• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권5호
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• pp.517-528
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• 2012

연마재 워터젯을 이용하여 암반을 굴착하기 위해서는 노즐이 삽입되고 절삭하는 연속적 공정이 요구된다. 본 연구에서는 노즐이 삽입되기 위한 충분한 절삭 폭을 확보하기 위해 한 쌍의 연마재 워터젯 노즐을 이용하여 암석 절삭실험을 실시하였다. 한 쌍의 노즐형태와 위치에 따른 기하학적 변수에 따라 암석 절삭형상과 절삭 폭이 달라지는 것을 확인하였다. 정의된 기하학적 변수에 따라 절삭 깊이 및 폭을 측정하여 암반에 형성되는 절삭단면 형상을 분석하였다. 그 중 노즐 삽입이 가능한 기하학적 변수를 제시하고 현장적용 가능성에 대해 검증하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.589-604
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• 2021

워터젯 암반 굴착공법은 물과 연마재만을 사용하는 친환경 및 비접촉식 굴착방법으로 다양한 장점을 가지고 있다. 최근에는 기존 천공 공법의 문제점을 보완하고 분진 방지, 소음 저하 등의 이유로 워터젯 공법의 활용이 증가하고 있다. 워터젯 굴착효율을 증대시키기 위해서는 복수의 노즐을 운용하는 것이 유리하다. 복수의 노즐을 사용할 경우, 노즐 운용방법에 따른 굴착성능과 형상을 분석하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 노즐각, 노즐 간 수평거리, 이격거리를 노즐 운용변수로 정의하고 굴착성능과 형상을 분석하였다. 실험결과, 노즐각과 이격거리가 증가할 때 굴착깊이는 감소하였고 유효 굴착깊이는 증가하는 경향을 보였다. 또한, 실험결과를 바탕으로 노즐 삽입에 필요한 굴착형상 기준을 제안하고 기준에 따른 최적 노즐 운용변수를 도출하였다. 본 연구결과는 향후 암반 천공용 다중 워터젯 노즐 개발 시 유용한 기초연구로 활용될 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.74-79
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• 2017

본 하이브리드 노즐은 국부 지점에 집중적으로 분사하기 위해 소화 약제 주위로 워터미스트를 분사하여 커튼과 같이 약제를 가두어 목표 지점에 살포함으로써 소화 성능이 제고 된다. 본 연구에서는 수치해석 연구를 통해 노즐 기단 각 및 워터미스트 노즐 분사 압력이 하이브리드 노즐 성능에 미치는 영향을 워터미스트 및 소화 약제 액적의 평균 분포 반경을 기반으로 정량적으로 비교 분석 하였다. 워터미스트 노즐 실험 결과를 이용하여 수치해서 기법의 타당성을 검증하였으며, 유동장 내 액적 간 충돌, 병합 및 깨짐 등의 거동을 고려하기 위해 정상상태 2-way interaction Discrete Particle Modeling (DPM) 해석을 수행하였다. 분사 압력이 30 bar에서 60 bar로 증가함에 따라 워터미스트 액적의 평균 분포 반경은 약 40 % 감소하는 반면에 소화 약제의 평균 액적 분포 반경은 약 21 % 감소하였다. 또한 기단 각이 $30^{\circ}$에서 $60^{\circ}$로 2배 증가하였을 때 소화 약제의 평균 분포 반경은 약 24 % 증가하였다. 결과적으로 하이브리드 노즐은 워터미스트를 분사를 통해 내부에 분사된 소화 약제를 국부지점 집중적으로 분사하는 데 목적이 있으므로 소화 약제 액적의 평균 분포 반경을 고려하여 워터미스트 분사 압력과 기단 각의 설계가 중요할 것으로 판단된다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2011년도 추계학술논문발표회 논문집
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• pp.298-301
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• 2011

본 연구에서는 지하 방호공간에서 화재가 발생한 경우 워터커튼 시스템에 의한 연기의 차단효과와 화재제어 특성을 분석하였다. 이를 위해서 분사각도 $180^{\circ}$, 오리피스 직경 8.2 mm의 노즐과 지하방호 공간용 실화재 실험 장치를 제작하였으며, 화재강도 1.5 MW 기준 A급 1단위 화재 실험으로부터 온도분포와 가시도를 측정하여 연기의 차단효과를 확인하였다. 화재제어 특성을 분석하기 위해서 NIST(National Institute of Standards and Technology)의 해석프로그램인 FDS(Fire Dynamic Simulator)를 사용하여 동일한 실험조건에서 온도분포를 비교하였으며 노즐의 설치개수 변화에 대한 화재해석 및 실험결과로부터 워터커튼 시스템은 노즐의 설치위치와 개수, 화원으로부터의 거리, 제연 등의 설비 조건과 분사 노즐의 특성, 공급 유량 등이 중요한 상관관계를 갖고 있음을 확인하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권2호
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• pp.62-67
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• 2016

본 연구에서는 워터 커튼용 노즐(Water curtian nozzle)의 액적 크기 분포(droplet size distribution)에 따라서 복사열을 감쇄하기 위한 광학 두께(optical depth)를 분석하였다. 액적 크기 분포를 측정하기 위해서 HELOS/VARIO 물 입자 측정 장치를 사용하였으며, Deirmenjian의 수정된 감마 분포 함수(modified gamma distribution function)를 적용하여 분사 특성을 정량화 하였다. 본 연구에서 사용한 워터 커튼용 노즐은 분포 상수(distribution constant) ${\alpha}=1$, ${\gamma}=5.2$의 값으로 나타났으며, 액적의 밀도 수(number density)를 고려한 분포 하중(droplet loading)과 액적 크기 분포 변화에 따라서 광학 두께에 관한 일반화된 관계식을 제시하였다. 본 연구 결과는 워터 커튼용 노즐의 설계 조건을 분석하기 위한 유용한 연구 자료가 될 것으로 사료된다.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2002년도 춘계 공동학술발표회
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• pp.249-252
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• 2002

• 한국화재소방학회논문지
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• 제32권4호
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• pp.17-24
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• 2018

본 논문은 화재의 발생 및 전파를 억제하기 위해 방수총의 내부 유체유동특성을 파악하는 것을 목적으로 한다. 본 연구를 위해 개발 중인 워터노즐을 모델링하였고, 필드실험에서 얻은 경계조건(펌프의 가압력 : 4 bar, 방수총 출구압력 : 대기압)을 적용하였으며, 유동에 대한 운동량 지배방정식을 이용하여 방수총 내부 유동에 대한 속도 및 압력분포를 얻었다. 서브파이프의 유무와 길이를 기준으로 방수총 출구의 노즐에서의 성능 특성에 영향을 미치는 2가지 주요 인자로 고려하였다. 해석 결과 기존 모델의 경우에는 서브파이프의 길이가 변하더라도 방수총의 출구영역에서 성능특성에 그다지 영향을 미치지 않았다. 이에 반해서, 서브파이프를 단관형으로 교체한 경우에는 서브파이프의 입구에서 역류가 발생하였고, 이를 제거하기 위해 서브파이프의 길이를 2배로 변화시켜 역류를 제거할 수 있었다.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2001년도 춘계 공동학술발표회
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• pp.185-188
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• 2001

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.15-16
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• 2015

해저파이프라인 및 해저케이블 설치해역이 대수심으로 이동함에 따라 육지와는 다른 열악한 시공 환경에 놓이게 된다. 이때 파이프라인 및 케이블이 매설되는 해저지반 상태와 작업이 이루어지는 해역의 해상조건 등은 작업효율에 영향을 미치기 때문에 효율적인 시공이 필요하다. 본 논문은 구조물 매설에 앞서 해저지반 굴삭 작업을 수행하기 위해 ROV 트렌쳐의 하단에 장착되는 워터젯 굴삭기의 작업효율 및 시공성능 추정에 관한 연구이다. 먼저 전산유체해석을 통해 워터젯 굴삭기의 굴삭효율을 극대화할 수 있는 노즐 수량을 정하였고, 모형실험을 수행하여 굴삭기의 시공성능을 예측할 수 있는 최대 굴삭심도 및 최대 굴삭속도를 파악하였다. 이를 바탕으로 실제 운용중인 워터젯 굴삭장비들과 시공성능을 비교 분석하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.1240-1247
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• 2003

Water jet nozzle for LCD has been used as a wet cleaning process in many industries. It is necessary for the nozzle to consider cleaning effect and flux. In this paper, we applied the bubble dynamic theory(Rayleight-Plesset equation) to improve the cleaning efficiency. Generally, Rayleigh-Plesset equations for cavitation bubbles are used in analyzing computer simulation for caviting flows. Burst of bubbles causes potential energies and we can use these energies to remove organic and inorganic compounds on the LCD. Therefore, it is necessary to analyze the bubble generations and axiomatic design by computational fluid dynamics(CFD). By comparing the weight matrix of neural networks to the design matrix of axiomatic design, we propose methods to verify designs objectively. The optimal solution could be deduced by the regression analysis using the design parameters.