• Journal of Environmental Impact Assessment
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• v.19 no.4
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• pp.443-452
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• 2010

본 연구에서는 도시지역의 하나인 주거지역에서 배출되는 강우유출수 내에 중금속이 장치형 비점 오염저감시설 중에 하나인 와류형시설에서 제거되는 특성을 파악하고자, 대상 중금속을 Zn으로 삼고 2007년 4월부터 2008년 11월까지 모니터링을 수행하였다. 유출수 모니터링은 와류형 시설의 유입부와 유출부에서 유량과 수질을 각각 시간변화에 따라 측정하였으며, 시설유입부와 유출부, 그리고 시설하부에 쌓인 침전물을 채취하여 침전물 모니터링도 수행하였다. 그 결과, 높은 강우강도에서 발생된 강우유출수는 와류형 시설내에 HRT를 감소시켜 Zn의 제거효율이 낮게 관측되었으며, 특히 HRT가 20분이내의 조건이 될 경우에는 처리효과가 없는 것으로 확인되었다. Zn는 입자성물질과 밀접한 관계를 맺으며 제거되는 특성을 보였으며, 입자성물질이 스크린에 의한 여과 및 침전작용이 일어날 때 입자성물질에 부착되어 거동하는 특성을 보였다. 그 중에 0.075mm 이하의 미세한 입자에 부착된 고농도의 Zn는 제거되지 못하였고, 와류형 시설 후단에 후처리시설로서 저류시설을 두어 충분한 HRT를 제공한 결과, 와류형 시설만을 운전하였을 때와 비교하여 높은 제거특성을 보이게 되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.494-494
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• 2012

비점오염이란 도시, 도로, 농지, 산지, 공사장 등 불특정 장소에서 발생되는 오염을 말하며 건기 시에는 오염물질이 토지에 축적되었다가 강우 발생 시 강우와 함께 유출되어 관리에 많은 어려움이 있다. 유출된 오염물질은 특별한 전처리 없이 하천이나 호소로 유입되어 각종 수질오염, 부영양화 및 생활환경에 많은 영향을 받게 되며 상수원수에 문제가 발생하게 된다. 비점오염원의 특징은 초기강우 유출수는 고농도이며 토사, 협잡물 등이 많이 포함되어 있다. 초기강우 발생형태는 수로의 형태, 노면상태 유역현상 및 강우도달시간 등 유역의 특성에 따라서 달라지며, 토지이용상황, 하수도 정비여부 등에 따라서 오염물질의 종류와 농도가 변한다. 도시지역과 도로주변에는 먼지, 쓰레기, 마모된 타이어 등이 축적되며, 임야 및 산림에서는 비료, 축분, 대기오염물질의 강하물 등이 축적이 되어 강우 시 빗물에 씻겨 인근 수계로 직접 방류된다. 팔당상수원 비점오염원 최적관리사업 기본계획 및 타당성조사사업이 실시되어 비점오염저감시설의 설치대상 대표지점이 선정되었다. 그리고 각 배수구역의 특성에 맞는 최적관리기술이 제시되었다. 하지만 몇몇 시설들은 기대한 결과에 못 미치는 성과를 내고 있다. 따라서 이번 연구에서는 이러한 비점오염저감시설의 시설형 중 하나인 와류형 비점오염저감시설의 운용에 따른 효율성 분석에 관한 연구를 실시하였다. 실험장치는 현재 운영되고 있는 와류형 비점오염저감시설 참고하여 실험장 조건에 맞춰 1/4축적의 정상모형을 제작하였고 저감시설로 유입되는 원수의 유량과 단차를 변화시켜 실험하였다. 저감시설의 유입조건이 변하게 되면 시설 내 유속, 체류시간 등 운전조건이 바뀌게 되므로 제거효율도 변하게 될 것이다. 저감효율산정은 시설로 유입된 유입수와 유출수의 SS농도를 이용하여 산정하였다. 와류형저감시설의 SS제거효율을 연구한 결과, 모형에서 유량 $0.0016m^3/s$, 단차 10cm 인 조건에서 8.7%로 가장 높은 효율이 측정되었다. 이를 원형에서의 조건으로 환산하면 유량 $0.0512m^3/s$, 고수조와 저감시설의 단차 40cm일 경우 가장 높은 효율이 나타난다. 이와 같은 이유는 시설에 유입되는 유량이 증가 할수록 내부의 유속이 증가해 저감시설 내 처리수의 체류시간 감소와 교란이 발생하여 저감효율이 떨어지는 것으로 사료된다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2015.03a
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• pp.590-593
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• 2015

항공기 운항 중에 가장 연료가 많이 소모될 때는 순간 고출력이 필요한 이륙 순간이다. 항공기가 이륙시 보다 적은 연료를 이용하여 효율적인 비행을 위해 고양력 장치를 사용하고 있다. 본 연구에서는 항공기가 이륙 시 사용되는 고양력 발생 장치 중 하나인 Slat을 이용하여 Slat의 각도 변화에 따라 가장 효율적인 공력특성을 찾아보았다. Slat의 각도를 $15^{\circ}$, $20^{\circ}$ $25^{\circ}$, $30^{\circ}$로 변화시켜 보면서 공력 특성 값들을 확인한 결과 Slat이 있는 경우 NACA2415만 있는 경우보다 양력계수가 좋아졌으나 Slat 뒷전의 와류에 의해 항력계수가 약간 증가 하는 모습을 보였다. 본 실험 case 중에서는 Slat 각도가 $30^{\circ}$일 때 Slat 뒷전의 와류가 사라져 가장 우수한 공력 특성을 보였다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1998.05a
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• pp.514-519
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• 1998

범용 전산유체해석(computational fluid dynamics) 코드인 CFX를 이용하여 지지격자 형상에 따른 봉다발 부수로에서의 난류유동 수치해석을 수행하였다 ABB와 SIMENS가 각각 개발한 split vane이 부착된 지지격자와 원자력연구소가 개발중인 회전유동 발생장치가 부착된 지지격자를 포함하는 부수로 난류유동을 분석하였다. 각각의 지지격자 형상에 대해 부수로에서의 축방향 속도, 횡방향 속도, 난류 운동에너지, 와류크기와 압력강하 둥을 비교-분석하였다. 세가지 경우 모두 유사한 경향을 나타냈으나 SIMENS split vane의 유동 전향날개가 크기때문에 와류와 압력강하가 다소 크게 예측되었다. 난류 운동에너지와 와류크기는 지지격자 근처에서 현저히 증가한 후 급격히 감소하는 측정결과를 CFX예측결과에서도 확인할 수 있었다. CFX 예측결과는 지지격자 근처에서 실험 결과와 다소 큰 차이를 보였으나 비교적 부수로 유동특성을 잘 나타낸다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.39 no.11
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• pp.891-896
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• 2015

This experimental study investigated the wake flow around an elastically supported circular cylinder. In this study, the Reynolds numbers are varied in the region of $1.4{\times}10^4{\leq}Re{\leq}3.2{\times}10^4$. Under these conditions, we have captured the process of the wake mechanism and the moving path of the vortex by measuring the velocity at each position in the wake around the cylinder. Further, these facts from the wind tunnel test are proved by a flow visualization test through a water channel. From the result, we have arrived at the following conclusions : i) The process (formation${\rightarrow}$growth${\rightarrow}$collapse) of vortex is observed in the wake around the cylinder, ii) The vortex efflux angle is approximately $16^{\circ}{\sim}17^{\circ}$ under the experimental conditions. These angles have no relationship with the velocity change and the existence of flow-induced vibrations of the cylinder, and iii) The moving path of the vortex center is obtained by spectrum analysis of the fluctuating velocity behind the cylinder. These are confirmed by conducting visualization tests.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.38 no.9
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• pp.731-737
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• 2014

A vortex chamber is a simple device that separates compressed gas into a high-temperature stream and a low-temperature stream. It is increasing in popularity as a next-generation heat exchanger, but the flow physics associated with it is not yet well understood. In the present study, both experimental and numerical analyses were performed to investigate the temperature separation phenomenon inside the vortex chamber. Static pressures and temperatures were measured using high-sensitivity pressure transducers and thermocouples, respectively. Computational fluid dynamics was applied to simulate 3D unsteady compressible flows. The simulation results showed that the temperature separation is strongly dependent on the diameter of the vortex chamber and the supply pressure at the inlet ports, where the latter is closely related to the viscous work. The previous concept of a pressure gradient wave may not be a reasoning for temperature separation phenomenon inside the vortex chamber.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.31 no.8
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• pp.688-693
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• 2007

To improve aerodynamic efficiency of the Smart Un-manned Aerial Vehicle(SUAV), vortex generator was applied along the wing upper surface during SUAV tests. Vortex generator, initially used in TR-S2 configuration to enhance lift characteristic, increased lift coefficient. Meanwhile vortex generator produced excessive drag and eventually reduced lift-to-drag ratio. To examine the effect of vortex generator's height, three different heights of vortex generator were used for various SUAV configuration. Vortex generator of 3mm height used in TR-S4 configuration produced 3.1% increase in maximum lift coefficient and 1.5% reduction in lift-to-drag ratio.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.58 no.2
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• pp.319-324
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• 2020

Electroconvective instability is a non-linear transport phenomenon which can be found in ion-selective transport system such as electrodialysis, Galvanic cell and electrolytic cell. The instability is triggered by the fluctuation of space charge layer in adjacent of ion-selective surface, leading to increase of mass transport rate. Thus, in the aspect of mass transport, the instability has an important meaning. Although recent experimental techniques have opened up an avenue to direct visualize the instability, fundamental investigations have been conducted in limited area due to several experimental limitations. In this work, the electroconvective instability under potentiostatic mode was solved by numerical method in order to demonstrate correlation between current-time curve and the instability behavior. By rigorous time-resolved analysis, the transition behaviors can be divided into three stages; formation of space charge layer - growth of electroconvective instability - steady state. Furthermore, scaling laws of transition time were numerically obtained according to applied voltage as well.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2012.04a
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• pp.85-88
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• 2012

루프 페어링은 화물차의 주행저항 및 유도항력을 줄이기 위해 설치되는 장치 중 하나이다. 이 장치는 화물차의 지붕 윗부분에 설치하여 화물차가 받는 항력을 줄이는데 사용이 된다. 이번 과제에서는 루프 페어링의 효과에 대해 유체역학적인 증명 및 확인을 위해 루프 페어링의 설치 전-후 트럭의 형상에 따른 유동의 변화와 항력계수의 값을 EDISON CFD를 사용하여 구한 후 각각 비교 하였다. 이를 위해 EDISON CFD의 압력 contour와 stream line, 정압계수(Cp)그래프를 통해 트럭의 주행 중 발생하는 박리현상을 가시적으로 확인하였고, 항력계수(Cd)값을 비교하는 것을 통해 루프 페어링을 설치한 경우가 미설치된 경우보다 주행 시 더욱 유리하다는 것으로 결론을 내렸다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.112.2-112.2
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• 2010

슬러리 기포탑 반응기는 열 및 물질 전달의 용이성, 낮은 운전비용 및 장치의 간단성의 장점을 가지고 있어서 Fischer-Tropsch 반응, bio-reaction 등에 많이 응용되고 있다. 그러나 기포탑 반응기 내의 물질 거동은 매우 복잡하기 때문에 많은 연구가 이루어지고 있음에도 불구하고 그 현상에 대한 명확한 이해는 어려운 상황이다. 특히 기포탑반응기내에 기체의 포집율(gas hold-up)을 증가시키는 것을 목적으로 하는 연구들이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 기체의 분사 방향에 따른 기체 포집율의 변화를 관찰하였다. 기체 분사는 0.6 mm의 pore가 66개로 구성된 perforated plate를 통해서 이루어졌고, 수직방향, 수평방향, 45도 그리고 수직/수평 조합의 네 가지 분사방향에 대해서 실험을 수행하였다. 반응기는 내경이 0.15 m이고 높이 2.0 m 아크릴 반응기를 이용하였다. 사용된 연속상은 수돗물을 사용하였고 분산상 기체로는 압축 공기를 이용하였다. 전체적인 기체 포집율은 수직방향의 분사방향에서 가장 높게 측정되었다. 그리고 수직/수평의 조합 분사방향의 경우, 기체 포집율이 가장 낮게 관찰되었다. 이것은 분사방향이 수직/수평으로 서로 엇갈릴 경우, 기포간의 충돌 가능성이 높아지고 bubble coalescence가 증가하였기 때문인 것으로 보인다. 실제로 homogeneous flow regime에서 heterogeneous flow regime으로 전환되는 기체선속도는 분사방향이 수직, 45도, 수평, 수직/수평 조합의 순서로 감소하였다. 즉 이 순서로 기체흐름의 와류가 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한 Dynamic Gas Disengagement(DGD) 분석을 통하여 큰 기포가 발생하기 시작하는 기체 선속도의 변화를 관찰하였다. 이 경우, 예상되듯이 수직/수평 조합에서는 1.5 cm/sec 기체 선속도에서 큰 기포가 발생하기 시작한 반면 수직 방향 분사의 경우에는 2.5 cm/sec의 보다 높은 기체 선속도에서 관찰되기 시작하였다. 이러한 현상들을 종합하였을 때, 기체 분사방향을 수직으로 일정하게 했을 때, 기포간 출동을 최소화하고 와류발생을 최대한 지연시키며 전체 기체 포집율을 증가시킬 수 있음을 알 수 있다.