• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.3 no.2
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• pp.18-24
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• 1999

Liquid ramjet combustor is closely connected with complex phenomena due to a series of processes such as intake air, spray, mixing, and combustion. The present numerical experiments were peformed to investigate these flow characteristics for two and three dimensional liquid ramjet combustor. Grid system was made with three domains: intake region where air is supplied and fuel is injected, combustor and nozzle region, and exit atmosphere region. The numerical results showed that two and three dimensional flow patterns in recirculation region of combustor were significantly different each other and spray model was necessary to predict correctly the chemical reaction flow characteristics. Numerically examined for two different location of fuel injector, one is located on the bottom position of curved intake and the other is located on the top position. We found that bottom position of fuel injector is better than top position because fuel influx to the recirculation region which is need to sustain chemical reaction is more than the latter.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.17 no.6
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• pp.20-29
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• 2013

Turbulent flow and combustion characteristics in a micro can combustor with a baffle plate are investigated by a Reynolds Stress Model. In order to examine the geometric effects on the turbulent combusting flow, several baffle configurations are selected. The interrelation between the flow structure and the thermal field are investigated by examing the variation of recirculation region, flame length and heat loss. For the flow mixing, the decreasing air hole is more efficient than the decrease of the fuel hole. As the fuel or air hole diameter decreases, combustion efficiency is enhanced and flame length is decreased. Additionally, as the diameter of air hole decreases, the heat loss and combustion temperature are increased, while they are reduced with decreasing the diameter of fuel hole.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.486-486
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• 2023

하수처리장 내 생물반응조에서는 유기물을 제거하거나 질산화(Nitrification) 반응을 일으키기 위하여 산소를 요구하고 있으며, 필요한 산소는 송풍기 운영을 통해 공급하고 있는 상황이다. 질산화 반응을 일으키기 위해서 처리장 내 일정 이상의 산소가 수중에 공급되어야 한다. 생물반응조내 용존산소가 부족할 경우 활성슬러지의 침전성이 저해되어 오염물질 저감 효율이 떨어지게 되며, 과도한 산소가 공급되어도 수처리의 효율은 개선되지 않으며 반응에 사용되지 않은 산소들은 대기중으로 방출된다. 또한 유입수질에 따라 실시간으로 반응조 내 필요한 산소는 달라지게 되므로 유입수질에 맞는 효율적인 하수처리장 운영이 요구되고 있다. 하수처리장 내 적절한 산소를 공급하기 위하여 많은 연구들이 활발하게 진행되어 왔으나 실제생물학적 처리시 요구되는 산소의 양을 산정할 수 있는 한계점을 지니고 있으며, 하수 성분, 용량과 같은 환경에 따라 차이를 보이고 있어 범용적으로 사용하기에는 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 적용 한계점을 극복하기 위하여 하수도 설계 시 사용되어지고 있는 하수도 시설기준의 산소요구량 및 공기공급량 산정식을 통하여 유입수질에 따라 실제 하수처리장에 필요한 산소요구량 & 공기공급량을 산정하는 시스템을 개발하고자 하였다. 하수도 설계기준의 여러 가지 수식을 실제 하수처리장 내 필요한 요소로 변환시켜 범용적으로 사용가능한 시스템을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 하수처리장 송풍량 산정 시스템 적용에 따른 송풍량 절감 효율을 비교분석하기 위하여 2021년 A하수처리장의 4월 월간 데이터를 활용하여 하수처리장에서 필요한 송풍량을 산정하여 실제 사용된 송풍량과 비교 분석하여 송풍량 절감 효율을 분석하였다. 본 연구의 결과를 바탕으로 실제 하수처리장 내 송풍량 산정 시스템을 도입하게 된다면 운전자 경험에 의존하고 있는 수동적인 제어 방식에서 벗어나 자율 제어를 통한 효율적인 하수처리장을 운영할 수 있어 송풍량 절감 및 탄소중립에도 이바지 할 수 있을 것이라고 판단된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.81.2-81.2
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• 2010

고체 산화물 연료전지(SOFC) 시스템은 스택과 기계적 주변 장치인 MBOP(Mechanical Balance of Plant), 그리고 전기적 주변장치인 EBOP(Electrical Balance of Plant)로 구성되어있다. SOFC는 일반적으로 $700^{\circ}C$ 이상의 고온에서 작동되기 때문에 효율적인 열 이용 및 열 관리가 중요하다. SOFC 시스템의 MBOP에는 상온의 연료가스들을 고온으로 가열하여 스택에 유입 시기키 위한 열교환기 및 촉매연소기 등의 장치들이 필요하며, 효율적인 열관리를 위해서는 고온에서 작동하는 장치들을 한곳에 통합하여 구성하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 SOFC 시스템의 MBOP(Mechanical Balance of Pant) 중 고온부에 해당하는 촉매연소기, 열교환기 및 스택이 통합된 스택 모듈을 제작에 앞서 개념 검증을 위해 열교환기 및 촉매연소기로 이루어진 프로토타입(prototype)의 SOFC 모듈평가 장치를 제작하였다. 열교환기는 Plate형으로 총 6개로 구성되어 있으며, 연료극과 공기극 가스라인에 각각 3개씩 배치하여 스택에 유입되는 연료 및 공기가 촉매연소기에서 나오는 고온의 배가스와 열교환되어 가열되도록 구성하였다. 촉매연소기는 honeycomb 타입의 촉매를 사용하였고, 촉매연소기로 유입되는 연료극 배가스와 공기의 균일혼합과 hot spot을 방지하기 위한 장치를 삽입하여 제작하였다. 제작된 SOFC 모듈평가장치는 시운전을 통해 각 장치의 성능 확인 후 반응면적이 $20{\times}20cm^2$ 인 단전지를 적층하여 연계 운전을 수행하였다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2011.12a
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• pp.262-265
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• 2011

본 연구는 탈진 기류 분사 시스템의 최적화 설계에 관한 기초 연구의 일환으로 전산유체역학(CFD)을 이용하여 일반 블로우 튜브와 단순 벤츄리 조합의 충격 기류(Pulse air jet) 방식의 탈진 장치에 대한 탈진 성능과 벤츄리 입구에 기류 유도용 구조물을 설치한 경우의 탈진 성능을 비교하였다. 각 Case별로 벤츄리 내부로 유입되는 탈진 공기량을 예측한 결과, case 2의 벤츄리 형상 개조시 case 1 보다 벤츄리로 유입되는 탈진 공기량이 약 20% 증폭되는 것으로 나타났다. 또한 필터백 표면에서의 탈진 기류 전달 분포를 예측한 결과, 모든 case가 필터백의 국한된 영역으로 탈진 기류가 집중됨을 알 수 있었다. 또한, case 2의 경우가 case 1보다 오히려 탈진 기류의 전달 수준이 불량함을 알 수 있다. 이는 case 2의 경우 벤츄리 입구에 기류 유도용 구조물을 설치한 것이 탈진 공기량을 증폭시키는데에는 도움이 되나, 오히려 벤츄리 내부로 유입된 탈진 기류의 직진성을 보완하여 필터백 내부에서 탈진 기류의 확장을 방해하기 때문인 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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• 2007.05a
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• pp.151-152
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• 2007

ACP(Advanced Spent Fuel Conditioning Process)의 금속전환로에 $U_{3}O_{8}$을 공급하기 위하여 20 kgHM/batch의 $UO_{2}$ 펠릿(pellets)을 처리할 수 있는 공기산화로가 개발되고 있다. 그림 1은 산소농도 조절이 가능한 공기산화로이다. 공기산화로 이전의 공정인 슬리팅 장치에서 탈피복된 $UO_{2}$ 펠릿은 공기산화로로 운반되고, $500^{\circ}C$온도에서 공기를 공급하여 일정한 입도범위의 균질한 $U_{3}O_{8}$을 만든다. 그리고 다음공정의 금속전환장치로 이동된다. 본 논문에서는 모의연료의 산화에 대한 정확한 산소농도를 측정하고자 한다. 이를 위해서 갈바닉 센서와 지르코니움 센서가 사용되었고, 그 특성이 비교되었다. 14종의 금속 산화물이 혼합된 모의연료를 제조하여 산화실험이 수행되었으며, 시간변화에 따라 산소농도가 측정되었다. 산소농도 컨트롤러와 산소 센서를 사용한 공기산화로는 산소조절기에 의해 산소농도 100%까지 측정될 수 있다. 그림 2는 공기산화로의 산소농도를 조절할 수 있는 산소농도 측정시스템이다. 유량조절기(Mass Flow Controller)를 사용하여 질소와 산소의 혼합비를 변화시킬 수 있다. 또한 산소농도 측정시스템은 측정된 산소농도 값을 이용하여 $UO_{2}$의 산화시간을 계산하기 위하여 제작하였다. 산화시간 계산방법은 다음과 같다. 산소와 질소의 가스는 각각 40 L의 압력 봄베에 의해서 산소농도를 조절할 수 있는 공기산화로의 산소농도 측정시스템 안으로 유입된다. 유입된 산소와 질소의 배합은 컨트롤시스템 안에 있는 산소 유량조절기와 질소 유량 조절기를 사용하여 조절하며, 일정하게 혼합된 산소농도는 장치의 입구와 출구에서 산소 센서에 의해서 측정된다. 투입된 $UO_{2}$ 펠릿이 $500^{\circ}C$에서 반응하면서 공기산화로의 내부에 있는 산소농도가 감소된다. 이때 초기에 같았던 입력과 출력 농도가 시간의 흐름에 따라 감소되며, 펠릿이 완전히 산화됨과 동시에 출력 산소농도가 입력농도와 다시 같아질 때까지 소요된 구간이 산화시간이 된다.

• Proceedings of the Korean Society of Disaster Information Conference
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• 2016.11a
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• pp.275-277
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• 2016

본 논문에서는 Door Fan Test 수행 사례를 중심으로 사전 준비에 필요한 사항에 대해 분석하였다. 분석 결과 관통부 주위 개구부, 벽체 틈새 개구부 등 방화구역의 누설부위를 통해 약제가 누출되는 문제가 있었다. 원인으로는 전기배선 공사로 인해 내화충전된 부분을 제거하고 공사 후 다시 충전하지 않는 경우, 벽과 천장사이의 틈을 내화 실란트 등으로 마감을 하지 않은 경우가 대부분이었다. 이와 같이 누설부위가 많은 경우 테스트의 결과 불합격이 나오게 되며, 이러한 문제점을 개선하기 위해 사전현장조사를 통해 방호구역의 누설부위를 조사하고 보완조치를 진행한 후 테스트를 수행하는 절차가 필요하였다. 한편, 테스트 운영에 관한 사항으로는 해당 실(room)을 위한 충분한 유량 미확보, 장애물로 인한 와류형성, 차압측정구의 설치문제 등이 있었다. 이를 개선하기 위해서 공기를 유입하는 실은 외부로부터 충분한 공기유입이 있어야하며, 팬 앞의 장애물을 제거하거나 팬의 설치 위치를 조정하는 것이 필요하며, 공기의 유동이 가장 적은 곳에 측정구를 설치하는 등의 조치가 필요하다.

• Proceedings of the Korean Society for Emotion and Sensibility Conference
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• 1999.11a
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• pp.13-18
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• 1999

기존의 공조방식 및 본 연구에서 제안한 개별환경제어시스템(PEM)으로부터 열유체 유동 헤석용 PHOENICS 프로그램을 이용하여 3차원 시뮬레이션을 수행하여 재실자가 거주하고 있는 CR(컴퓨터실)에서의 Heat Gain과 재실자 온열성 특성을 감성공학적 측면에서 분석하였다. 본 연구로부터 바닥으로부터 공기를 유입하여 천정으로 유출하는 바닥취출공조방식이 실내 환경 개선에 유리하고 diffuser만을 통하여 공기가 유입되어 천정과 바닥으로 공기가 유출되는 PEM 방식은 열적 냉각 성능은 좋으나 PC와 재실자 주변에 강력한 재순환 유동이 발생되어 실내 환경의 쾌적성 측면에서는 불리하나 PEM과 TAM방식의 결합이 감성공학적 온열특성 분포로부터 CR실의 재실자 주변 온도 분포에 최적임을 알 수 있다.

• Journal of Biomedical Engineering Research
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• v.22 no.1
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• pp.35-40
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• 2001

압력기반의 유한체적법과 k-$\varepsilon$난류모델을 이용하여 신생아 보육기 내의 삼차원 정상난류유동해석과 대류현상에 의한 열전달을 해석하였다. 보육기 내의 주된 공기유동은 입구에서 유입된 공기가 보육기 위쪽을 지나 출구로 이동하며 각진 구석에서 작은 와류들이 관찰되었다. 보육기의 입구부를 제외한 대부분에서의 유속은 0.1m/s 이하로 나타났으며, 신생아의 다리부분에서의 속도가 머리부분보다 다소 크게 관찰되었다. 입구쪽의 온도가 출구쪽의 온도보다 1~2$^{\circ}C$ 높게 나타났으며 속도 크기가 큰 다리부분에서의 온도가 머리 또는 목부분보다 다소 낮았다. 보육기 내의 온도변화는 약3~4$^{\circ}C$로 다소 크게 나타났는데 이는 입구에서 유입된 공기가 상벽과 직각으로 만나며, 보육기 외벽의 각진 구석부분에 의한 영향으로 생각된다. 따라서 입구속도를 적절히 줄이거나 유선형의 유동을 갖도록 설계하여 열손실을 최소화한다면 보다 효율적인 보육기가 될 것으로 생각된다.

• TTA Journal
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• s.177
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• pp.70-71
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• 2018

국민 건강을 위협하는 미세먼지가 연일 비상이다. 사실 미세먼지 하면 중국을 먼저 떠올린다. 중국에서 넘어오는, 국경을 따지지 않는 공기의 이동은 우리에게 공포의 대상이다. 중국의 미세먼지는 정말 심각하다. 해마다 미세먼지로 110만 명이 목숨을 잃을 만큼의 '스모그 대국', 이러한 중국발 미세먼지가 유입돼 우리의 대기 질이 나빠진다는 사실이 과학적으로입증되었다.