• 융합정보논문지
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• 제9권12호
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• pp.147-156
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• 2019

동심 이중관에서 기본유체 물과 나노입자 산화알미늄의 혼합인 나노유체를 적용한 대향유동을 유한체적법의 수치적 방법으로 열전달 특성을 규명하였다. 고온유체는 내부 원형관으로 흐르며 열을 외부 환형관으로 흐르는 저온유체로 전달한다. 고온유체와 저온유체의 체적유량 및 나노입자의 체적농도를 변수로 두어 열전달 및 유동 특성을 조사했다. 결과는 나노입자의 체적농도와 체적유량의 증가함에 따라 열전달 성능이 증가함을 보였다. 외부와 내부 관 모두에서 나노유체인 경우가 기본유체보다 나노입자의 체적농도가 8%일 때 나노유체가 열전달 성능이 최대 17% 증가하는 것을 확인했다. 또한 기본유체에 비해 환형관의 대류열전달 계수는 최대 31% 증가함을 보였으며 열교환기의 유용도는 약 20%가 상승함을 확인하였다. 하지만 나노입자의 체적농도가 8%일때 마찰인자가 최대 136% 커지는 것을 확인하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제3권1호
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• pp.1-10
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• 1998

서로 섞이지 않는 두 비압축성 유체의 유동을 해석하기 위하여 VOF 방법에 기초한 수치 기법을 개발하였다. 유체간의 계면형상의 거동은 유동장내의 유체의 점유체적비의 변화에 의해 묘사되는데 이를 지배하는 이동방정식을 풀기 위한 새로운 대류항 계산법을 고안하였다. 대류항은 유체계면의 방향에 따라 풍상법과 역풍상법의 적절한 조합을 취하여 계산하는데 여기에 대각방향의 상류효과를 포함시켜 시간에 대한 2차 정확도를 갖도록 하였다. 또한 이 방법을 유량보정수송(FCT)법과 결합시켜 해의 단조성을 보장하였다. 몇 가지 단순 문제에 대한 시험 결과 이 기법이 수치오차에 의한 계면형상의 변형과 파손을 감소시킴을 확인하였다.

• 지질공학
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• 제15권3호
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• pp.349-363
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• 2005

울산단층 동부지역에는 제4기로 추정되는 미고결 퇴적층을 절단하며 파쇄대 와 단층비지를 수반하는 제4기 단층이 여러 곳에서 발견되고 있다. 본 연구에서는 제4기 단층비지대의 성분변화, 체적변화, 실리카의 손실 그리고 유체-암석비를 XRF, XRD, EPMA를 이용하여 계산하였다. 단층비지의 성분변화는 모암에 비해 단층비지대에서 $SiO_2,\;K_2O,\;Na_2O$는 감소하고, $Al_2O_3,\;MgO,\;P_2O_5,\;Fe_2O_3,\;MnO,\;CaO,\;LOI$는 증가한다. 단층별 체적감소는 개곡 제1단층 $56\%$, 개곡 제2단층 $22\%$, 신계단층 $34\%$, 마동단층 $8\%$, 원원사단층 $2\%$, 진현단층 $53\%$이다. 체적감소, 실리카 손실, 유체-암석비가 낮게 나타난 마동단층과 원원사단층 비지대는 유체활동에 대하여 닫힌계 이 고, 체적감소, 실리카 손실, 유체-암석비가 높은 개곡 제1단층과 진현단층의 비지대는 유체 활동의 통로로 작용한 열린계였을 것으로 볼 수 있다. 단층의 유체-암석 체적비는 모든 단층에서 $10^2\sim10^4$로 나타나지만 기질의 함량이 각각 $88\%$와 $77\%$로 높고 체적감소가 큰 개곡 제1단층과 진현단층에서 가장 높게 나타난다. 따라서 이들 단층에서 유체의 활동이 가장 활발하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.132-133
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• 2007

자성유체의 전자기력에 의한 거동 파악을 위해 전자기 체적력에 의한 접근법을 제안한다. 정유체역학식에 수정 된 Kelvin 가진력식이 도입되며, 유체표면에서의 압력이 일정하여야 한다는 원리에서 유체 표면의 형상을 얻어낼 수 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1459-1460
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• 2011

자성유체에 60Hz의 교류자기장을 인가할 때 발생되는 냉각효과를 해석하기 위해 유한요소법을 결합하였다. 열원으로는 전류가 코일에 흐를 때 생성되는 줄열과 닐운동과 브라운운동으로 야기되는 전력손실에 의한 발열이 있다. 교류자기장은 주파수가 낮기 때문에 줄열이 주요한 열원이 된다. 그러므로 코일에서 자성유체로 일어나는 열전달과 자연대류현상은 코일의 표면에서 일어난다. 자연대류현상을 해석하기 위해서는 자성유체의 부력밀도를 고려해야 한다. 부가적으로 자계의 세기와 온도에 관한 함수인 자화와 자기체적력밀도로 인해 자기대류현상과 같은 강제대류가 일어난다. 이러한 두 가지 대류현상으로 인해 교류자기장을 인가한 자성유체에서 냉각효과가 일어난다. 자기체적력밀도는 유한요소법으로 보간된 가상공극개념을 이용하여 켈빈전자기력밀도를 이끌어 낸 후 이를 수치적으로 이용하여 구하였다. 랑제방함수는 켈빈전자기력밀도와 전력손실을 계산하는데 필요한 비선형 자화율을 고려하기 위해 사용하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.114-119
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• 1996

증기방출계통은 원자력 발전소의 안전을 위한 계통인데 이 계통의 작동 초기에 복잡한 열유체적 현상과 더불어 큰 유체적 진동하중이 구조물에 발생하게 됨으로 이 계통의 설계 개발을 위하여는 이러한 초기현상에 대한 정성적 및 정량적인 이해가 요구된다. 이를 위하여 본 연구에서는 이러한 초기 현상을 해석할 수 있는 방법론을 개발하고 이를 이용하여 이 현상의 특성을 분석하였으며 종합적으로 유체적 진동 하중으로부터 구조물의 기계적 건전성을 확보하기 위한 이 계통의 설계 방향을 제시하였다.

• 융합정보논문지
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• 제9권8호
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• pp.155-163
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• 2019

수평원형관에서 나노입자인 산화알미늄과 기본유체인 물의 혼합인 나노유체에 대한 층류 혼합대류열전달현상을 유한체적법의 수치적 방법으로 규명하였다. 나노유체에 대하여 2상 혼합모델을 적용하였으며, 나노입자의 물성은 온도와 체적농도의 함수를 사용하였다. 수치해석에 적용한 모든 모델의 타당성 검증을 위하여 Kim등의 실험결과와 비교하였으며 좋은 결과를 얻었다. 벽면을 일정한 열유속으로 가열하므로 나노유체는 벽면부근에서 형성된 부력에 의하여 2차유동이 생성된다. Richardson수와 나노입자의 농도가 증가할수록 강한 2차유동이 형성되어 열전달을 향상시키게 된다. 또한 Richardson수와 나노입자의 농도가 증가하면 대류열전달계수와 전단응력도 증가한다. 이런 연구들은 열교환기의 성능향상을 위하여 나노유체를 적용하는데 기본자료로 활용이 가능하다. 이번 연구를 기반으로 향후 2중관형열교환기등 다양한 열교환기에 적용할 예정이다.

• 한국유변학회:학술대회논문집
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• 한국유변학회 2002년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.63-66
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• 2002

• 해양환경안전학회지
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• 제23권5호
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• pp.541-548
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• 2017

본 연구에서는 해양플랜트설비 건조 현장에서 사용되고 있는 기존 고온 오일 플러싱 장비에 대한 성능개선을 위해 기존의 플러싱 장치에 사용되던 오일에 질소가스를 혼합한 고온 오일 플러싱 시스템에 대하여 국제표준화기구 코드(ISO code)를 기준으로 이론적 연구를 수행하였다. 연구를 위해 오일-질소가스 혼합유체 플러싱 시스템 공정을 설계 후 청정성능에 영향을 주는 혼합유체의 혼합비율, 온도, 레이놀즈수 및 액상분율 등에 대한 공정모사 결과도 분석하였다. 그 결과 관 직경과 가스상의 체적분률이 일정한 상태에서 혼합유체의 체적유량이 증가될수록 수평 유압배관 입출구의 액상분율 차이 ${\Delta}{\alpha}_L$ 값은 증가하게 되고 배관길이 방향의 위치에 따라 오일과 질소가스 기포 사이의 상분포가 달라짐을 확인했다. 이러한 상분포의 변화는 오일-질소가스 혼합유체 플러싱 시스템의 청정성능에도 커다란 영향을 줄 것으로 예상된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권6호
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• pp.351-356
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• 2022

본 논문에서는 3차원 엮임 재료의 유체투과율 향상을 목적으로 수치해석 데이터 기반의 물성치 회귀 분석 및 최적설계를 소개한다. 우선 3차원 엮임 재료를 구성하는 와이어 사이의 간격을 결정하는 배율 계수를 매개변수화 하여 다양한 배율 조합을 가지는 수치 모델을 생성하였고, 전산 수치해석을 통해 계산된 각 모델의 체적 탄성계수, 열전도 계수, 유체투과율 데이터를 이용하여 다항식 기반의 회귀 분석을 수행하였다. 이를 사용해서 체적 탄성계수와 유체투과율 사이의 다목적함수 최적설계를 통한 파레토 최적해를 도출하였으며, 두 물성치가 서로 상충 관계에 있음을 확인하였다. 한편 3차원 엮임 재료의 열전달 효율을 높이기 위해서 유체투과율을 최대화 시키는 것을 목적으로 경사도 기반 최적설계를 수행하였고, 제약조건인 체적 탄성계수의 크기별 유체투과율의 변화율을 분석하였다. 그 결과 설계자가 원하는 최소한의 강성을 가지는 최대 유체투과율 설계 모델을 얻어낼 수 있음을 확인하였으며, 회귀 방정식을 통해서 얻어진 설계가 높은 정확도를 가지고 있음을 추가적으로 검증하였다.