• 기계저널
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• 제33권12호
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• pp.1076-1085
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• 1993

레이저광이 가지는 지향성, 단색성, 공간적 집속성 등의 성질을 이용하는 각종 측정장치는 광섬 유의 발달과 새로운 신호처리계의 개발로 그 적용 범위가 점점 확대되고 있다. 레이저 도플러 신호의 위상차를 이용하여 운동상태의 입자의 크기와 속도를 동시에 측정할 수 있는 측정장치가 80년대에 실용화되어 캐비테이션, 분무노즐, 기름버너, 엔진연소 등 많은 분야에서 다양하게 사 용되고 있다. 이 측정방법은 Durst와 Zare에 의해 도플러 신호의 위상과 입자의 크기는 선형적인 함수 관계가 있음이 밝혀진 이래, Bachalo, Buchhave, Knuhfsen과 Olldag 등에 의해 급속히 발 전되었다. 현재 국내에도 덴마크의 단텍사, 미국의 에어로메트릭스사 등에서 개발한 장비가 3-4 기관에서 사용되고 있다. 이 글에서는 위상도플러법에 의한 입자의 크기측정에 관한 기초 이론을 참고문헌을 인용하여 설명하고, 단텍사에서 개발한 위상도플러 측정장치인 입자운동 해석장치 (PDA)를 사용하여 본 연구실에서 실험한 버너용 압력분사식 노즐에서 분사된 액적들의 국소부분 거동에 대해 소개하기로 한다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.9-9
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• 2017

입자거동해석소프트웨어(EDEM)은 DEM(Discrete Element Method)기법을 이용한 입자 거동 전용 해석툴로 입자 유입량, 위치 등을 조절하여 입자거동과 관련된 제품 개발, 프로세스 최적화를 위한 비용 및 시간 절감에 활용도가 뛰어난 소프트웨어이다. EDEM을 활용하기 위해선 적용대상에 대한 물성치를 적용하여야 한다. 따라서 본 연구에서는 EDEM를 이용하여 현재 연구개발 중인 카드클리너 방식의 고추 선별기의 성능을 분석을 수행하기 위해 고추 물성측정 실험을 수행 하였다. EDEM을 이용한 입자거동해석에 필요한 개인 물성치에는 포아송비, 전단탄성계수, 밀도가 있다. 또한 입자-입자, 입자-Geometry 간의 상호관계를 위한 물성치인 반발계수, 정지마찰계수, 구름마찰계수가 필요하다. 공시 시료인 고추는 광주광역시 남구 승촌동 소재의 개인농가 Plastic 온실로 재배된 '천상'품종을 사용하였다. 푸아송 비와, 전단 탄성계수를 측정하기 위한 인장시험기기로는 만능인장시험기(TA-XT2, Stable Micro, 영국)를 이용하였으며, 인장에 의한 고추의 변형량 축정은 초고속카메라(NX4-SI, IDT, 미국)을 이용하였다. 밀도는 비중병법에 기초하여 질량과 부피를 측정하여 밀도를 계산하였다. 반발계수는 고추의 충돌 실험을 통해 변화한 높이를 이용하여 계산하였고, 충동 실험을 통해 변화한 높이는 초고속카메라를 이용하여 측정하였다. 정지마찰계수와 구름마찰계수는 고추의 미끄러짐이 시작하는 각도와 등속도 운동으로 구르는 각도를 초고속카메라를 이용하여 측정 후 계산하였다. 모든 실험은 3번 반복을 통해 평균값을 시험 결과 값으로 이용하였다. 고추의 대한 물성치 실험결과 고추의 푸아송 비는 0.294(std : 0.2), 전단탄성계수 4.624E+06 Pa, 밀도 $600kg/m^3$로 나타났다. 또한 입자-입자 간의 물성치인 반발계수는 0.383, 정지마찰계수는 0.455, 구름마찰 계수는 0.043로 나타났다. 추후 본 연구에서 측정한 고추의 물성치를 적용한 EDEM 입자거동해석 시뮬레이션을 통해 카드클리너 방식의 고추 선별기의 성능에 대한 분석을 하고자 한다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.512-517
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• 2014

본 연구는 선박의 외벽 유지보수를 위한 외벽 연마장비에 장착되는 먼지 집진장치에 적용하기 위한 사이클론 집진방식의 연마기 제작을 위한 사이클론 분리기 설계를 위하여 최적의 설계조건을 도출하고자 유동해석 기법을 적용한 사이클론 연마장비의 집진장치를 소개하고자 한다. 제작된 연마장비의 집진을 위한 접선유입 사이클론의 압력 강하와 입자 수집 능률은 기 연구된 수학적 모델을 적용하여 계산하였다. 종래 공기필터를 가진 사이클론의 계산 결과의 비교는 접선 유입 사이클론이 저압 드롭과 높은 입자 수집능률을 시뮬레이션을 통한 검증과 시작품을 제시하였다. 사이클론은 원통형 장치 내에 분진을 함유하는 기체를 장치내벽에 접선방향으로 유입시켜 유입분진에 선회운동을 부여함으로써 분진입자에 작용하는 원심력에 의하여 가스중의 입자를 분리 포집하는 집진장치로써 연마장비의 집진장치로 응용하고자 본 연구를 진행하여 진행중인 메커니즘과 유체흐름에 대한 기본적인 유체흐름에 따른 사이클론의 규격 파라미터에 따른 유동해석 결과를 제시하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.766-774
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• 2017

알루미늄과 같은 금속분말을 연료로 사용하는 추진체의 연료공급장치에 있어, 원통형 공급관 내부를 이동하는 분말이 연소기로 진입하면서 발생되는 분말의 급확대부 영역에서의 확산현상을 해석하기 위해 컴퓨터 소프트웨어를 개발하였다. 플러그 유동형태의 입자집단운동을 기술하기 위해서 일종의 Lagrangian기법이며 난류속도변동 조건을 만족하는 개별입자추적법을 도입하였다. 여기에 재순환 영역에서 유체의 방향전환을 증진시키기 위해 기하학적 유동 구조에 입각한 반경방향 속도성분을 추가시켰다. 속도 추가성분의 유무에 따른 급확대부 재부착점 부근에서의 입자 속도분포 수치해석 결과를 기존의 실험결과와 비교하였다.

• 한국컴퓨터산업학회논문지
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• 제10권5호
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• pp.221-226
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• 2009

폐쇄된 계 내부에서 강체 입자의 회전 운동에는 회전시키는 주체가 되는 몸체와 회전을 당하는 입자로 나눌 수 있다. 이 경우 입자가 몸체에 대해서 구속 될(bounded) 경우 홀로노믹(HOLONOMIC) 시스템으로서 지금까지 동역학에 소개되는 모든 수식이 잘 맞게 해석되고 수식에 의한 구조 또 한 현실과 잘 맞다. 그러나 그 구조가 비흘로노믹 시스템 이면 기존 회전 운동 방정식에서 벗어난다. 본 논문의 목적은 회전 운동 시 홀로노믹 시스템과 비흘로노믹 시스템과의 차이를 장치로 구분 하고 특히 비 홀로노믹 시스템의 현실에서 나타나는 현상을 컴퓨터 시뮬레이션 모델에 수식 화 하는 것이다. 그 수식으로부터 닫힌 회전운동의 질량중심(center of mass) 이동과 외부의 마찰에 대한 갇힌 운동(confined motion)의 표현법을 컴퓨터 그래픽 운동 방법에 응용 할 수 있도록 한다.

• 한국분무공학회지
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• 제1권4호
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• pp.32-39
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• 1996

Fuel spray in the MPI gasoline injector and its atomization characteristics are investigated with both macroscopic and microscopic visualization systems. The Bosch injector is inserted into an air-assist spray adapter which is designed to be fabricated and assembled easily. particle motion analysis system is used to measure the SMD of injector, where the assistant air pressure is varied from 0.0 to 1.5bar with fuel pressure 2.8bar. Droplet size decreased with higher air pressure and fine fuel spray with below $60{\mu}m$ of SMD is acquired at the assistant air pressure over 0.5bar.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.133-133
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• 2010

중성입자빔 입사장치(neutral beam injection, NBI)의 중성빔 에너지 효율은 이온원의 수소 이온밀도 분율이 결정한다. 이온원에서 만들어진 $H^+$, $H_2^+$ 그리고 ${H_3}^+$는 중성화 과정(neutralization) 중 해리(dissociation) 때문에 각각 입사 에너지의 1, 1/2 그리고 1/3을 가진 중성입자가 된다. 중성빔 에너지 효율 제고하기 위해서는 이온원의 전체 이온 중 단원자 수소 이온 밀도 증가가 필요하다. 유도결합형 수소 플라즈마 이온원에서 RF 안테나 주파수에 따른 플라즈마 밀도와 단원자 수소 이온 밀도 비율 변화를 관찰하였다. RF 플라즈마에서 가스 압력이 결정하는 전자의 운동량 전달 충돌 주파수 대비 높은 RF 안테나 주파수(13.56 MHz)와 낮은 RF 안테나 주파수(수백 kHz)의 전력을 인가하였으며, Langmuir 탐침, 안테나 V-I 측정기 그리고 QMS(quadrupole mass spectrometer)을 이용하여 플라즈마 특성을 진단하였다. 플라즈마 밀도와 수소 이온 밀도 분율은 플라즈마 가열 메커니즘과 수소 플라즈마 내 반응 메커니즘에 의해 결정된다. 플라즈마 가열 메커니즘에 따른 실험 결과에 대한 RF 안테나 주파수 효과는 플라즈마 트랜스포머 회로 모델을 통해 해석하였으며, 수소 플라즈마 내 반응은 0-D 정상 상태의 입자 및 전력 평형 방정식 결과로 해석하였다.

• 한국가스학회지
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• 제13권5호
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• pp.7-14
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• 2009

본 연구는 석탄화력발전소 노의 연소효율 향상을 위하여 미분탄 수송배관의 공기-입자 유동장의 압력손실 특성을 분석하여 미분탄 수송장치 내에 설치되어 유량을 제어하는 오리피스의 설계에 적용하고자 하는 것이다. 통상의 미분탄 수송배관장치는 관의 형태에 따라 직선관, 곡선관 및 엘보우로 구성된다. 본 연구에서는 공기유동과 입자운동의 상호작용 해석을 통하여 직선관과 곡선관을 갖는 미분탄 수송배관장치 내의 압력손실을 분석하였다. 총 압력손실은 공기-미분탄 입자의 마찰 손실 증가와 배관의 길이, 곡선관 각도의 증가에 따라 증가하는 것으로 확인되었다. 연구결과로 압력손실과 유량제어를 위한 최적화된 오리피스 설계 프로그램이 개발되었으며 그 계산 결과를 기존의 실험결과와 비교, 분석하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권1호
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• pp.109-117
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• 2012

본 논문은 매연여과장치(DPF)의 Inlet Pipe 길이를 5가지 경우로 변화시켜, 이 변화가 유동장에 미치는 영향을 살펴보았다. 실험 방법으로서는 PIV 계측과 상용코드를 사용하여 수치해석을 수행 하였으며, 그 결과 PIV와 CFD는 87%로 일치하는 상관성을 보였다. 또한 동일한 유속 조건일 때 Inlet Pipe 길이가 20mm일 때 안정적이고 높은 압력 값을 보여 매연여과율을 높일 수 있을 거라 사료된다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제5권1호
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• pp.20-26
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• 2002

This study reports the analysis of the pressure drop characteristics for the air-particle flow in powder transport piping system. The pressure drop characteristics of air-particle flow in piping system is not well understood due to the complexity of particles motion mechanism. Particles or powders suspended in air flow cause the increase of the pressure drop and affect directly the transportation efficiency. In this study, the pressure drop in powder transport piping system with straight and curved pipes is analyzed for the interactions of air flow and particle motion. The total pressure drop increases with increasing of the pipe length, the mixture ratio, and the friction factor of particles due to the increasing friction loss by air and particles in a coal piping system. For the coal powders of $74{\mu}m$ size and powder-to-air mass mixture ratio of 0.667, the total pressure drop by the consideration of powders and air flow is $30\%$ higher than that of air flow only.