• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 추계학술논문집 1부
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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.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.570-573
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• 2012

고고도 모사를 위한 축소형 디퓨저의 성능특성을 파악하기 위해 수치적 연구를 수행하였다. 입구길이를 노즐 출구직경과 비교해 0%, 50%, 100%로 변화시켰고, 디퓨저 목의 길이는 디퓨저 목의 직경과 비교해 3, 5, 7, 8, 12로 다양화하여 수치해석하고 실제 모사실험 값과 비교하였다. 그 결과 디퓨저의 입구길이가 짧아질수록 plume의 형상은 수축되었다. 또한, 디퓨저의 이차목 길이가 디퓨저 지름의 최소 7~8배보다 작으면 내부에 마하디스크가 형성되어 압력의 급격한 상승을 일으킨다.

• 에너지공학
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• 제12권3호
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• pp.223-230
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• 2003

본 연구에서는 제철소의 슬러지 소각로 배가스의 냉각을 위한 열교환기에서의 가스측 파울링 현상의 측정 및 분석에 대한 연구를 수행하였다. 소각로 배가스는 열교환기의 수직 전열관을 통과하면서 냉각되며 동시에 연소용 공기를 예열한다. 이러한 열교환기의 파울링은 주로 열교환기 입구에 발생하여, 본 연구에서는 열교환기의 입구 형태와 비슷한 형상의 오염다공판을 사용하여 슬러지 소각로 배가스의 파울링 현상을 측정하였으며, 부착분진에 대한 특성분석을 수행하였다. 분석 결과, 분진 부착율은 온도와 분진성분 및 분진크기에 영향을 받으며, 또한 오염다공판의 위치에 따라 부착형태가 다르게 나타났다. 또한 전산 해석을 통하여 오염다공판의 구멍 크기에 따라 분진부착율이 변하는 것을 알 수 있었다. 그리고 오염다공판을 사용하여 다관식 원통형 열교환기의 입구에서의 파울링 특성을 측정할 수 있음을 확인하였다.

• 에너지공학
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• 제22권2호
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• pp.226-236
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• 2013

고온개질기를 이용한 수증기 메탄 개질반응에 대해 실험 및 전산해석 기법을 이용하여 실제 개질기의 효율 및 개질기의 형상의 변화에 따른 열 분포 및 내부 유동에 대해서 연구하였다. 수증기 개질에 대한 반응모델은 Xu & Froment에 의해 개발된 수증기 반응 모델을 사용하였고, 그 결과로 고온개질기내에서 일어나는 화학반응은 Steam Reforming(SR), Water Gas Shift(WGS), Direct Steam Reforming(DSR) 반응이 다른 반응을 지배한다고 가정하였다. 고온개질기를 이용한 수증기 메탄 개질 반응 실험 결과로는 Steam Carbon Ratio(SCR)이 증가함에 따라 수소 수득율 또한 증가하고 일산화탄소와 메탄은 감소하는것을 알 수 있었다. 또한 입구가 한 개인 디자인과 두 개인 디자인을 비교, 분석하였을 때 입구가 두 개인 개질기보다 입구가 한 개인 개질기에서 열 분포 및 내부유동, 수소 수득율이 우수하다는 결과를 얻게 되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권4호
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• pp.321-328
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• 2014

고고도 모사를 위한 축소형 디퓨저의 비연소장 조건에서의 성능특성을 수치적으로 파악하였다. 디퓨저 입구길이를 노즐 출구직경과 비교해 0, 50, 100%로 변화 시켰고, 디퓨저 목의 길이는 2차목의 직경과 비교해 3, 5, 6, 7, 8, 12로 다양화하여 해석하고 실제 모사실험 값과 비교하였다. 그 결과 디퓨저의 입구길이가 짧아질수록 plume의 형상은 수축되었다. 또한, 디퓨저의 2차목 길이가 디퓨저 지름의 최소 8배보다 짧으면 내부에 마하디스크가 형성되어 압력의 급격한 상승을 일으킨다. 아음속 디퓨저의 길이는 설계치의 0, 50, 75, 100%로 변화시켜 유동의 변화를 관찰하였고, 길이가 짧아질수록 2차목 내부에 갑작스런 압력 상승을 야기함을 확인하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제24권4호
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• pp.301-307
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• 2003

본 연구에서는 한국형 인공심장의 혈액주머니 내 혈액 유동에 대한 수치적 해석 결과를 제시하였다. 혈액 유동은 2차원 비정상 유동으로 가정하였으며. 이를 해석하기 위하여 유한요소 기반의 상용코드인 ADINA를 사용하였다. 액츄에이터와 혈액주머니사이의 강체-고체 접촉, 그리고 혈액주머니와 혈류 사이의 고체-유체 상호작용을 모두 계산에서 반영하였다. 본 연구에서는 혈액주머니의 형상설계 과정에서 제시되었던 3가지 모델에 대해서 계산을 수행하고 이들의 혈류역학적인 적합성을 분석하였다. 계산결과에 의하면 혈액주머니의 수축 시는 출구로의 강한 흐름과 입구 부분에서의 정체영역이 관찰되었다. 이완 시에는 외부로부터 입구로 강한 혈류가 유입되고 있으며, 닫힌 출구에서 부근에서는 재순환 영역이 발생한다. 수축 시 전단응력은 출구 모서리 부근에서 극한값들을 가지게 되며, 이완 시에는 주로 입구 모서리와 액츄에이터 접촉면에서 최소, 최고치를 보여주고 있다.

• 수산해양기술연구
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• 제40권4호
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• pp.255-267
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• 2004

기선권현망어업의 어구 개량과 조업시스템 개선을 목적으로 자루그물을 A, B 2가지로 달리한 축소형 개량어구를 설계, 제작하여 현장조업선에 의한 해상실험을 실시하여 어구의 형상을 관찰한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 축소형 개량어구의 실제 전개율은 오비기에서 20% 정도로 가장 작았고, 뒤쪽으로 갈수로 커지며, 자루그물에서는 110% 정도로 가장 컸으며, B형이 A형에 비하여 5~10%정도 크게 나타났다. 자루그물 입구와 뒤끝의 망고 변화폭은 A형이 9.0~13.6, 9.3·10.4m이고, B형이 10.9~14.8, 5.8~8.0m로 나타나서 B형이 A형에 비하여 자루그물 입구는 1~2m 크고, 뒤끝은 2~3m 작았다. 2. 축소형 개량어구는 오비기의 수직방향 전개성능이 개선되어 수비에 이르기까지의 예망수층이 완만하게 형성되었으며, 예망수층의 변화폭이 기존어구에 비해 적게 나타났다. 나발 그물이 포켓형상을 개선시켜 그물코의 날림현상 감소와 수비에서 자루그물까지의 어구형상이 완만하게 이루어졌으며, 예망속도가 느린 경우에도 어구의 형상이 안정되었다. 3. 축소형 개량어구 B형은 자루그물의 변화폭이 적었고, 이중깔대기의 부착으로 인해 입망된 어군의 도피율이 감소하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제22권2호
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• pp.123-130
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• 2013

보일러 배기가스를 이용해 온실 내부의 $CO_2$ 농도를 높여 식물의 생장을 촉진하는 $CO_2$ 시비 시스템의 공급 최적화를 위한 연구를 진행하였다. 다기관의 유로를 사용하는 시비 시스템의 기하학적 변수에 따른 유량균일성 파악을 위해 전산유체역학 기법을 사용하였다. 먼저 PVC 형상을 수정하여, 처음 설비에서 출구유량이 적어 튜브 뒤쪽까지 $CO_2$가 나오지 못했던 문제점을 해결하고 개선된 형상을 결정했다. 그 다음 실험값과 동일하게 맞추기 위하여 실험값과 해석값의 출구 속도를 비교하여 입구 압력을 결정하였다. 이때 여섯 개의 출구에서 나타나는 유량 비균일성은 출구에 Gasket을 부착하여 출구 면적 변화를 통해 유량을 조절할 수 있다고 보았다. 여섯 개의 출구 직경을 각각 변화시킨 3개의 Case 결과가 출구 면적을 모두 동일하게 두었을 때보다 편차가 최대 ${\pm}18%$까지 감소되었다. 비닐 튜브 역시 뒤쪽까지 $CO_2$가 전달되지 못하는 문제점을 해결하기 위하여 출구의 직경을 변화시켜가며 비교하였다. 각각의 출구 직경은 동일하게 하고 입구 면적 대비 출구 면적이 153.4%(D = 10mm), 97.8% (D = 8mm), 54.9%(D = 6mm)이 되도록 3개의 Case로 나누어 유량 균일성 향상 효과를 알아보았다. 그 결과 출구직경이 10mm일 때보다 6mm일 때, 유량 편차가 ${\pm}13%$ 정도 감소되었다. 따라서 출구 면적이 작아질수록 유량 균일성이 향상됨을 파악하였다. 앞서 결정된 최적 PVC 형상과, 비닐 튜브 조건을 조합하여 전체 형상을 해석한 경우 역시 모든 hole에서의 유량이 0.1g/s 이내의 차이를 보이며 높은 균일성을 나타냈다. 이와 같은 방법으로, 다기관의 유로를 이용하여 $CO_2$를 분배시키는 다른 형태의 시비 시스템에서 역시 PVC 배관에서의 압력강하를 최소화시킨 뒤, PVC와 비닐 튜브의 출구 직경을 변화시키는 순서로 각 출구로의 유량을 균일하게 조정할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.1032-1043
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• 1989

본 연구에서는 해석적으로 열적 입구 길이를 규명하는데 필요한 와류 열확산 계수를 실험 결과를 이용하여 결정하고, 시험관 입구의 형상 변화가 열전달 특성에 미치는 영향을 실험적으로 결정하며, 열적 입구 길이 영역에서 국소 열전달 계수를 표시할 수 있는 실험식을 제시하고, 유체의 전단율에 따른 점성 계수의 실험 결과와 점탄성 유체의 특성시간을 이용한 새로운 무차원 수인 Weissenberg수를 결정하여 퇴화 현상을 분석하고저 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.257-257
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• 2019

최근 기후변화에 따른 대응을 위해 기존 수자원 활용의 고도화 및 배수능력 증대를 위해 다양한 방안이 추진되고 있으며, 그에 따라 기존 개수로에 신규 수로를 연결하여 합류와 분류를 시키는 사례가 증가하고 있다. 특히 신규 개수로 연결을 위한 분류부 형상은 관련 설계기준, 분류유량의 규모, 해당 지점의 하상변동 경향, 지형여건, 흐름 분류시설 및 구조물의 형태(양수펌프장, 스크린이나 수문, 암거설치)와 같은 구조적 요인 등에 의해 달라지지만, 이와 관련된 연구가 매우 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 2차원 수치모형을 이용하여 분류부 평면형상 변화에 따른 분류유량비와 흐름분리구역 분포 등에 대한 흐름특성을 분석하고 이수와 치수계획 수립 등에 활용하고자 한다. 본 연구에서는 TELEMAC-2D 모형을 이용하여 주수로 상류 유입흐름의 프루우드 수가 0.74, 0.52인 두 흐름에 대해 형상변화 폭을 주수로 폭(B)의 1B, 주수로 형상변화를 급확대, 점진적 확대 구간길이를 1B~3B로 변화시키며 분류유량비(분류수로 유입유량/상류 유입유량)와 흐름분리구역의 위치와 크기 등에 대한 분석을 수행하였다. 분류부 상류 유입흐름의 프루우드 수가 0.74, 분류유량비는 0.33인 흐름은 주수로 형상변화 구간길이가 1B 일 때 0.44~0.46, 3B일 때 0.54~0.60으로 점차 분류유량비가 증가한다. 반면 상류 유입흐름의 프루우드수가 0.52, 분류유량비가 0.52인 흐름은 주수로 형상변화 구간길이가 1B일 때 0.77~0.82에서 3B일 때 0.70~0.80으로 점차 분류유량비 증가율이 감소하는 경향을 나타내게 된다. 주수로 형상변화 폭을 0.5B, 1B로 달리하여 수로 형상변화를 시킨 경우 분류유량비 증가율은 각각 135~162%, 134~176%로 나타났으며, 이는 수로 형상변화 폭보다 변화구간 길이가 더 큰 분류유량비 변화에 영향을 미치는 것을 확인할 수 있다. 흐름분리구역은 상류 유입흐름의 프루우드 수가 0.74인 경우 수로형상 변화구간과 분류수로 입구에 형성되지만, 상류유입흐름의 프루우드 수가 0.52인 경우 수로형상변화 구간과 주수로 하류에도 형성된다. 수치실험 결과 동일수로 폭 직사각형 $90^{\circ}$ 분류수로에서 분류부 평면형상의 변화에 따라 주수로 하류방향흐름의 관성력은 감소하는 반면 분류수로로 향하는 횡압력경사와 흐름분리구역 발생위치 변화로 인해 분류 수로내 통수능이 증가하여 분류유량비가 급격하게 증가하게 된다. 또한 분류부 상류 유입흐름의 관성력이 작은 경우 분류부 평면형상 변화시 주수로 하류방향에서도 흐름분리구역이 형성되고 주수로 종방향 수위가 상승함에 따라 분류흐름 계획수립 시 세심한 주의가 필요하다.