• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2016년도 춘계학술대회
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• pp.88-89
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• 2016

선택적 환원 촉매(SCR : Selective Catalytic Reduction) 시스템은 대기오염을 예방하기 위한 배기가스 처리장치 중 하나이다. 본 연구에서는 전산유체역학(CFD : Computational Fluid Dynamics)를 사용하여 SCR 시스템 의 효율향상을 위하여 ANSYS-CFX package를 이용하여 점성 유동 해석을 수행하였다. SCR 시스템의 점성 유동 흐름의 전산 유체 역학을 이용하여 시뮬레이션하기 위하여 Navier-Stokes 방정식을 지배방정식으로 사용하였다. CATIA V5를 사용하여 SCR 시스템의 형상을 3D 모델링을 하였고, 암모니아와 배기가스의 혼합 비율을 확인하기 위해 요소수 분사 노즐의 위치를 변경하였다. 요소수 분사 노즐은 배기관의 입구로부터 1/3, 1/2, 2/3에 위치한다. 또한, 분사 노즐의 위치가 배기관 입구의 1/3에 위치할 때 노즐의 분사구수에 따른 효율을 확인하기 위하여 분사구수를 4Hole, 6Hole, 8Hole일 경우를 확인하여 비교하였다. 시뮬레이션의 결과로는 배기관 입구에 가까울수록, 분사구수가 많을수록 효율이 좋아짐을 확인하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1993년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.33-37
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• 1993

연결부를 지닌 대형의 노즐형상 제품은 대형산업기기에서 용기의 일부 및 추진체 및 인공위성 발사 대등에서 쓰이는 제품으로 목적하고자 하는 최종 조립품의크기에 따라 제품자체의 지름이 1m 에서 수m 에 이르는 대형으로 제작된다. 대형노즐형 제품은 제품 자체의 강도, 정확한 치수 및 소요재료의 다수등도 중요한 요소이나, 가공하중의 크기에 따라 다르지만 제품을 만들기 위해서는 수만톤을 필요로하기 때문에 제품제조의 가능여부가 성형기의 능력에 의존하게 된다. 본 연구는 비교적 소형장비로써 대형 노즐형단조 품의 제작이 가능한 새로운 성형공정을 개발하는데 그 목적이 있으며 공정개발은 비교적 소형 장비로써 대형단조품의 제작이 가능하도록 하는데 촛점을 맞추고서 이루어 졌다. 이를 위해 여러가지 가능한 방법 들을 제안하고, 각각의 공정 방법들에 대해서 Plasticine 모델 시험을 통하여 소성유동에 의한 성형성과 하중을 검토한 후에 국내에서 사용가능한 장비 및 하중능력, 그리고 성형성 등을 고려하여 적절한 공정방법을 선택하였다. 선택된 공정에서 점진적 팽창단조를 위한 예비 성형체의 결정 및 공정변수의 결정등을 납 모델링실험을 행하여하였으며 실재 재료의 축소모형실험을 수행하여 공정을 확인 하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제25권3호
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• pp.1-13
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• 2021

추력이 최적화된 노즐의 초음속 유동장에 대한 노즐벽면각도의 영향이 수치해석적으로 조사되었다. 30톤급 로켓엔진의 연소기와 작동조건이 최적노즐형상을 조사하기 위하여 선택되었다. 연소생성물의 노즐유동은 케로신-액체산소의 이동평형계산에 의해서 구현되었다. 노즐벽면 각도의 변화는 내부충격파 및 2차 충격파의 발달형태를 다르게 유도하였다. 내부충격파가 노즐출구에서 특정위치에 있을 때 최적노즐이 얻어졌다. 최적노즐에 대한 노즐벽면 각도들은 충격파를 고려하지 않고 얻어진 최적노즐 형상과 매우 유사하게 얻어졌다.

• 한국추진공학회지
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• 제18권2호
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• pp.80-85
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• 2014

노즐개방형 측추력기는 고체 추진기관을 사용하는 비행체의 궤도 수정 기능을 제공하는 장치이다. 노즐개방형 측추력기는 비교적 낮은 연소온도를 가지는 추진제, 안정된 추력을 공급하기 위한 중립형 추진제 그레인, 선택적 노즐 사용이 가능한 노즐개방장치로 구성되었다. 궤도 수정이 요구되면 추력 반대방향으로 필요한 추력만큼 노즐을 개방하여 비행체에 측추력을 발생시킨다. 궤도 수정 후 추력방향으로 노즐을 개방하여 측추력을 제거함으로써 추력 발생을 정지한다. 지상연소시험을 통해 측추력기의 작동과정을 확인하였으며, 본 연구를 통하여 개발된 노즐개방형 측추력기는 노즐개방을 통한 측추력 제어를 통해 비행체의 궤도 수정에 활용할 수 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권5호
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• pp.630-638
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• 2009

생활폐기물 소각장에서 발생되는 질소산화물($NO_x$)을 저감을 위한 요소용액 이용 선택적 무촉매 환원(SNCR: selective non-catalytic reduction) 상용화 공정에 대하여 전산유체역학(CFD: computational fluid dynamics) 모델을 개발하였고, 이 모델은 현장 실험결과로 검증되었다. 저 농도 일산화탄소와 12% 과잉공기 조건에서 요소와 질소산화물간의 7개 화학반응식과 액적의 증발과정을 포함하는 3차원 난류반응 흐름 CFD 모델은 소각로에 설치된 SNCR 공정의 유체역학 모사를 위하여 사용하였다. 본 SNCR 공정에서는 정면 노즐 1개와 측면 노즐 2개를 사용하여 2차 연소로 내에 요소용액을 공기와 함께 분사하였다. 3개의 노즐에 동일유량으로 NSR=1.8에서 요소용액과 공기를 분사할 경우, 출구온도는 현장 실험값과 모사값이 일치하며, 질소산화물 저감효율은 실험에서는 57%, CFD 모사에서는 59%를 보여주었다. 각 노즐 별 분사유량의 비율을 변화하면서 수행된 CFD 모사 결과에서는 3개의 노즐에 동일 유량을 분사하는 것보다 정면 1개 노즐에 측면노즐 유량의 2배를 분사하는 것이 약 8% 높은 질소산화물저감 효율을 보여주었다.

• 청정기술
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• 제18권4호
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• pp.410-418
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• 2012

선택적 촉매환원(selective catalytic reduction, SCR) 시스템에서 사용되는 환원제의 효용성을 극대화하기 위해 적용되는 암모니아주입관(ammonia injection gun, AIG) 성능은 유량의 분배, 공기분배다기관(air distribution manifold, ADM)의 배치 그리고 노즐의 배열 및 형상 등에 의해 영향을 받는다. 본 연구에서는 전산유체역학(computational fluid dynamics, CFD) 기법을 이용하여 AIG 성능의 지표가 되는 토출 유량 균일도를 통계적인 수치로 표현하여 관련된 설계인자들과 SCR 시스템의 성능 사이의 상관관계를 평가하고자 하였다. 관내 유동에서 일어나는 유체역학적인 현상의 영향으로 AIG에 대한 공급유량이 증가할 때 각 노즐에서의 토출 유량의 균일도는 감소하는 해석결과를 얻었으며 헤더로부터 가까울수록 분지관으로의 유량분배율이 낮아짐과 동시에 헤더에 가까운 노즐일수록 토출유량이 적어지는 현상을 파악하였다. 각 분지관에 대해 유입 면적대비 노즐의 총 면적비가 0.5 미만일 때 토출 유량의 균일도와 분지관의 유량분배가 매우 균일해지는 것으로 파악되었다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제11권2호
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• pp.111-116
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• 2005

축산 농가용 차량소독기의 노즐 분무성능과 균등분포율을 알아보고 적합성을 판단하고자 각 사별, 압력별 노즐 분무량을 측정하였다. 3 Mpa 분무압력에서 분무량은 TK사의 경우 1,605ml, TK-II 경우 2,020ml, JA사 노즐의 경우 1,150ml로 나타났으며, IS사의 경우 795ml로 나타났다. JA사의 경우 1,150 ml, IS사는 795 ml로 나타났다. 모든 압력에서 분무량은 TK-II, TK-I, JA 및 IS사 순으로 많았으며, TK-II사와 IS사간 분무량은 약 3배 차이를 보였다. 균등분포율을 알아보기 위한 압력별 측정결과는 모두 양 옆의 1, 2, 8, 9번 용기는 평균에 모자라는 분무량을 보였다. 그 외 3번 용기에서 7번 용기까지는 TK사의 경우 비교적 균일한 분무분포를 나타냈지만, JA사와 IS사의 경우 TK사 보다는 중앙이나 한쪽으로 분무량이 치우치는 경향을 나타냈다. 최적의 차량 소독기를 설계하기 위해서는 사용되는 노즐의 분사량, 균등분포율을 고려한 노즐 선택, 노즐 간격, 진행하는 차량의 속도 등을 우선적으로 고려하여 설계할 필요가 있을 것으로 판단되었다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제3권1호
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• pp.29-40
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• 1986

적층재료로 된 로켓 노즐벽에서의 열전도 방정식을 Crank Nicolson의 방법을 이용하여 수치해석 하였으며 정해진 제한조건에 대하여 최적화 방법에 의하여 각층의 재료와 두께를 선택하였다. 로켓 노즐의 운전조건에 대하여 여러가지 입력한 재료중 각층의 최적의 두께 및 재료는 표 3과 같다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.322-322
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• 2013

$CO_2$를 $CH_4$와 열 및 전기화학적인 반응을 통해 고농도의 CO 및 $H_2$로 구성된 합성가스로 효율적으로 전환시키기 위해, 반응가스 주입용 간극형 노즐을 가진 비이송식 직류 열플라즈마 토치 시스템을 설계, 제작하고 다양한 조건에서 이 두 가스의 개질 실험을 수행하였다. 설계 제작된 간극형 노즐과 리액터 내 고온 반응 영역을 활용한 $CO_2$ 및 $CH_4$ 반응가스의 효율적인 처리를 통하여, 최고 70% 이상의 $CO_2$ 및 $CH_4$의 전환율과 최고 80% 이상의 CO 및 $H_2$선택도를 달성할 수 있음을 확인하였다. 또한, 상기 조건의 경우, 플라즈마 입력 전력 10.6 kW 대비 49 lpm 의 반응가스 처리량을 통하여 얻은 것으로 최고 2.5 mmol/kJ 이상의 Specific Energy Requirement (SER) 조건도 만족할 수 있음을 보였다. 특히, 제안된 막대 음극-반응 가스 주입구를 가진 양극 노즐 플라즈마 토치의 경우, $CH_4$ 반응가스를 음극에 직접 닿지 않도록 간극을 통해 주입하게 함으로써, 반응 가스 분해에 의한 음극 등 전극 부식을 최소화하면서도 고에너지 전자가 풍부한 아크 컬럼에 의해 $CO_2$ 및 $CH_4$의 전환 반응을 효율적으로 일으킬 수 있어 효율적인 $CO_2$ 및 $CH_4$ 개질을 위한 열플라즈마 토치 시스템의 개발이 기대된다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권3호
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• pp.28-39
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• 2018

본 연구에서는 추력조절용 핀틀 노즐의 길이비에 따른 정상상태와 비정상상태 특성을 파악하기 위해 수치해석을 수행하였다. 노즐과 핀틀의 영역은 분리하여 격자를 생성하고 중첩격자기법을 사용하였다. 핀틀 형상은 길이비에 따라 5가지로 선택하였고, 정상상태 해석결과 핀틀의 길이가 길수록 추력과 추력계수가 높게 나타났다. 비정상상태 해석의 경우 핀틀의 속도에 따라서 연소실 압력 경향이 달라지며 추력과 유동구조에 영향을 미친다. 노즐 출구에서의 추력은 노즐목 단면적 변화에 빠른 응답특성을 보이며, 추력과 추력계수 등 성능 주요 인자들의 예측시 핀틀의 구동 속도와 핀틀 거동에 의한 연소실 압력파의 전달속도를 고려해야 한다.