• 한국해안해양공학회지
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• 제14권4호
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• pp.295-307
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• 2002

진해ㆍ마산만에서 수온, 염도 및 DO농도를 연직방향으로 1년동안 측정하였다. 관측된 수온 및 염도 자료를 이용하여 성층화 특성을 분석하고, DO농도의 연직변화를 성층화 특성 및 저질오염도와 관련하여 분석하였다. 분석결과, 진해ㆍ마산만의 수온 성층화는 4월 이전에 시작되어 10월경에 종료되는 양상을 보이고 있는 것으로 판단되었다. 또한, 1998년 4월 연직방향의 평균 염도변화는 3.9(equation omitted) 정도로 증가되고, 1998년 8월 9.3(equation omited), 10월 4.3(equation omitted) 정도가 유지되어 가을철에도 염도 성층이지속되고 있는 것으로 파악되었다. 한편, DO 농도는 성층화가 시작되는 4월을 기점으로 연직방향 평균 DO농도변화도 2.6(mg/L)에서 6월 8.3(mg/L), 8월 5.9(mg/L), 9월 7.24(mg/L), 10월4.4(mg/L)으로 명확한 성층화 양상을 보이고 있다. DO 농도변화는 전체적으로 해역의 오염도와 밀접한 관련이 있으나. 성층화 기간동안 연직방향 DO 농도편차가 크게 나타나고 있는것은 수온 및 염도성층에 의한 표 저층간의 물질교환 저해에 의한 영향도 직접적인 요인으로 작용하고 있은 것으로 파악되었다.

• 한국가스학회지
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• 제13권6호
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• pp.21-28
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• 2009

본 연구의 목적은 온도 성층화와 농도 성층화의 효과가 HCCI 연소에서 압력상승률 저감과 배기가스에 어떤 영향을 미치는지 알아보는 것이다. 2단계 열발생이 생기는 디메틸에테르(Di-Methyl Ether, DME) 연료를 사용하였다. 수치계산은 멀티 존 모델과 상세 화학 반응 스킴을 이용하였다. 수치계산 결과, 온도 성층화와 농도 성층화는 연소기간을 길게 하여 압력상승률을 저감시키는 것을 확인하였다. 그러나 농도 성층화의 폭이 너무 커지면 오히려 일산화탄소와 질소산화물이 증가하였으며, 연소 효율은 감소하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.1321-1329
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• 1989

본 논문에서는 성층화된 용액ㅇ네 수평방향으로 온도구배가 가해지는 경우에 있어서 두 부력인자의 상대적 크기에 따라 나타나는 유동형태와 그에 따른 온도, 농도 분포 및 열전달특성을 수치적으로 연구하고자 한다.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권7호
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• pp.1720-1730
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• 1995

Finite-difference analysis was conducted to study the natural convection of a stably stratified salt-water solution in an annulus due to lateral heating. The main purpose of this study is to examine in detail the multi-layered flow structure. Calculation was thus made for R $a_{\eta}$=2*10$^{5}$ and 6.5*10$^{5}$ . Formation of layered flow structure, merging process of layers, the corresponding temperature and concentration distributions, Nusselt number variations with time are examined. Numerical results show that in each layer, the temperature profile looks 'S`-shaped and the concentration profile is uniform due to the convective mixing. The formation of the roll and the layer is governed by natural convection due to the temperature gradient and the merging process of the layer by diffusion of the concentration.ation.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.35-41
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• 2011

This work investigates the potential of in-cylinder thermal stratification and fuel stratification for extending the operating ranges in HCCI engines, and the coupling between thermal stratification and fuel stratification. Computational results areemployed. The computations were conducted using both a custom multi-zone version and the standard single-zone version of the Senkin application of the CHEMKINII kinetics rate code, and kinetic mechanism for di-methyl ether (DME). This study shows that the potential of thermal stratification and fuels stratification for extending the high-load operating limit by a staged combustion event with reduced pressure-rise rates is very large. It was also found that those stratification offers good potential to extend low-load limit by a same mechanism in high-load. However, a combination of thermal stratification and fuel stratification is not more effective than above stratification techniques for extending the operating ranges showing similar results of fuel stratification. Sufficient condition for combustion (enough temperature for) turns misfire in low-load limit to operate engines, which also leads to knock in high-load limit abruptly due to the too high temperature with high. DME shows a potential for maximizing effect of stratification to lower pressure-rise rate due to the characteristics of low-temperature heat release.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.129-135
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• 2010

Homogeneous charge compression ignition (HCCI) engines have the potential to provide both diesel-like efficiency and very low emissions of nitrogen oxide (NOx) and particulate matter(PM). However, several technical issues still must be resolved before HCCI can see application. Among these, steep pressure-rise rate which leads to narrow operating range of HCCI engine continues to be a major issue. This work investigates the combination of two methods to mitigate the excessive pressure-rise rates at high power output, namely fuel stratification and Cooled exhaust-gas recirculation (Cooled EGR), after identifying the each effects to pressure-rise rate. When applying the fuel stratification to simulation, total fuelling width of 0.15 at BDC is set as a equivalent ratio difference based on the previous research. In order to simulate the effects of cooled EGR, $CO_2$ mole fraction in pre-mixture is changed ranging from 0 to 30%. DME which has a characteristic of two-stage ignition is used as a fuel.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권5호
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• pp.449-456
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• 2010

HCCI 엔진은 고효율, 저공해를 실현할 수 있는 차세대 내연기관이다. 그러나 HCCI 엔진이 상용화되기 위해서는 몇 가지 문제점들이 해결되어야 한다. 그 중에서 가장 큰 문제점은 과도한 압력 상승률이 노킹을 발생시키기 때문에 운전영역이 제한되는 것이다. 이번 연구의 목적은 HCCI 엔진에서 압력상승률 저감을 위하여 온도 성층화와 농도 성층화 효과를 조사하는 것이다. 그리고 Multi-zone 모델을 이용한 화학반응 수치해석을 통하여 연소 및 배기가스 특성에 미치는 영향을 알아보았다. 수치해석에서 2 단계 열발생을 가지는 DME와 1단계 열발생을 가지는 메탄을 사용하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.143-143
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• 2023

최근 대청댐('17), 평림댐('19) 등 광역 취수원에서 망간의 먹는 물 수질기준(0.05mg/L 이하) 초과 사례가 발생되어, 다수의 민원이 제기되는 등 취수원의 망간 관리 중요성이 부각되고 있다. 특히, 동절기 전도(Turn-over)시기에 고농도 망간이 발생되는 경우가 많은데, 현재 정수장에서는 망간을 처리하기 위해 유입구간에 필터를 설치하고 주기적으로 교체하는 방식으로 처리하고 있다. 그러나 단기간에 고농도 망간 다량 유입 시 처리용량의 한계 등 정수장에서의 공정관리가 어려워지므로 사전 예측에 의한 대응 체계 고도화가 필요한 실정이다. 본 연구는 광역취수원인 주암댐을 대상으로 망간 예측의 정확도 향상 및 예측기간 확대를 위해 다양한 머신러닝 기법들을 적용하여 비교 분석하였으며, 독립변수 및 초매개변수 최적화를 진행하여 모형의 정확도를 개선하였다. 머신러닝 모형은 수심별 탁도, 저수위, pH, 수온, 전기전도도, DO, 클로로필-a, 기상, 수문 자료 등의 독립변수와 화순정수장에 유입된 망간 농도를 종속변수로 각 변수에 해당하는 실측치를 학습데이터로 사용하였다. 그리고 데이터기반 모형의 정확도를 개선하기 위해서 성층의 수준을 판별하는 지표로서 PEA(Potential Energy Anomaly)를 도입하여 데이터 분석에 활용하고자 하였다. 분석 결과, 망간 유입률은 계절 주기에 따라 농도가 달라지는 것을 확인하였고 동절기 전도시점과 하절기 장마기간 난류생성 시기에 저층의 고농도 망간이 유입이 되는 것을 분석하였다. 또한, 두 시기의 망간 농도의 변화 패턴이 상이하므로 예측 모델은 각 계절별로 구축해 학습을 진행함으로써 예측의 정확도를 향상할 수 있었다. 다양한 머신러닝 모델을 구축하여 성능 비교를 진행한 결과, 동절기에는 Gradient Boosting Machine, 하절기에는 eXtreme Gradient Boosting의 기법이 우수하여 추론 모델로 활용하고자 하였다. 선정 모델을 통한 단기 수질예측 결과, 전도현상 발생 시기에 대한 추종 및 예측력이 기존의 데이터 모형만 적용했을 경우대비 약 15% 이상 예측 효율이 향상된 것으로 나타났다. 본 연구는 머신러닝 모델을 활용한 망간 농도 예측으로 정수장의 신속한 대응 체계 마련을 지원하고, 수처리 공정의 효율성을 높이는 데 기여할 것으로 기대되며, 후속 연구로 과거 시계열 자료 활용 및 물리모형과의 연결 등을 통해 모델의 신뢰성을 제고 할 계획이다.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권12호
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• pp.3297-3304
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• 1994

Experimental investigation have been made to study the double-diffusive nature of convection of an initially stratified salt-water solution heated from below in a cylindrical cavity. The objective is to examine the process of mixed-layer formation, the flow phenomena, the heat transfer characteristics, and temperature and concentration distribution according to the changes in the effective Rayleigh number based on the reference height which represents the relation of temperature and concentration gradient. The types of initially formed flow pattern are categorized in three regimes depending on the effective Rayleigh number ; stagnant flow regime, single mixed-layer flow regime and successively formed multiple mixed-layer flow regime. The temperature and concentration profiles are both uniform in each layer due to convective mixing in the layered flow regime, but both linear in stagnant flow regime and single mixed-layer flow regime. At the interface between adjacent layers, the temperature changes smoothly but the concentration changes rapidly. The layers expand by diffusion of concentration through the interface along with its random fluctuation.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.19-25
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• 2010

The purpose of this study is to gain a better understanding of the effects of fuel stratification on reducing the pressure-rise rate at high load in HCCI combustion. It was found that fuel stratification offers good potential to achieve a staged combustion event and reduced pressure-rise rates. The engine is fueled with Di-Methyl Ether (DME) which has unique 2-stage heat release. Numerical analysis is conducted with single and multi-zones model and detailed chemical reaction scheme is done by chemkin and senkin. Calculation result shows that proper fuel stratification prolongs combustion duration and reduce pressure rise rate. Besides IMEP, combustion efficiency and indicated thermal efficiency keep constant. However, too wide fuel stratification increases pressure rise rate and CO and NOx emissions in exhaust gas.