• 방사성폐기물학회지
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• 제16권2호
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• pp.223-232
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• 2018

사용후핵연료 저장용기의 공기 흡입구 및 배기구에는 외부환경으로부터 이물질의 유입을 방지하기 위하여 bird screen이 설치되며, bird screen에서는 공기의 유동 저항이 발생하게 된다. 본 연구에서는 Bird screen mesh의 단순화 모델을 이용한 열해석을 수행하기 위하여 다공성매질 해석모델을 개발하였다. CFD 해석을 이용하여 다공성매질에 대한 유동저항계수를 산출하고 이에 대한 신뢰성을 입증하였다. 다공성매질 해석모델을 이용하여 콘크리트 저장용기의 열해석을 수행하고 bird screen을 갖는 콘크리트 저장용기의 열시험을 수행하였다. Bird screen mesh를 고려한 열시험 결과와 다공성매질을 고려한 열해석 결과를 비교하였으며, 해석 및 시험결과가 서로 잘 일치하였다. 해석결과는 시험결과에 비하여 다소 높은 온도분포를 보여 다공성매질을 사용한 콘크리트 저장용기의 열해석 결과에 대한 신뢰성 및 보수성이 입증되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권1호
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• pp.67-74
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• 2012

본 논문은 응축기의 비 응축 가스 배출 타입에 따른 틈 간격의 비율이 응축기의 성능에 미치는 영향에 관하여 다공성 매질 개념을 적용한 수치적 연구에 관한 것이다. 다공성 매질의 개념을 이용한 응축기의 성능 해석에서는 응축기기 내부의 다관군을 다공성 매질로 간주하며, 다관군에 의한 압력 강하는 상관식으로 반영한다. 상용수치해석 프로그램인 Fluent 와 user-defined functions 를 이용하여 McAllister 응축기에 다공성 매질 개념을 적용하여 3 차원 응축량을 해석하였다. 순수증기의 해석에서는 틈 간격이 응축량에 미치는 영향이 거의 없었다. 그러나 비 응축가스가 포함되어 있으며, 외부 배출의 경우 틈 간격은 응축량에 매우 큰 영향을 미쳤는데, 틈 간격이 줄어듦에 따라 응축량이 매우 증가하는 결과를 얻었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.459-467
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• 1998

유사매질개념에 의하여 비균질 다공성 매질을 설명할 수 있는 기존의 방법은 미시 밀러 상사(Mis), 거시 밀러 상사(MaS)와 웨릭 상사(WS)로 나눌 수 있고, 그들간의 관계는 MiS ⊂ MaS⊂ WS(⊂: subset)임을 알 수 있었다. 본 연구에서 제안한 방법은 WS에서 축적변수 $\alpha$=w 로 가정하고 함수량을 포화도 대신 유효포화도로 축적한 것이다. 이 방법은 검사해석의 관점에서 일반성이 결여되지 않고, 축적변수 $\alpha$만으로 비균질 매질을 설명할 수 있다. 즉 =1($\alpha$의 평균값)인 매질은 비균질 매질에 상응하는 등가매질을 의미하고, $\alpha$의 표준편차는 다공성 매질의 비균질 정도를 설명한다. $\alpha$>1인 매질의 특수계수는 등가매질의 투수계수보다 크며 또한 유효함수량은 $\alpha$>1인 매질에서 크게 나타난다. 이와같은 $\alpha$의 성질을 이용하여 가상적인 여직 1차원 비균질 다공성 매질을 난수 발생기법으로 생성하였다.

• 태양에너지
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• 제13권2_3호
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• pp.79-90
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• 1993

본 연구에서는 다공성 물질을 이용한 공기용 태양열 집열기(Solar Air Heater)의 설계를 위한 이론적 해석을 하였다. 해석시 필요한 유리 덮개 및 다공성 매질의 파장에 따른 복사특성을 Visible Spectrometer 및 FT-IR로 측정하였다. 다공성 매질로 15 메쉬의 Stainless Steel Wire Screen을 대상으로 하였다. 열전달 현상은 1차원으로 가정하고, 열복사는 Two-Flux Model을 사용하여, 여러 경우의 유량 및 복사 물성치에 대한 집열기 내부에서의 공기온도 및 다공성 매질의 온도를 계산하여 이에 따른 집열기의 효율 등을 계산하였다. 결과로는 무광택 페인트 코팅이 된 경우가 좋은 복사특성을 보였고, 공기유량이 증가할수록, 알베도(Albedo)는 가시광선 영역에서는 작을수록, 적외선 영역에서는 클수록 집열기의 효율은 증가하였다. 다공성 매질의 두께는 0.001m가 적합함을 보였다. 본 연구에서 이는 광학적 두께(Optical Thickness)가 약 1 정도를 의미한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권8호
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• pp.537-544
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• 2017

본 연구의 목적은 수분회수 냉각탑에 설치된 엇갈림(staggered) 형태로 배치된 중공사막 모듈을 다공성 매질(porous medium)로 모델링 시 유동특성을 수치 해석적으로 검토하는 것이다. 1단으로 설치된 중공사막 모듈의 차압 데이터를 이용하여 다공성 매질의 모델링을 위한 압력-속도 2차 식을 도출하였다. 중공사막 모듈을 다공성 매질로 모델링한 경우 ("다공성 매질")와 중공사막 모듈의 형상을 그대로 고려한 경우 ("멤브레인 모듈")에 대해 유동 특성을 비교하였다. "다공성 매질"의 경우 "멤브레인 모듈"에 비해 유동에 의한 압력 변화는 0.6 % 미만의 적은 차이를 나타냈으나, 최대 유속은 약 2.5배, 평균 난류 운동에너지는 95배로 크게 나타났다. 이를 통해 다공성 매질로의 모델링은 압력강하는 잘 구현하나, 유속 및 난류 운동에너지는 잘 모사하지 못함을 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권9호
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• pp.89-96
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• 2006

본 연구에서는 소형 위성용 하이브리드 로켓 점화장치에 적용되는 N2O 촉매 베드의 유동 및 열적 현상에 대한 이론적인 고찰을 하였다. 허니콤 형상을 가지는 촉매 베드 내의 열적 현상을 분석하기 위해서 다공성 매질 접근법을 사용하였다. 유동장은 Brinkman- extended Darcy 모델을 사용하였고, 온도장은 One-equation 모델을 사용하여 촉매 베드 내에서 유동장 및 온도장에 대한 해석해들을 구하였다. 다공성 매질 접근법을 적용한 모델의 해석해와 기존 실험결과를 비교하여 본 모델의 정확성을 검증하였다. 해석해에 근거하여 N2O 촉매 베드에 영향을 미치는 중요한 변수들이 촉매 베드의 기공률, 유효 체적비, 촉매 베드와 기공의 직경비, 공급열, 그리고 펌핑파워임을 확인하였으며 촉매 베드 내에서의 열적현상에 대한 중요 변수들의 효과를 연구하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권5호
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• pp.325-334
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• 2017

본 연구에서는 다공성 매질의 공극율과 투수능 그리고 유체의 동점성 계수와 같은 물리적 특성에 따른 유체흐름의 비선형 거동에 대한 수치적 분석을 수행하였다. 적용된 수치모형은 ANSYS CFX 3차원 유동해석 모형이며, 모형의 검증은 기존의 물리적 실험 결과 및 수치모의 결과의 적용을 통해 수행되었으며, 적용된 압력경사와 유속과의 관계 그리고 마찰계수와 레이놀즈 수와의 관계에 대해 비교적 잘 일치하였다. 다공성 매질의 공극율과 투수능 그리고 유체의 동점성 계수의 값을 변화시키면서 모의한 결과 유체의 동점성 계수가 다공성 매질의 유체흐름의 비선형 거동에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.265-270
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• 1989

본 연구에서는 복사강도를 반구에 대하여 적분하여 비정상 미분방정식의 형태로 로 얻어지는 2-유속 회매질복사모델을 사용하여 복사전달방정식을 구성하고, 전술한 Yoshizawa 등의 가정을 배제하면서, 다공매질의 물리적 길이, 흡수계수 및 혼합기체의 당량비(equivalenceratio) 등을 변화시킴으로써 매질 내의 열적 구조를 분석하여 그들의 의 연구를 확장, 해석한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.77-85
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• 2014

3상으로 이루어진 다공성 매질 내에서 공기의 흐름을 확인하기 위해 실내시험과 수치해석 알고리즘의 비교분석을 하였다. 불포화 지반내의 유체의 흐름을 확인하는 연구는 이산화탄소 지중저장을 위한 안정성 예측을 위해 중요한 기초연구이다. 일반적으로 대기압에 노출되어 있는 지반공학적인 문제들은 3상 다공성 매질 내부에서 발생할 수 있는 공기압을 '0'으로 가정하고 해석하지만, 지중 1km 지점에서의 불포화토의 거동은 기체압력을 고려하여 지반의 변형과 연계해석이 필수적이다. 본 연구는 이러한 지중 깊숙한 곳에서 발생할 수 있는 불포화 지반의 거동을 해석하고자 공기압의 확산과 소산에 대한 수치해석과 실내배수시험을 비교분석하여 유한요소해석 알고리즘을 검증하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 1993년도 수공학연구발표회논문집
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• pp.183-190
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• 1993