• 한국축산시설환경학회지
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• 제18권1호
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• pp.1-8
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• 2012

돈사의 피상부(皮上部) 환경개선을 위한 본 연구에서는 경기도 용인군에 위치한 형제농장의 비육돈사를 실험축사로 선정하여, 외부환경에 따른 돈사환경의 변화, 실내 공기유동을 위한 팬의 유무 등이 실내환경에 미치는 영향을 살펴보았다. 그 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 1. 외기온이 $25.7^{\circ}C$인 실험 1의 경우 측벽 윈치커튼을 통하여 유입된 공기는 용마루(ridge)의 윈치커튼를 통하여 배출되었으며, 중앙단연의 속도가 바닥부근 유속의 2~3 배에 이르는 것은 열부력(thermal buoyancy) 때문에 공기유동이 에너지를 얻어 유속이 가속되었으며, 측벽 윈칙커튼으로 유입된 공기유동은 급격히 확산되어 소산(消散)(disssipation)되었다. 그러므로 윈치커튼 돈사의 경우, 외부 바람의 속도가 거의 없거나 있어도 속도가 적다면, 돈사내 공기유동의 형태는 주로 열부력에 의하여 결정됨을 알 수 있다. 2. 실험 1에서는 비교적 균일한 온도분포를 보이고 있으나 실내온도가 외부에 비하여 전반적으로 외기온 보다 높게 나타났으며, 이는 돼지의 현열 및 배출분뇨에 의한 바닥층의 부숙열이 피상부(皮上部) 공간의 현열접적을 환기로 적절히 제거시키지 못한 결과로 판단된다. 따라서 실내에서 발생되는 열을 효과적으로 제거하기 위하여서는 강제환기 시설 또는 측벽 및 용마루 윈치커튼의 개폐정도 등을 포함한 관리논리를 개발할 필요하다. 3. 실험 2는 실험 1과 같이 외기온이 $25.7^{\circ}C$로 비슷하나 복사열의 영향여부를 실험 1과 비교검정하기 위하여 흐린 날을 선택하고 돈사내 강제환기를 위한 팬을 작동시킨 상태에서 중앙단면에서의 유속을 측정한 결과 실험 1에 비해 속도가 대체로 크나, 편차 또한 크게 나타났으며, 팬 작동시 공기유동의 정체지역(dead region)이 발생한 것을 알 수 있었다. 따라서 강제환기시에는 보다 정확한 환기율을 결정하고 설계 시공이 필요할 것으로 판단된다. 또한 바람이 없고 외기온이 매우 높은 여름철에는 열집적을 효과적으로 희석시키기 위해서 연속적인 강제환기가 필요할 것으로 판단된다. 4. 실험 2에서의 유해기체의 농도를 실험 1과 비교해 보면 전체적으로는 편차가 적게 나타났으며, 외부기상의 차이로 인해 암모니아의 농도는 실험 1에 비해서 매우 높게 나타났다. 이는 외부기상에 따른 실내공기 유동의 효율저하, 상대습도의 변화 등으로 판단되며, 외기상의 변화에 능동적으로 대처할 수 있는 환기시스템의 개발도 고려해볼 필요가 있다. 5. 실험 2에서의 온도분포는 거의 편차가 없이 균일하게 나타난 것을 볼 수 있었으며, 비로 인하여 지붕이 받는 부가적인 태양복사열이 없었으며, 실험 1과는 달리 열부력에 의한 상고하저(上高下低)의 전형적인 수직분포가 나타나지 않고, 오히려 지붕을 냉각시키는 효과를 가져와 상저하고(上低下高)의 분포를 나타냈으며, 수평온도분포도 팬에 의한 강제환기에 의해 실내공기를 균일하게 분포시켜 거의 편차가 없음을 알 수 있었다. 그러므로 지붕의 단열이 축사환경제어에 중요한 변수로 작용한다는 것을 알았으며, 이를 위해서 지붕의 단열 및 높이 등의 설계가 매우 중요하다.

• 한국결정성장학회지
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• 제4권3호
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• pp.210-222
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• 1994

축방향의 균일한 자장이 Czochralski 도가니에 가하여졌을 때의 유동장, 온도장 및 산소의 농도장이 수치적으로 연구되었다.Czochralski 유동장과 농도장에 작용하는 부력, thermocapillarity, 원심력, 자성력, 산소의 확산계수, 산소의 segregation coefficient, SiO형태의 evaporation, 도가니벽의 ablation 등이 고려되었다. 회전방향으로의 대칭성으로부터 자오면에서의 속도성분과 회전방향의 속도성분, 온도, 전류의 흐름 등이 먼저 정상상태에 도달하였다고 가정하고 초기에 일정한 산소의 농도가 주어진 상황에서 비정상 상태의 산소의 농도장이 해석되었다. Czochralski 유동장에서의 대류와 확산에 의한 산소의 전달현상이 파악되었으며 결정성장 표면으로 흡수되는 산소의 농도가 연구되었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제7권4호
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• pp.536-547
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• 1997

축방향으로 균일한 자장이 가하여진 Czochralski 도가니에서 도가니와 성장결정이 다양한 각속도로 회전하는 경우에 대하여 유동장, 온도장 및 산소의 농도장이 수치적으로 연구되었다. 도가니 벽의 가열에 의한 부력의 효과와 자유표면에서 온도차이에 의한 열모세관효과로 인한 용융물질의 유동은 도가니와. 성장결정의 회전에 따른 원심력에 의하여 차등적으로 억제될 수 있다. 이 원심력에 가장 큰 영향을 주는 인자는 도가니의 회전속도이며 이것이 초크랄스키 결정성장과정에서 속도장, 온도장, 농도장에 큰 영향을 주고 있다. 도가니의 회전속도가 작을 때에는 성장결정의 회전이 원심력을 효과적으로 발생시킨다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.575-583
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• 1991

The weld pool convection problem that occurs during the stationary GTA welding has been studied, considering the four driving forces for weld pool convection, i.e., the electromagnetic force, the buoyancy force, the aerodynamic drag force, and the surface tension force at the weld pool surface. In the numerical simulation, the difficulties associated with the irregular moving liquid-solid interface have been successfully overcome by adopting a Boundary-Fitted Coordinate system. In the experiments to show the validity of the numerical analysis, a deep periphery and shallow centerpentrated weld pool shape was observed from the etched specimen. It could be revealed that this type of weld pool shape could be simulated, only when some of aerodynamic drag force distributions are considered. Although slight disagreement arose, the calculated and the observed weld pool shapes were in a reasonable agreement.

• 대한기계학회논문집
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• 제11권5호
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• pp.731-739
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• 1987

본 연구에서는 K.J.Riu의 연구를 확장하여, 상향유동 영역에서 수직면으로부 터 경사각이 60˚이하인 경사등온면이 저온의 물속에 잠겨있을때 일어나는 다중정상상 태 영역을 밝혀내고, 이 영역에서 경사각이 열전달, 온도분포, 속도분포, 부력분포 및 Nusselt수에 미치는 영향을 구명하였다.또한 해석방법은 이제까지 발표된 연구결과 와 비교검토하기 위하여 기존 논문에서와 같이 상사해석을 사용하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.18-25
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• 1999

건물 공간에 대한 연기 거동을 해석하기 위한 많은 실험이나 수치해석이 이루어져 왔고 그 중 공간과 공간을 연결해주는 복도 공간에 대한 연기거동을 해석하는 것 또한 매우 중요하다. 본 연구에서는 3차원 비 정렬 격자계, PISO 알고리즘, 부력 Plume 모델을 이용한 Field 모델을 이용하여 복도 공간에 대한 수치해석을 수행하여 얻은 온도장과 유동장 및 변수를 연기 퍼짐 시간과 연충 온도, 천장제트속도로 계산하여 한국기계연구원에서 실험한 결과와 비교하였다. 또한 Hinkley가 제안한 평균 연층 속도와 계산된 연층 속도를 비교하였다. 복도 공간 내에서 Soffit 주위의 유동특성을 파악하고 천장세트의 속도가 복도 향상, 화원으로부터의 거리, 발열량등에 영향을 받는다는 사실을 보여준다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제3권3호
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• pp.152-162
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• 1991

하구유출유의 유동특성을 조사하기 위한 목적으로 3차원 표층밀도 분류에 관한 자유수표면을 갖는 수치 모델을 개발하였다. 난류전단응력 및 난류부력 유속은 과동점성 및 과동확산의 항으로 표현되었다. 방류수와 주위수와의 밀도차에 기인하는 성층안정효과는 경험공식에 의해 고려되었다. 기발표되어 있는 많은 실험결과와 본 모델에 의한 계산결과와의 비교로부터 본 모델의 타당성을 확인하고 최적한 성층화 함수를 확정하였다. 표층밀도분류의 3차원적인 거동특성을 조사하고, 밀도 Froude수, 방류구의 형상비 및 수표면의 변동이 유동에 미치는 영향에 대하여 토의하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제3권1호
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• pp.18-30
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• 1993

균일한 자장과 비균일한 자장이 도가니에 가하여졌을 때의 Czochralski유동장이 수치적으로 해석되었다. 여기에서 부력의 효과, thermocapillarity 효과, 원심력의 효과, 자장의 효과등이 Czochralski유동장을 지배하고 있다. 자오면에서의 속도성분과 회전방향의 속도성분이 구하여졌으며 온도, 전류의 흐름 등이 해석되었다. 균일한 자장의 경우에 세기가 증가하면 모든 속도성분이 작아지고 있으며 결정표면 아래에서 회전방향으로의 전류의 세기가 증가한다. 불균일한 자장의 경우에는 자장의 불균일성이 증가하면 자오면에서의 평면유동은 억제되는 반면 회전방향의 속도성분은 더 증가하게 된다. 이와 같은 여러 형태의 자장의 영향아래에서의 Czochralski 유동장에 대한 이해는 도가니(Crucible)안의 용질 및 불순물의 농도에 관한 거동을 연구할 수 있는 기초를 제공하고 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제28권11호
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• pp.1289-1301
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• 2004

Direct numerical simulation (DNS) of strongly-heated air flows moving upward in a vertical tube has been conducted to investigate the effect of gas property variations on turbulence modification. Three heating conditions(q$_1$$^{+}$=0.0045, 0.0035 and 0.0018) are selected to reflect the experiment of Shehata and McEligot (1998) at the inlet bulk Reynolds numbers of 4300 and 6000. At these conditions, the flow inside the heated tube remains turbululent or undergoes a transition to subturbulent or laminarizing flow. Consequently, a significant impairment of heat transfer occurs due to the reduction of flow turbulence. The predictions of integral parameters and mean profiles such as velocity and temperature distributions are in excellent agreement with the experiment. The computed turbulence data indicate that a reduction of flow turbulence occurs mainly due to strong flow acceleration effects for strongly-heated internal gas flows. Thus, buoyancy influences are secondary but not negligible especially for turbulent flow at low heating condition. Digital flow visualization also shows that vortical structures rapidly decay as the heating increases.s.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제20권1호
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• pp.37-44
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• 2017

하나의 시스템 내에 2개 이상의 상이 다른 유체가 존재할 시에는 다상유동에 의한 복장성이 존재하며, 이는 해석의 어려움이 따른다. 두 개 이상의 상이 다른 다상유동은 유동 및 경계면에 영향을 끼치지 때문에, 불안정성과 같은 비선형 유동이 나타나게 된다. 여러 종류의 불안정성 중 레일리히-테일러 불안정성은 대표적인 예로 알려져 있다. 본 연구에서는 밀도차가 레일리히-테일러 불안정성에 미치는 영향을 조사하기 위해 다양한 Atwood 수를 선정하였으며, 초기 경계면 형상 역시 다양한 형태를 설정하고 시뮬레이션 하였다. 본 연구에서 사용된 입자법인 MPS(Moving particle simulation)은 이러한 다상유동에서 널리 쓰이지는 않았으나, 다상유동을 위한 입자간 상호 연성 모델인 자가-부력 항, 표면 장력 항과 경계면 경계 조건 항을 추가로 사용하여 수치해석이 가능하게 하였다. 본 연구에서 새로이 개발된 다상유동형 입자법을 이용하여 고려된 경우들에 대해 수치해석을 수행하였으며, 각각의 결과들을 비교 분석하였다. 또한 레일리히-테일러 불안정성에 기인한 유동의 속도를 측정하여 포텐셜 기반의 이론값과의 비교를 통해 경향성이 일치함을 알 수 있었다. 이론값과의 크기의 차는 포텐셜 기반의 이론값에서는 고려가 힘든 비선형성에 기인한다고 사료된다.