. 배수관에서 내부 압력의 불규칙한 변화로 인하여 야기되는 불안정한 배수의 흐름은 트랩의 봉수를 파괴하고 나아가 주거공간으로 오염된 공기가 새어 나갈 수 있는 통로를 제공하게 된다. 관내압력의 천이는 이로 인한 문제가 발생할 가능성이 있는 위치에 그 압력을 완화할 수 있는 장치를 설계단계에 반영하여 적용함으로써 제어할 수 있다. 건물 내부에 상당한 길이의 통기배관을 설치하는 것은 배관의 마찰손실로 인하여 천이 현상을 효과적으로 제어할 수 있는 확실한 방법이 되지는 못한다. 그렇지만 통기밸브를 설치하는 것과 같이 배수관 내로 공기를 공급해주는 유입구를 건물 내부에 분산 설치하는 것이 효율적인 통기방식이 될 수 있고, 정압 천이로 인한 위험을 줄여줄 수 있다. 통기밸브는 정압 발생의 원인이 되지 않으며 단지 정압에 반응하여 더욱 기밀하게 닫히며, 약화된 압력파를 반사할 뿐이다. 고층 건물에서 배수입상관과 평행하게 설치된 통기입상관(Parallel Vent Pipe)의 경우 극히 일부분의 정압 천이 현상을 완화할 수 있다. (통기 배관의 직경이 배수 입상배관과 동일한 경우 대략 1/3 정도임), 그러므로 정압의 천이로 인한 압력 파동은 배수 시스템의 나머지 부분을 통해 전파되어 배수 트랩에 영향을 미치게 된다. 정압의 천이가 예상되는 위치에 정압천이 완화 장치(Positive Air Pressure Transient Alleviation Device)를 사용하면 배관 내부압력의 급격한 상승을 방지하여 연결된 트랩의 봉수를 보호할 수 있다. 이렇게 되면 순간적으로 발생하는 배관내 압력의 급등 현상을 90% 정도까지 완화 시킬 수 있다. 경험적으로 배수시스템에서 배관이 완전하게 막혀 과도한 정압이 발생하는 경우는 거의 없다. 이러한 경우에는 가장 낮은 위치에 있는 배수 트랩의 봉수가 깨지면서 자연스럽게 배수시스템의 압력이 해소되게 된다. 이러한 사례는 통기 방식과 상관없이 발생할 수 있다. 실제와 유사한 시뮬레이션을 통하여 통기 밸브(Air Admittance Valves)는 전면 통기 시스템 (Fully Vented System)에서 최소한 트랩의 봉수 보호용으로 적합한 것이 확인 되었다. 어떤 경우 에는 고층 건물에 더욱 적합하다는 것을 확인할 수 있었다. 부압 해소용으로 통기밸브를 이용하고 정압완화용으로 정압 완화장치(PAPAs: Positive Air Pressure Transient Attenuators)를 사용하는 전면적 능동 제어시스템(Fully Engineered Designed Active Control System)이 사용자에게 육안으로는 확인하지 못하는 기능을 보장하면서 배수 시스템의 안전과 효율성에 대한 효과적인 방법을 제공하고 있다.

• 한국지리정보학회지
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• 제22권4호
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• pp.24-38
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• 2019

도시는 산업화에 따른 극적인 공간적 변화로 대기오염 및 도시열섬현상 등 환경문제가 발생하고 있다. 도시 외곽의 산림에서 생성된 신선하고 차가운 공기가 도심으로 이동하는 통로인 바람길은 도시 환경문제 개선을 위한 공간계획적 방안으로 활용할 수 있다. 찬공기는 도시의 지형 및 토지이용에 따라 유동의 특성이 결정되며 이를 기반으로 한 중장기적인 대책이 마련되어야 한다. 따라서 본 연구는 바람길 활용에 필요한 기초 자료 마련을 위해 경기도 수원시를 대상으로 KLAM_21 모델을 통해 야간의 찬공기 유동 분석을 수행하였다. 분석 결과 수원시의 찬공기는 주로 북쪽의 대규모 산지인 광교산에서 생성되어 시가화지역으로 유입되며, 일몰 후 약 3시간이 지나서 도심까지 찬공기가 유입되었다. 구별로 지형 및 토지이용의 특성에 따라 찬공기 층의 깊이, 풍속, 풍향이 다르게 형성되고 있으며, 대규모 산림 인접 지역에서 찬공기의 유동이 활발하게 나타났다. 수원시 도심으로 찬공기가 유동되는 주요 바람길은 3개이며 모두 하천을 중심으로 형성되고 있다. 특히 하천과 주변 녹지의 연결성이 높으면 효과가 높은 것으로 파악되었다. 수원시의 바람길 활용을 위해서는 본 연구 결과를 기반으로 찬공기 유동에 대한 실측과 복합적 분석을 통해 기후지도를 작성하고 주요한 바람길의 보전과 확대를 위한 중장기적인 계획을 수립해야 할 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.1111-1116
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• 2011

열교환기는 자동차, 공조시스템 및 기타 다양한 산업시설에 이용되고 있어 그 수요가 매우 넓다. 보통 고효율의 루버핀 열교환기는 비오염 환경에 많이 사용되고 파형핀 열교환기는 건설 현장 등 오염이 문제가 되는 곳에 사용된다. 본 논문에서는 공기측과 오일측에 각기 다른 형태의 격자를 사용할 수 있는 듀얼셀 모델을 이용하여 오일쿨러나 연료쿨러에 쓰이는 전형적인 열교환기에 대한 방열 성능을 수치해석하였다. 먼저 풍동 실험을 통한 열교환기 방열성능 실험을 수행하여 1차원 방열성능 데이터를 확보하였다. 다음으로 3차원 수치해석 듀얼셀 열교환기 모델을 이용하여 통과 풍량에 따른 열교환량을 예측하였다. 이러한 모델은 통과 풍속의 불균일도에 따른 열교환량을 예측할 수 있어 방열설계 정확성 향상에 크게 기여할 수 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.147-160
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• 2007

사장교 가설 시 태풍에도 내풍안정성을 확보할 수 있도록 내풍케이블 가설공법에 대한 심도 있는 실험을 수행하였다. 주경간이 각각 475m, 230m인 강합성 사장교에 대하여 가설단계별로 내풍케이블의 배치를 다양하게 적용하여 동적 풍하중이 가설 중 사장교에 미치는 영향을 전교모형실험을 통해 검토하였으며 이를 위해 풍속 별로 캔틸레버 단부의 정적 및 동적 변위, 주탑상부의 가속도 그리고 주탑 하단부의 교축방향 휨모멘트를 산정하였다. 연구 결과 캔틸레버 당 두 세트의 수직 내풍케이블이 가장 효과적인 제진대책임을 알 수 있었다. 캔틸레버 한 쪽 길이가 약 105m인 경우 한 세트의 수직 내풍케이블도 상당한 제진효과를 발휘하였으며 캔틸레버 길이가 200m 이상의 경우 수직케이블과 우물통 경사케이블이 조합된 경우와 캔틸레버 당 두 세트의 경사 내풍케이블도 좋은 제진방안으로 판단된다. 우물통 상단에 연결되는 경사케이블은 캔틸레버 단부 부근에 설치된 경우에만 어느 정도 제진효과가 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권6호
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• pp.397-402
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• 2016

원자력 발전소와 화력 발전소에서는 양질의 전기를 생산하기 위해서는 발전기에 연결된 고압 및 저압 증기터빈에 최적량의 증기를 공급하여야 한다. 터빈에 증기를 공급하거나 차단하는 특수한 밸브인 터빈출력제어장치를 사용하고 있으며, 이 터빈출력제어장치는 유압서보 액추에이터로 구동 된다. 발전소에서는 유압시스템에서 생성되는 기체로 인하여 유압서보 액추에이터의 성능이 저하되거나, 생성된 기체가 압축되면서 발생하는 열로서 씰을 태우고 마모를 증가시켜서 빈번한 고장이 유발된다. 일부 발전소에서는 고정형 오리피스를 사용하여 공기를 배출하고 있지만 많은 유량배출에 따른 동력 손실과 빈번하게 작동되는 펌프, 전기모터 및 밸브 등의 고장을 발생시킨다. 본 연구에서는 기존의 고정형 오리피스와 같이 초기에 많은 량의 공기를 배출하고 정상운전에서는 매우 미세한 유량만 통과 시킬 수 있는 부하 감응형 공기 배출밸브를 모델링하고 해석하여 장착함으로서 유압서보 액추에이터의 제어 정밀성 확보와 기체 압축으로 인한 고장을 방지할 수 있게 하였다.

• 디지털융복합연구
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• 제13권11호
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• pp.171-178
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• 2015

디스크 커버는 브레이크 디스크 및 캘리퍼를 보호하기 위해 설치하고, 고객에게 인도되기 직전에 제거된다. 본 연구에서 디스크 커버의 온도는 주행 시험 차량(2000cc, 디젤)을 대상으로 측정되었다. 주행 시험(120km/h-제동(0.3G)-정지-120km/h-제동(0.5G)-정지)에서 측정된 최고 온도는 디스크 커버 상부에서 $260{\sim}270^{\circ}C$이었고, 디스크 커버 주위에 상당한 변화를 보였다. 이는 고온 디스크로부터 커버로의 주요 열전달이 대류를 통해서임을 커버 주위의 온도 분포로부터 추론 할 수 있다. 즉, 마찰 제동에 의해 발생된 고온의 공기가 디스크 커버 상부까지 올라간 것이다. 그리고 주행 시험 중에 디스크 커버의 상부 영역만이 용융되었다. 디스크 커버의 두께를 0.7mm부터 1.0mm로 증가시키고, 마스킹 테이프 1장을 디스크 커버 상부 영역에 부착하였다. 그 후에 디스크 커버는 주행 시험 시 마찰 제동에 의해 형성된 고온의 공기에도 변형되지 않았다.

• 태양에너지
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• 제17권2호
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• pp.35-42
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• 1997

열다이오드란 유체의 밀도차에 기인한 대류에 의하여 일방향성 열전달이 주로 일어나며 역방향의 열전달은 미미하도록 고안된 장치이다. 본연구에서는 실용적인 측면에서 평행사변형 형상과 직사각형 형상을 조합하고 좌우에 수직 평판을 설치하였으며, 내부 안내판을 가진 공기식 열다이오드를 제작하여 천이 및 정상상태에 관한 연구를 하였다. 공급된 열속에 따른 $Gr^*$는 $1.11{\times}10^{10}{\sim}1.4{\times}10^{10}$ 사이에 존재하였고 전체 실험 과정에 있어서 $Gr^*$ 값은 ${\pm}3%$ 이내로 유지되었다. $Gr^*$의 증가에 따라 Nu값은 거의 선형적으로 증가하는 경향을 보였으며 guide vane의 유무와 유동통로의 깊이(channel depth)에 따라서는 민감한 경향을 보였다. 경사각의 변화에 따라 온도상태가 무차원시간 $0.5{\sim}0.6$ 에서 나타나는 것으로 보아 시스템의 특성으로 본다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2016년도 춘계학술대회
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• pp.170-173
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• 2016

국내 항만공사는 항만공사법이 2003년 제정되고 부산항만공사가 2004년 설립된 이후 인천항만공사, 울산항만공사, 여수광양항만공사가 설립되어 운영되고 있다. 그러나 항만공사의 운영이 비효율적인 방향으로 흘러감에 따라 정부를 중심으로 공기업 통 폐합 등의 조직 개편 움직임의 목소리가 나오고 있다. 정부에서 구상하는 개편 방안 중 항만관리에 대해 통합적 운영이 적절한지, 분권적 운영이 바람직한지에 대해 보다 심층적인 논의가 필요하다. 본 연구는 항만공사 운영방식 개혁에 대한 논의에 대비하여 이러한 통합적인 접근방식과 분권적인 접근방식에 대한 비교분석을 하는 것을 그 목적으로 한다. 이를 위해 항만공사제도의 도입배경과 현황, 조직의 통합운영과 분산운영에 대한 이론적 배경, 국내 공기업 통합 사례 및 해외항만 운영 사례, 항만공사 운영 방식의 대안별 비교를 실시하였다. 이를 통해 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 첫째, 항만공사제도는 기존의 항만관리제도 개선을 위한 노력이라는 역사적 맥락을 기반으로 하여 기존 관리제도의 문제점을 개선하기 위한 대안으로 도입된 제도이며, 이러한 제도적 목적을 기반으로 항만공사 운영개선방안 논의가 되어야 한다는 것이다. 둘째, 공공기관 운영에 있어 내재되어 있는 문제점을 개선하기 위해 기관통합, 기능 조정, 부분통합 등 다양한 방식으로 개선이 가능하며 반드시 하나의 방법으로 이루어 질 수는 없다는 것이다. 셋째, 해외 주요 항만의 경우 개별 항만에 항만공사를 운영하는 개별적 운영방식을 택하고 있으며 대만이 유일하게 통합 운영하는 방식으로 개편하였으나 그 통합으로 인해 기대하는 효과가 실현되고 있지 않아 통합운영 방식의 근거가 되기는 어렵다. 넷째, 항만의 운영 자료를 분석한 결과 항만별로 처리하는 화물과 선대의 특성이 차이가 나고 운영방식과 대상이 되는 시장이 다름을 알 수 있었다. 이러한 항만별 운영과 고객의 차이를 감안하면 개별적 운영방식이 바람직하다고 판단된다. 결과적으로 통합 운영방식의 운영 효율성 개선 효과가 있을 수 있음에도 불구하고 항만공사제도의 목적과 취지를 감안할 때 현행 개별운영 방식을 유지하는 것이 바람직하다는 결론을 제시한다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제21권4호
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• pp.61-70
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• 2016

Dong-tan Station, shared by high-speed railway and urban express railway, is a very complicated underground station having 6 tracks together with barrier and shafts between them, therefore it seems very hard to investigate the aerodynamic effects including the pressure variation and train gust in the station when a high-speed train runs through it. In this study, the aerodynamic effects on the structures and platform passengers when a high-speed train runs through an underground station have been studied using Computational Fluid Dynamics. STAR-CCM+ has been employed for numerical simulation based on Navier-Stokes equation and 2-equation turbulence model and moving mesh scheme supported by STAR-CCM+ has also been used to represent the relative motion between a train and station. Based on the simulation results, the unsteady flow fields in the underground station induced by the high-speed train have been analyzed and the pressures on the PSDs and pressure variation at the platform have quantitatively assessed.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권7호
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• pp.697-702
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• 2010

전열교환 엘리먼트는 열회수형 환기유닛의 핵심부품으로, 외기와 실내공기의 열 및 수분교환이 이루어진다. 본 연구에서는 현재 국내에서 사용되고 있는 전열교환 엘리먼트에 대하여 외기의 온 습도 변화가 전열교환 엘리먼트의 성능에 미치는 영향을 실험적으로 연구하였다. 전열교환 엘리먼트를 통과 하는 공기 유량, 입 출구의 건 습구 온도를 정밀하게 측정할 수 있는 실험장치를 특별히 제작하였고, 항온항습실내에서 외기의 상대습도 또는 절대습도를 변화시키며 실험을 수행하였다. 실험결과는 현열전달 유용도과 잠열전달 유용도으로 평가되는데 잠열 전달 유용도는 외기의 상대습도의 증가에 따라 증가하였으나 절대습도의 변화에는 거의 무관하게 냐타났다. 한편 현열 교환 유용도는 외기의 온도 및 습도 변화에 무관하게 일정하였다.