• Korean Chemical Engineering Research
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• v.58 no.4
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• pp.642-650
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• 2020

In general, the circulation path of the fluidized particles in a CFB (Circulating Fluidized Bed) boiler is such that the particles entrained from a combustor are collected by a cyclone and recirculated to the combustor via a sealpot which is one of non-mechanical valves. However, when a fluidized bed heat exchanger (FBHE) is installed to additionally absorb heat from the fluidized particles, some particles in the sealpot pass through the FBHE and then flow into the combustor. At this time, in the FBHE operated in the bubbling fluidization regime, if the heat flow is not evenly distributed by poor mixing of the hot particles (800~950 ℃) flowing in from the sealpot, the heat exchanger tubes would be locally heated and then damaged, and the agglomeration of particles could also occur by formation of hot spot. This may affect the stable operation of the circulating fluidized bed. In this study, the unevenness of heat flow arising from structural problems of the FBHE of the domestic D-CFB boiler was found through the operating data analysis and the CPFD (Computational Particle Fluid Dynamics) simulation using Barracuda VR. Actually, the temperature of the heat exchanger tubes in the FBHE showed the closest correlation with the change in particle temperature of the sealpot. It was also found that the non-uniformity of the heat flow was caused by channeling of hot particles flowing in from the sealpot. However, it was difficult to eliminate the non-uniformity even though the fluidizing velocity of the FBHE was increased enough to fluidize hot particles vigorously. When the premixing zone for hot particles flowing in from the sealpot is installed and when the structure is changed through the symmetrization of the FBHE discharge line for particles reflowing into the combustor, the particle mixing and the uniformity of heat flow were found to be increased considerably. Therefore, it could be suggested that the structural modification of the FBHE, related to premixing and symmetric flow of hot particles, is an alternative to reduce the non-uniformity of the heat flow and to minimize the poor particle mixing.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.25 no.2
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• pp.42-51
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• 2021

Facilities that supply specialty gases used in semiconductor manufacturing mainly handles with hazardous and dangerous substances with flammable, toxic, and corrosive properties, and gas cabinets are mainly used as such supply facilities. The effects of the supply facilities were analyzed for each leak through the rupture disk in the gas cabinet and a leak where the leak hole. In this case, gas leaked to the outside depending on the leak area. It is a factor that creates a risk depending on the concentration of the leaked gas. Depending on the risk of leakage, all measures such as safe operation procedures should be reviewed again.

• Journal of Bio-Environment Control
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• v.29 no.1
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• pp.52-61
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• 2020

The natural change of winter night temperature from 00:00 to 04:30 O'clock with the different height of thermal screen in a venlo type glasshouse (W59×L68×H5.9 m) was studied using computational fluid dynamics (CFD). At the early stage of CFD analysis, the room temperature decrease of glasshouse with the 5.9 m height of thermal screen were faster than it with the 4.1m height of thermal screen, but at 2 hr after analysis it was slower than in it with the 4,1m, the temperature difference was 0.6℃ after 4 hr. If we consider that turn on the heater when the temperature were decrease below 13℃ at 1hr after CFD analysis, it is good for energy saving in the glasshouse with the 4.1 m height of thermal screen rather than in it with the 5.9 m height, because of the temperature decrease were slow during 2 hrs after analysis. The airflow at the height of 2 m which were grown tomato were fast and wide in the glasshouse with the 5.9 m height thermal screen rather than in it with the 4.1 m, the speed difference was 0.034m·s^-1 at 1hr after CFD analysis. The effect of temperature decrease in summer season were compared with the different height of shading screen from 12:00 to 14:30 O'clock. The height of shading screen were 5.7, 3.9 m, the gap of it were 30%. The air-inflow quantity by the fan with duct at lower part of venlo glasshouse was 0.67 ㎥·s^-1 until 1hr and to increase 3 times of it from 1hr after analysis. The roof window were open 100%. Until 1hr of CFD analysis, the temperature in the 30% open of shading screen was 0.9℃ higher than in the none shading screen. From 13:00 O'clock when the air-inlet quantity to increase 3 times, the temperature in case 30% gap of shading screen were decreased compare with the none shading screen, the temperature difference was 0.5℃ at 14:30 O'clock. The temperature on the floor surface in case 30% gap of shading screen were lower with it's height increase, the temperature difference was 8℃ compare with none shading screen. The relative humidity difference were insignificant by the height and gap of shading screen.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• v.5 no.1
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• pp.33-38
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• 2019

Thermal power generation accounts for the highest percentage of domestic power generation, among which coal-fired boiler generation accounts for the highest percentage. Coal boilers generate harmful substances and fine dust during coal combustion and have a serious effect on air pollution. So, fluidized-bed boilers have been introduced as eco-friendly coal boilers. It uses a fluid medium which affect the combustion temperature of coal. Because of it fluidized-bed boilers emit less pollutants than original one. Water-wall tubes play an important role in this fluidized bed boiler. Due to the fluid medium, the wall damage is more severe than the existing boiler. However, there is no quantitative maintenance technique in Korea yet. Remote field eddy current testing is a non-destructive evaluation technique that is often used for inspection of inner and outer wall of tube. it can inspect with non-contact and high speed. However, it is an inspection that proceeds from inside the pipe, and the water-wall tube is not able to enter the interior. In this study, we designed and simulated an external remote field eddy current sensor suitable for water-wall tube of a fluidized - bed boiler using simulations. By obtaining a signal similar to the existing remote field eddy current test, the criteria for the external remote field eddy current sensor design can be presented.

• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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• 2003.05a
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• pp.227-231
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• 2003

제주항을 대상으로 오염부하의 정량적인 관리를 위하여 물질순환모델을 이용하여 해수유동특성과 COD, DIN 그리고 DIP의 농도분포를 시뮬레이션 하였고, 이 결과를 통해 해역의 수질개선대책으로 하천오염부하 감소와 저질개선을 통한 용출부하 감소에 따른 COD, DIN 그리고 DIP의 농도를 정량적으로 평가한 결과는 다음과 같다. 외부부하인 하천유입 부하량의 감소에 의한 제주항 내 오염물질 농도의 저감효과는 만 중앙부에서 만 외로 갈수록 그 영향범위가 미비하나 하천 유입부에 한정되어 큰 효과를 나타내고 있어 제주항 내로 오염부하의 유입을 방지함으로서 제주항의 하천 유입부 수질개선에 큰 영향을 줄 수 있다. 내부부하인 저질 영양염 용출부하를 감소했을 경우의 제주항 내 영영염 농도의 저감 효과는 하천유입 부하량의 저감시와 상대적으로 비교하여 제주항의 하천 유입부보다는 만 중앙부나 만 유입부의 수질개선에 효율적인 영향을 보이는 것으로 사료되며 특히, DIP의 경우 그 양상이 잘 나타났다. 하천과 저질의 총 부하량을 100% 감소했을 경우, COD의 농도분포는 하천유입부인 정점 St. 1에서 약 44%정도의 저감효과를 나타내어 하천유입 부하량만을 감소했을 때보다는 저감효과가 증가하였다. DIN의 경우는 하천유입부하와 저질 용출부하를 각각 따로 저감했을 경우에 비해 전체적으로 저감효율이 상승하고 있으며, 만 중앙부에서 만 유입부로 갈수록 그 경향이 잘 나타나고 있으며 총 부하를 저감시켰을 때 제주항내의 DIN 농도는 정점 St. 3 다음 지점부터 해역수질기준 II등급을 유지되는 수질개선 효과를 나타내었다. DIP의 경우는 DIN과 유사한 경향을 보였으며 정점 St. 4 이후로 해역수질기준 II등급 이하로 유지되는 수질개선 효과를 나타내었다. 이상의 결과로 볼 때, 현재 해역수질기준 III등급인 제주항 내에서 수질을 향상시키기 위해서는 하천유입부하량의 저감뿐만 아니라 항내 저질개선 등을 통하면 전체적으로 II등급 이하를 유지할 수 있을 것으로 예상된다.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.5 no.2
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• pp.115-134
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• 2003

Recently, there are many cases in the roadway design for successive tunnel with small distance between two tunnels. In this case, the degree of interference for successive tunnels is a significant consideration in the design of ventilation systems. Also, Re-inflows of contaminated air in successive tunnel make serious ventilation problems in case of fire accident in the tunnel. In this study, for successive tunnels in Donghae highway project, the concentration of contaminant such as CO, NOx and Smoke were calculated by numerical analysis using 1D and 3D-CFD analysis. And, the rate of re-inflow at the portals of successive tunnel according to the direction of wind were analysed.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.170-174
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• 2011

홍수시 저수지 상류로부터 유입되는 다량의 오염물, 협잡물은 저수지의 경관 및 수질에 악영향을 미친다. 이러한 오염물질은 홍수시 일시에 유입되어 표층에 부유하므로 수거를 위한 시간 및 비용이 비교적 크게 발생된다. 따라서 이러한 부유쓰레기를 효과적으로 차단할 수 있는 시설물 설치는 필연적이다. 이렇게 부유쓰레기 수거를 위한 방법 중, 저수지 내부에 선 차단 시설을 설치하여 부유쓰레기를 홍수터로 유도하여 수거하는 방법은 일시에 많은 양의 부유쓰레기를 차단하게 되는데 유지관리, 경제적 측면에서 유리하다. 본 연구에서는 부유쓰레기 수거를 위한 선 차단시설 운영 방안을 검토하기 위하여 홍수시 저수지 내로 유입되는 유속흐름을 2차원 수치해석 모형인 RMA-2 모형으로 해석하고, 저수지의 내 외부 지형분석을 통하여 시범 지구의 선 차단시설 설치 위치를 선정하였고, 3차원 수치해석 모형인 FLOW-3D 모형으로 검증하였다. 선 차단시설 설치 시범지역 위치 선정을 위하여 저수지의 규모, 접근성, 시공 장비의 대여 편이성 등을 종합적으로 고려하여 기흥저수지를 시범예정 구역으로 선정하였다. 저수지 내로 유입되는 유속특성을 2차원 수치해석 모형인 RMA-2 모형으로 해석하여 시범 지구의 선 차단시설 설치 위치를 제안하고 홍수터 부지를 결정하였다. 부유쓰레기 유도를 위한 선차단시설은 저수지 급확대로 인한 유속 감소구간과 와류발생 구간이 적절한 것으로 분석되었으며 시범설치 지역인 기흥저수지 상류 급확대부에 선 차단시설을 제안하였다. 홍수터의 규모는 Armitage와 Rooseboom(2000)이 제안한 경험식을 바탕으로 $5,300m^2$을 제안하였으며, 기흥저수지 상류부 우안에 항아리 모양으로 설치하도록 계획하였다. 또한, 3차원 수치모형실험을 통하여 검토한 결과, 차단막 설치로 부유 쓰레기의 하류 이송은 차단되고, 원활하게 홍수터로 유도됨을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1996.10a
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• pp.65-70
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• 1996

엔진소음을 소음특성에 따라 분류하면 공력소음(Aerodynamic Noise), 연소소음(Combustion Noise), 기계적인 소음(Mechanical Noise)으로 나눌 수 있으며 소음원의 종류에 따라 분류하면 배기계소음(Exhaust System Noise)으로 나눌 수 있으며 소음원의 종류에 따라 분류하면 배기계소음(Exhaust System Noise), 흡기계소음(Intake System Noise), 냉각계소음(Cooling System Noise), 엔진표면소음(Engine System Noise)등으로 분류할 수 있다. 이러한 여러소음중 엔진 내부의 유동에 의한 흡배기계통으로의 소음방출은 자동차 실 내외 소음의 중요한 문제로 대두되는데, 이를 줄이기 위해 그 동안 소음기 등의 서브시스템의 형태와 그 위치조정에 관한 연구가 수행되어 왔다. 그러나 이것이 비용 또는 성능에 영향을 미치므로 본질적인 소음원을 규명해 내는 것이 필요하게 되었다. 흡배기계의 소음은 엔진의 흡입, 배기행 정시 피스톤의 운동에 의해 팽창 및 압축파 형태의 압력파(pressure wave)로 발생하게 되고, 밸브근방에서는 유동의 박리(separation)에 의해 발생하게 된다. 소음기 등의 서브시스템에서도 유동의 박리에 의해 발생하게 되며 특히 배기행정시 발생하는 압력파는 비선형영역에 있게된다. 흡기소음은 배기에 비해 그 크기가 작아서 그동안 등한시 되어왔으나 이것이 소비자의 불평요인으로 작용하므로써 이에 대한 연구도 활발히 수행되어야 한다. Bender, Bramer[1]는 흡배기계 소음의 외부 방사에 관하여 전반적으로 기술하였고 Sierens등[2]은 흡기계에서 1차원 MOC(Method of Characteristics)방법으로 비정상 유동해석을 하고 실험결과와 비교하였다. J.S.Lamancusa 등[3]은 흡기 소음원을 실험을 통해 예측하였고, 흡기소음도 비선형 거동을 보인다고 밝혔다. Yositaka Nishio 등[4]은 새로운 흡기실험장치를 고안하여 공명기(resonator)의 위치 변화에 의한 저소음 흡기계를 설계 초기단계에서부터 적용하려 하였다. 일반적으로 흡배기계의 복잡한 형상 때문에 대부분 실험을 통해 문제를 해결하려 하였고, 수치해석은 피스톤의 운동을 배제한 단순화한 흡배기계의 정상상태 유동해석이 주를 이루어왔다. Taghaui and Dupont 등[5]은 KIVA코드를 사용하여 흡기포트와 연소실 그리고 밸브의 움직임을 동시에 고려한 수치해석을 도입하였다. 하지만 이들이 밸브의 운동을 고려하기 위해 사용한 이동격자는 격자점은 시간에 따라 변화하지만 그 격자의 수가 일정하게 유지되어 있어서 밸브의 완전개폐를 해석할 수가 없다. 강희정[6]은 단일 실린더와 단일 배기밸브를 갖는 문제로 단순화하여 피스톤과 밸브의 움직임을 고려하므로써 배기행정 후 소음이 어떻게 전파해 나가는가를 연구하였다. 본 연구에서도 최소밸브간격과 최대밸브간격 사이에서만 계산이 가능하나 흡기의 경우는 밸브가 닫힐 때 생기는 압력파가 중요하므로 실린더와 밸브사이에 벽면조건을 주어 밸브의 개폐를 모사하였다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.33 no.1
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• pp.40-47
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• 2014

Interaction between the unsteady flow emitted from the blade of the centrifugal fan and the volute tongue region of fan duct is known as the main noise source of the centrifugal fan. In this paper, the relative contributions of the volute tongue region of the centrifugal fan is analyzed to utilize as the foundation data of low noise design. The internal hybrid CAA (Computational Aero-Acoustics) method is used to predict noise radiated from the main noise source. This method is the noise prediction technique using CFD (Computational Fluid Dynamics), Acoustic analogy, and BEM(Boundary Element Method). The relative contributions of the centrifugal fan volute tongue region using the hybrid CAA method show that the region between the cut-off and the scroll has high contribution than the region between the cut-off and the outlet and the hub region of blade has high contribution than the shroud region of blade. These results is utilized as the important data for the development of low noise centrifugal fan.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.109-109
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• 2017

알지네이트 하이드로 젤은 해조류에서 추출되는 천연 고분자인 알지네이트가 칼슘 또는 마그네슘 양이온과 이온가교(Ioninc cross linking)를 형성할 때 알지네이트의 고분자 구조가 칼슘, 마그네슘 양이온을 감싸면서 형성되는 고분자이다. 알지네이트 하이드로 젤은 높은 생체적합성(Biocompatibility)으로 인해 세포 재생을 위한 조직공학 및 재생의학, 약물전달 등의 제약 관련 분야에 광범위하게 적용될 수 있는 물질로 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 마이크로 플루이딕 칩을 이용하여 알지네이트 튜브를 제조하였다. 먼저 유동 포커싱 방식(flow focussing)을 유도할 수 있는 PDMS(Polydimethylsiloxane) 마이크로 플루이딕 칩을 제조하였다. 마이크로 플루이딕 칩은 CNC(Computer Numeric Control) milling machine을 이용한 template를 만들고 NOA mold를 이용하여 최종 PDMS 칩을 제작하였다. 튜브를 만들기 위한 마이크로 채널은 내부 채널 ($200{\times}200um$), 중간 채널 ($200{\times}200um$) 및 외부 채널 ($200{\times}200um$)로 구성되며 내부, 중간, 외부의 유체가 합류하는 수집채널은 폭 500 um, 깊이 200 um로 구성되었다. 운반체로는 5%의 acetic acid를 함유한 mineral oil를 이용하였으며 내부의 core flow는 $H_2O$로 하였다. 중간 유체인 2% 알지네이트 프리폴리머는 칼슘 이온의 존재 하에서 젤화 과정이 매우 빠르기 때문에 마이크로 채널 내부에서의 반응을 제어하고 막힘을 방지하기 위해 수용성 복합 칼슘-에틸렌 디아민 테트라 아세트산 (EDTA)을 사용하였다. 본 마이크로 플루이딕 칩에 각각의 유체를 이동시켰을 때, 운반체인 oil phase의 수소이온은 중간 유체인 알지네이트 프리폴리머와의 계면을 통해 확산되어 Ca-EDTA 복합체로부터 칼슘 양이온의 방출을 유발하게 된다. 방출된 칼슘 양이온은 알지네이트 고분자와의 이온 가교를 통해 알지네이트 하이드로 젤을 형성하여, 각 유체의 flow에 따라 알지네이트 튜브를 쉽고 빠르게 제조 가능하였다. 본 연구에서 제조된 알지네이트 튜브는 인체 내 장기간 약물 전달을 위한 나노섬유로 활용하거나 인공혈관을 구성하는 extracellular matrix로 활용될 잠재력을 가지고 있어 추후 활발한 연구개발이 진행될 예정이다.