• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.345-348
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• 2008

본 연구는 마하수가 1.83인 초음속 유동이 사각공동 위를 지날 때 공동에서 발생하는 압력진동에 대해 수치해석 연구를 수행하였다. 수치해석방법으로는 3차원 압축성 Navier-stokes에 유한차분법을 사용하였다. 보조공동의 형상변화를 통한 압력진동의 저감효과에 대해 조사하였다. 그 결과 공동에서 발생하는 압력진동은 보조공동의 넓이, 길이, 두께의 크기에 의존함을 확인 할 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.295-298
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• 2007

본 연구에서는 초음속 공동유동장에서 발생하는 압력변동을 저감하기 위한 피동제어방법의 유용성을 실험 및 수치해석적으로 조사하였다. 피동제어방법으로 사각 공동내 상류 벽면에 sub-cavity를 설치하였다. 공동내 하류벽면에 센서를 설치하여 압력변동 값을 실험적으로 측정하였으며, 측정된 압력변동값을 FFT변환하여 주파수 분석을 하였다. 수치계적으로는 공동내 압력변동 특성을 살펴보기 위해 3차원 비정상 Navier-Stokes 방정식에 유한체적법을 적용하여 유동장을 모사하였으며, 유동의 난류상태량들은 LES 방법을 사용하여 계산하였다. 본 연구에서 얻어진 결과는 다음과 같다. 공동유동에서 진동 특성은 공동 하류벽면에서 발생하는 압력진동에 의존한다. 특히 leading tip 두께와 sub-cavity 크기가 진동 저감효과에 주요 인자이다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제2회(2013년)
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• pp.349-353
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• 2013

공동주위의 유동에 대한 연구결과를 보면 개방형 공동(L/D<10)과 밀폐형 공동(L/D>13)으로 구별하는 데 개방형 공동은 앞전에서 발생한 자유전단층이 뒷전 부근에 재부착하여 공동을 완전히 연결하므로, 자유전단층과 외부유동과의 상호작용으로 발생하는 심한 압력변화에 의해 진동현상이 나타나게 된다. 이것은 큰 소음을 유발하고, 구조물의 고장 혹은 파괴의 원인이 되기도 하고, 공력 성능 및 안정성에 해를 주고 민감한 계기를 손상 시킬 수도 있다. 본 논문에서는 공동을 연구하기 위해 EDISON_CFD를 사용하여 공동의 시뮬레이션하기 위해 격자를 구성하고 세장비를 각각 1/5, 1/3, 1/2, 1, 2, 5 로 변화를 주어 M=1.5 일 때 밀도, 압력, 마하수와 유동구조를 세장비에 따라 결과를 비교, 분석한다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권5호
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• pp.77-83
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• 2016

종래, 직선벽상의 공동에서 발생하는 유동에 대한 많은 연구가 수행되어 왔다. 그러나 실제 공학적 응용에서 빈번하게 접하게 되는 곡선벽상의 공동 유동에 대한 연구는 찾아보기 드물다. 이러한 곡선 벽상에서는 강한 원심력의 효과가 발생하여 공동 유동에 영향을 미치게 되므로, 종래 직선 벽에서 발생하는 공동 유동과는 그 특성이 다를 것으로 예상되나, 이에 대한 구체적인 정보는 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 유동의 마하수가 0.4에서 0.8까지의 고아음속 유동조건에서 곡선 벽 위의 공동 유동장을 수치해석적 방법으로 조사하였으며, 공동의 세장비(L/H)는 3.0으로 고정하였으나, 곡면의 곡률반경을 변화시켰다. 그 결과 곡선 벽의 공동에서 발생하는 압력진동이 직선 벽에 비하여 더 크며, 곡면의 곡률반경이 공동내부에서 발생하는 비정상 유동특성에 큰 영향을 미친다는 것을 알았다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권4호
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• pp.9-15
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• 2009

스크램제트 엔진의 연소기 내부 유동은 초음속이므로 유동의 잔류시간과 혼합율의 증대가 효과적인 연소를 가능하게 하는 주요 요인으로 작용한다. 본 연구에서는 연료-공기 혼합기로써 L/D=4.8인 개방형 공동 모델을 사용하였고, 공동 앞에서의 경사 연료 분사 시 분사구 주위와 공동 주위의 유동특성을 살펴보기 위하여 레이저 슐리렌 기법과 압력측정을 실시하였다. 측정에 사용된 레이저 슐리렌은 10 ns의 매우 짧은 광원 지속시간을 보유하여 공동부근의 비정상 유동 현상을 효과적으로 관찰할 수 있었다. 압력측정은 연료 분사비 J(운동량비)를 변화시켜 가며 측정하였으며, 운동량비에 따른 연소기 내부 주요 압력상승 지점의 변화를 살펴 볼 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제13권3호
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• pp.27-33
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• 2009

본 논문에서는 초음속 공동유동에서 발생하는 압력진동에 미치는 수직 다공벽의 영향을 조사하기 위하여 수치해석적 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 2차원 사각공동내부에 수직다공벽을 설치하여, 기류 마하수를 1.50, 1.83, 2.50로 변화시켰으며, 다공벽의 기공율을 변화시켰다. 수치계산에서는 2차원 비정상 압축성 Navier-Stokes 방정식을 수치적으로 풀기 위하여, TVD 유한 차분 MUSCL법을 사용하였다. 본 수치계산 결과에 의하면, 본 연구에서 적용된 수직 다공벽은 공동 상류단에 발생하는 비정상 전단층의 특성을 상당히 변화시켰으며, 공동내부에서 발생하는 압력진동을 크게 줄이는 것으로 알려졌다. 이와 같은 수직다공벽을 이용한 피동제어 효과는 기류마하수 그리고 다공벽의 기공율에 의존하는 것으로 나타났다.

• 한국추진공학회지
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• 제24권5호
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• pp.13-20
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• 2020

초음속 연소기에서 공동 사이의 상대적인 거리가 연소 성능에 미치는 영향을 실험적으로 연구하였다. 사각형 단면 형상에서 마주보는 두 면에 각각 공동형 보염기가 1개씩 있고, 공동 사이의 거리가 135 mm, 220 mm 인 두 가지 형상을 사용하였고, 연료 당량비는 0.16과 0.38로 변경하였다. 직결형 시험 장치를 사용하여 마하 2.0 유동 조건을 조성하였다. 시험 결과 공동 사이의 거리가 가까운 경우에 연소 압력이 더 높았다. 그러나 연료 유량 변화에 의한 연소 압력 변화는 크지 않았다. 추가적인 연소 압력 상승을 얻기 위해서는 보염기 사이의 거리를 더욱 좁히거나 동일면에 보염기를 설치하는 등의 다른 연소기 형상 변화가 있어야 함을 판단하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.251-251
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• 2021

최근 기후변화로 인한 집중호우의 영향으로 홍수 시 댐으로의 유입량이 설계 당시보다 증가하여 댐의 안전성 확보가 필요하다(감사원, 2003). 이에 건설교통부(2003)는 기후변화와 댐 노후화에 대비하여 치수능력증대사업을 추진하여 댐의 홍수배제능력을 확보하였고, 환경부(2020)에서는 40년 이상 경과된 댐을 대상으로 스마트 안전관리체계 구축을 통한 선제적 보수보강, 성능개선 및 자산관리로 댐의 장수명화를 목적으로 댐의 국가안전대진단을 추진하고 있다. 이에 본 연구에서는 댐 시설(여수로)의 노후도 평가 시 활용 될 수 있는 여수로 표면손상 원인규명에 대하여 3차원 수치모형(FLOW-3D 및 COMSOL Multiphysics)을 통해 검토하고자 한다. 연구대상 댐은 𐩒𐩒댐으로 지형 및 여수로를 구축하였으며, 계획방류량(200년 빈도) 및 최대방류량(PMF) 조건에서 모의를 수행하였다. 수치모의 계산의 정확도 검토를 위하여 Baffle의 설치를 통하여 시간에 따른 유량의 변화를 설계 값과 비교하였고 오차가 1.0% 이내를 만족하는 것을 확인하였다. 여수로 표면손상의 다양한 원인 중 기존연구(USBR, 2019)를 통하여 공동침식(Cavitation Erosion) 및 수력잭킹(Hydraulic Jacking)에 초점을 두었으며 방류조건 별 공동지수(Cavitation Index)산정을 통하여 공동침식 위험 구간을 확인하였다. 이음부의 균열 및 공동으로 인한 표층부 콘크리트의 탈락현상을 가속화시키는 수력잭킹 검토를 위하여 국부모형을 구축하였고 음압력(Negative Pressure), 정체압력(Stagnation Pressure), 양압력(Uplift Pressure)의 분포를 확인하였다. 최종적으로 COMSOL Multiphysics를 통하여 압력분포에 따른 구조해석을 수행하여 폰 미세스(Von Mises) 등가응력 및 변위를 검토하여 콘크리트의 탈락가능성을 확인하였다. 본 연구는 여수로 공동부 및 균열부에서의 손상메커니즘을 확인할 수 있는 기초적인 연구이지만 향후에는 다양한 지형조건 및 흐름조건에서의 압력분포 분석 및 유체-구조물 상호작용(Fluid-Structure Interaction, FSI)모의를 수행한다면 구조물 노후도 및 잔존수명 평가에 필요한 손상한계함수 도출이 가능할 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권10호
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• pp.797-805
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• 2014

본 연구의 목적은 해수 흡입구를 고려한 초공동 수중운동체 캐비테이터의 항력과 양력특성 및 해수 흡입유로의 입구에서 압력손실에 대해 예측하는 것이다. 흡입구 직경과 유로에서의 속도, 흡입구의 곡률반경 및 캐비테이터의 받음각이 미치는 영향에 대해 유동해석을 수행하였다. 연구 결과 직경비가 커지면, 항력계수와 압력손실계수가 감소하며, 속도비가 증가할 때 항력계수와 양력계수는 감소하고 압력손실계수는 증가한다. 해수 흡입구에 곡률을 주면 항력계수와 양력계수에는 영향을 미치지 않지만, 압력손실계수가 크게 감소한다. 캐비테이터의 받음각은 항력계수와 압력손실계수에 미소한 영향만을 주나, 양력계수를 크게 변화시킨다. 초공동 수중운동체 설계 시 본 연구 결과를 반영할 수 있다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(1)
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• pp.550-555
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• 1996

기존 발전소의 재장전수탱크는 격납용기 외부에 설치되어 있으며, 압력/차압 계측기를 이용하여 재장전 수탱크 수위를 측정하고 있다. 한편, 개량형 경수로기 경우에는 재장전수탱크를 격납용기 하부에 설치하도록 되어 있으므로 격납용기 벽이나 수집체적조 및 원자로 공동과 인접하게 되어 수위감시를 위한 압력/차압 계측기를 격납용기내에 설치하는 것은 매우 어려울 것으로 판단된다. 따라서, 본 논문에서는 격납용기내 재장전수탱크, 수집체적조 및 원자로 공동 수위계측기에 적용되는 미국 원자력규제위원회 및 전력연구소의 설계기준, 환경 및 기기생존 요건들을 검토한 후, 이에 따라 이 계측기들이 유지해야 할 설계 기능요건을 평가하고, 수위계측기의 형태 선정에 필요한 설계고려사항들을 파악하여 개량형 원자로의 해당 수위계측기의 선정 및 설계와 관련된 개념들을 설명하였다. 검토결과, 격납용기내 재장전수탱크 수위지시를 위해서는 압력/차압 계측기를 격납용기 외부에 설치하고, 수집체적조 및 원자로 공동의 수위감시를 위해서는 부유형 감지기를 사용하는 것이 발전소 운전 및 보수측면에서 장점이 있는 것으로 판단되어 이를 개량형 경수로 설계에 적용할 것을 제안하고자 한다.