• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.16 no.1
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• pp.1-7
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• 2012

The present study has been carried out to analyze the flow characteristics in the inlet expasion duct of a heat recovery steam generator by using numerical flow analysis. The inlet of HRSG corresponds the outlet of gas turbine exit and the flow after gas turbine has strong swirl flow and turbulence. The inlet flow condition of HRSG should be included the exit flow characteristics of gas turbine. The present numerical analysis adopted the flow analysis result of gas turbine exit flow as a inlet flow condition of HRSG analysis. Because the flow characteristics in the inlet duct of the tube bank is strongly related to the performance of a HRSG, it is most important for the optimal design of HGSG to understanding the flow phenomena in the inlet duct of HRSG. From the present study, the position of breakpoint in the inlet expansion duct should be lower than the reference breakpoint position for the optimal flow uniformity before the tube bank.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.38 no.12
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• pp.1017-1026
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• 2014

A multi-perforated tube is generally installed between the muffler inlet and in front of selective catalytic reduction (SCR) catalysts in the integrated urea-SCR muffler system in order to disperse the urea-water solution spray uniformly and to make better use of the SCR catalyst, which would result in an increase nitrogen oxide ($NO_x$) reduction efficiency and a decrease in the ammonia slip. The effects of the multi-perforated tube orifice area ratios on the internal flow characteristics were investigated analytically by using a general-purpose commercial software package. From the results, it was clarified that the multi-perforated tube geometry sensitively affected the generation of the bulk swirling motion inside the plenum chamber set in front of the SCR catalyst and to the uniformity index of the velocity distribution produced at the inlet of the catalyst. To verify the analytical results, engine tests were carried out in the ESC and ETC modes. Results of these tests indicated that the larger flow model in the longitudinal direction showed the highest NOx reduction efficiency, which was a good agreement with the analytical results.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1999.04a
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• pp.23-23
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• 1999

후류손실을 가지는 혼합 전단층에 대하여 밀도변화가 없는 유동 및 밀도변화가 있는 유동의 선형 불안정성 해석을 수행하였다. 기본 유동의 속도장 및 밀도장은 tanh 함수를 사용하였으며, Gaussian 형태의 해석적 함수를 사용하여 두 유동을 분리시키는 평판 바로 다음에 존재하는 후류 손실 유동을 포함시켰다. 공간적 선형 불안정성 해석을 수행하여 불안정성 모드의 성장률과 파장속도를 주파수의 함수로서 구하였다. 해석 결과로부터 후류 손실을 가지는 혼합층은 sinuous 모드와 varicose 모드의 두 개의 불안정성 모드를 가짐을 알았다. 밀도가 균일한 경우에는 varicose 모드보다 sinuous 모드가 지배적이다. 밀도가 균일한 경우에는 varicose 모드보다 sinuous 모드가 지배적이다. 밀도구배가 존재하나 빠른 자유유동의 밀도가 높은 경우에는 밀도가 균일한 경우와 마찬가지로 sinuous 모드가 지배적인 모드가 된다. 그러나 느린 자유 유동의 밀도가 높은 경우에는 밀도장의 두께가 속도장의 두께보다 상대적으로 얇아지면 varicose 모드가 sinuous 모드보다 더욱 불안정하여질 수 있다. varicose 모드와 sinuous 모드의 성장률이 비슷한 밀도장의 두께에서는 두 불안정성 모드가 주파수 변화에 따라 분지 되어지는 경향을 보인다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2012.04a
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• pp.69-72
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• 2012

본 연구에서는 정사각형으로 모델링된 실린더 주위에 균일한 유동이 흐를 때 나타나는 이차원 난류 유동을 분석하였다. EDISON-CFD를 이용하여 정사각 실린더 표면에서의 전단응력 분포 및 유동 현상을 시뮬레이션 하였다. 선행 연구 결과의 $\bar{C_D}$, ${C_L}^{\prime}$ 값과 비교하여 결과의 유효성을 검증하였다. 또한, 비정상 층류 유동(Re=100)과 비교하여 난류 유동(Re=22,000)의 특성을 분석하였고, 와 흐름에 의하여 정사각 실린더 표면이 받는 전단응력을 자세히 분석하였다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2011.05a
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• pp.151-154
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• 2011

$NO_x$ 제어 기술로는 크게 연소 전 탈질, 연소 개선 및 연소 후 탈질 기술로 구분할 수 있으며, 연소 후 탈질 기술에 속하는 SCR은 촉매를 사용하여 $NO_x$를 환원하는 대표적인 배연탈질기술이다. SCR의 $NO_x$ 저감 성능은 촉매 요인(촉매 구성물질, 형태, 공간속도 등)과 배가스의 온도, 유속 분포, 공정 운전 조건 등의 다양한 인자에 의해 좌우되는데 특히, 촉매층으로 유입되는 유동의 균일도는 가장 중요한 요소가 된다. 유동이 균일하지 않을 경우 촉매 전단에 편류가 발생하게 될 것이며 일정 촉매만 사용하게 되어 촉매 사용주기 감소 및 SCR 성능 저하를 초래할 수 있기 때문이다. 본 연구에서는 3차원 수치 해석 기법을 이용하여 설계 초기의 SCR 반응기 내 유동 특성을 모사하여 기류 균일도 여부를 확인하고, SCR 내 유동 균일도를 최적화시키기 위한 설계를 목적으로 설치하는 가이드 베인과 배플, 다공판이 반응기 내부 유동 및 촉매층의 기류 균일도에 미치는 영향에 대하여 연구를 수행하였다. 그 결과, 유동 개선을 위해 인입 덕트 곡관부에 가이드 베인을 설치하여 처리가스를 적절하게 배분시키고, 반응기 상단에 3단 배플을 설치한 결과 반응기 내부 유동의 편류 개선에 매우 효과적임을 알 수 있었다. 또한 다공판을 예비 촉매층 하단부 위치에 추가로 설치함에 따라 유동을 한번 더 완충시킬 수 있어 기류 균일도가 매우 양호해짐을 알 수 있었다.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2004.04a
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• pp.1607-1612
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• 2004

Numerical simulations are performed to investigate the characteristics of flow past a sphere in uniform shear. The Reynolds numbers considered are Re=300, 425 and 480 based on the inlet center velocity and sphere diameter. The non-dimensional shear rate K of the inlet uniform shear is varied from 0 to 0.15. At Re=300, the head of the hairpin vortex loop always locates on the high-velocity side in uniform shear, and the flow maintains the planar symmetry. At Re=425 and 480, the irregularity in the location and strength of the hairpin vortex appearing in uniform inlet flow is much reduced in uniform shear, but the flows still keep the asymmetry for most inlet shear rates. However, in the cases of K=0.075 and 0.1 at Re=425, the flows become planar symmetric and their characteristics of the evolution of the hairpin vortex loops are different from those of asymmetric flows. A hysteresis phenomenon switching from the planar symmetry to the asymmetry (or vice versa) depending on the initial condition is also observed at Re=425.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.13 no.3
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• pp.141-147
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• 1984

2차원 채널 입구에서의 꿰떼 난류 유동하는 찬 물 위를, 같은 방향으로 빠르게 난류 유동하는 수증기의 응축은 액체필름 초기상태의 과냉 정도에 의하여서 응축능력이 정하여진다. 수증기와 액체의 채널 입구에서의 균일한 속도 및 온도, 그리고 채널 입구에서 액체와 증기가 차지하는 체적비, 즉 액체필름과 채널 높이를 알고 있을 때, 하류로 유동하면서 응축이 일어나는 현상을 예측하는 모델을 제안하고, 실험치와 비교한 것이다. 채널 입구에서 윗쪽으로는 더운 기체, 아래쪽으로는 찬 액체가 평행한 방향으로 유동하면서 접촉하고 평균적인 액체필름의 두께와 단열된 채널 벽체를 가정하여서, 기본방정식으로 연속방정식, 운동방정식을 세우고. 에너지와 운동량 전달 메카니즘 사이에 유사성이 존재한다고 가정하였으며, 전단응력의 크기는 필자의 모델을 적용하였다. 기본방정식을 기체 속도, 액체 속도, 필름의 두께, 압력에 대해서 수치해를 구하여서 동일조건 하에서 실험한 데이터와 비교하였다. 수증기와 액체 경계면에서의 전단응력은 매우 좋은 일치를 보여주고 있다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.19 no.3
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• pp.834-845
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• 1995

An experimental study is made in a nearly two-dimensional 90.deg. curved duct to investigate the effects of interaction between streamline curvature and mean strain on turbulence. The initial shear at the entrance to the curved duct is varied by an upstream shear generator to produce five different shear conditions ; a uniform flow (UF), a positive weak shear (PW), a positive strong shear(PS), a negative weak shear (NW) and a negative strong shear(NS). With the mean field data of the case UF, variations of the momentum thickness, the shape factor and the skin friction over the convex(inner) surface and the concave (outer) surface are scrutinized quantitatively in-depth. It is found that, while the pressure loss due to curvature is insensitive to the inlet shear rates, the distributions of wall static pressure along both convex and concave surfaces are much influenced by the inlet shear rates.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.36 no.6
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• pp.814-822
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• 2012

To improve the flow and mixing characteristics of marine SCR system, two different mixer including up-down and swirl type mixer were considered. The purpose of this study is to analyse turbulence intensity and uniformity index in detail and to improve the performance of SCR with respect to the mixer structure. The results showed that, the concentration uniformity index is improved by about 5% with the utilization of both mixers in the front of catalyst part. Although the RMS value and relative turbulence intensity increased after the up-down type mixer, it could observed that the value of two parameters decreased with the flow proceeding forward to the downstream. For the case of swirl type mixer, the decrease of RMS value and relative turbulence intensity were relatively smaller than that of up-down type mixer, and uniform distribution of relative turbulence intensity was observed. As a results, it could be concluded that the mixing effects and the distance of the two kinds of mixer were different.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.3 no.2
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• pp.10-17
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• 1999

This paper investigates the linear stability of both uniform and non-uniform density plane mixing layers with special emphasis on the effect of the wake component in the velocity profile. Velocity and density profiles for laminar flows are obtained from analytic profiles. Mixing layers with wakes have two generalized inflection points and two unstable modes-sinuous and varicose modes. For uniform density mixing layers, sinuous modes are more unstable than varicose modes, which shows wakes will be destabilized by sinuous modes. For non-uniform density mixing layers with high density in high speed flows, sinuous modes are more unstable than varicose modes. For non-uniform density mixing layers with high density in low speed flows, varicose modes can be more unstable than sinuous modes.