• 대한기계학회논문집B
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• 제37권7호
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• pp.695-701
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• 2013

본 논문은 비이온의 계면 활성제에 의해 증발하는 물방울의 열모세관 유동(마랑고니 유동)이 억제되는 것을 실험적으로 검증한다. 물방울이 소수성 표면 위에서 증발할 때, 액적 내부의 마랑고니 유동을 관찰하였고, 계면 활성제 농도에 따라 이 유동이 억제되는 것을 조사하였다. 초기 계면 활성제 농도가 증가하면, 마랑고니 유동의 속도와 수명이 감소한다. 이 결과는 계면 활성제에 의해 액적 계면에서 점착 경계 조건이 성립됨을 보여주는데, 이것은 계면 점착 현상과 관련된 기존의 모델에 기초하여 설명되었다. 또한 액적의 초기 계면 활성제 농도가 임계 농도 이하일 때, 증발 초기 접촉선 비고정 현상을 발견했는데, 이것은 마랑고니 유동이 접촉각의 이력 현상을 감소시키기 때문이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제47권7호
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• pp.615-628
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• 2014

본 연구에서는 복하천 중상류 유역에 대해 유역수문모델 SWAT-K를 적용하여 1996년부터 2012년까지의 실제증발산량을 모의하여 연별, 월별 변동 특성을 분석하였으며, 유역물수지법으로 증발산량을 산정할 때 유역의 저류변화량 영향에 대해 고찰하였다. 대상유역의 연도별 실제증발산량은 최소 401mm에서 최대 494mm까지 발생하였고 평균적으로 강수량 대비 약 31%인 436mm 발생하였다. 월단위 실제증발산량은 모의기간동안 평균적으로 12월에 최소값 10mm, 7월에 최대값 84mm 발생한 것으로 분석되었다. 자료기간에 따른 연평균 저류변화량의 크기를 평가한 결과 강수량과 유츨량 자료만을 이용하여 유역물수지법으로 연평균 실제증발산량을 추정하기 위해서는 적어도 약 4~5년의 자료를 이용해야 적절한 것으로 분석되었다. 또한, 연구 대상유역에 대해 저류변화량을 고려하여 유역물수지법으로 연단위, 월단위 실제증발산량을 산정할 수 있도록 강수량에서 유출량을 감한 값과 저류변화량간의 선형의 관계식을 제시하였다.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2011년도 전기공동학술대회 논문집
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• pp.277-277
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• 2011

본 논문은 $CO_2$ 히트펌프용 모세관의 기초 설계자료를 제공하기 위해서 모세관 길이 예측에 대해서 이론 및 실험적으로 조사하였다. 본 연구에서 고려된 작동변수로는 증발온도, 가스냉각기 냉각압력, 냉매유량, 모세관의 관경 등이다. 몇몇연구자들의 자료를 바탕으로 $CO_2$ 모세관 길이를 예측할 수 있는 수학적 모델식을 작성하였다. 그리고 단열 모세관 팽창장치내 $CO_2$의 증발온도, 냉매유량, 냉각압력 등에 대해서 실험한 결과, Fig. 1에 나타낸 것처럼, 모세관 길이가 증가할수록 증발온도는 감소하는 것을 알 수 있다. 그리고 증발온도에 대한 실험값과 예측값의 비교 결과, 실험값이 예측값보다 약간 높게 나타났다. $CO_2$냉매가 모세관내를 통과할 때 플래쉬 가스(flash gas)의 발생으로 인해 액상의 양보다 기상의 양이 많아지고 액상의 압력강하보다 기상의 압력강하가 휠씬 더 크기 때문이다. 또한 증발온도에 대한 실험값과 예측값은 6.5~9.9% 이내에서 좋은 일치를 보였다. Fig. 2에 나타낸 것처럼, 모세관 길이가 증가할수록 냉매유량은 감소하는 것을 알 수 있다. 이는 전술한 바와 같이 모세관 길이가 증가할수록 냉매 압력강하가 더욱더 증가하기 때문이다. 그리고 냉매유량에 대한 실험값과 예측값의 비교 결과, 실험값이 예측값보다 약간 높게 나타났다. 이는 전술한 증발온도와 동일한 이유로 실제 $CO_2$냉매가 모세관내를 통과할 때 플래쉬 가스의 발생량이 많아지기 때문이다. 또한 냉매유량에 대한 실험값과 예측값은 0.64~10.9% 이내에서 좋은 일치를 보였다. Fig. 3에 나타낸 것처럼, 모세관 길이가 증가할수록 냉각압력은 증가하는 것을 알 수 있다. 이는 증발온도가 일정한 경우 모세관 길이가 증가할수록 냉매유량이 감소하여 압축기 토출측 온도(압력)가 상승하기 때문이다. 그리고 냉각압력에 대한 실험값과 예측값의 비교 결과, 실험값이 예측값보다 약간 낮게 나타났으며 실험값과 예측값은 1.04~3.7% 이내에서 좋은 일치를 보였다. 따라서 본 연구에서는 수송기계용 $CO_2$ 열펌프 단열 모세관에 대한 기초설계 자료로서, 냉각압력, 증발온도, 모세관 직경, 냉매유량 등의 조건으로부터 모세관 길이를 계산해낼 수 있는 예측 상관식을 제안하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.906-918
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• 2012

본 연구에서는 천연가스 및 냉매를 구성하고 있는 성분들에 대한 증기압, 증발잠열, 액상의 밀도 및 이성분계 기액 상평형을 추산하는데 있어서 GERG-2004 모델식과 Peng-Robinson(PR) 상태방정식을 서로 비교하였다. 비교결과 GERG-2004모델식은 액상의 밀도 추산에 있어서 PR 상태방정식에 비해 정확성이 높았으나, 기액 상평형 추산에 대한 정확성은 오히려 낮았다. 한편, PR 상태방정식에서 Costald 상관 관계식을 사용하여 액상의 밀도를 추산한 경우에는 실험값과 오차율이 1% 이내로써 GERG-2004 모델식을 사용한 추산 결과와 거의 차이가 없었으며, 증기압과 증발 잠열의 추산은 GERG-2004모델식과 PR 상태방정식이 거의 유사한 결과를 나타냄을 알 수 있었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제11권2호
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• pp.93-100
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• 2002

본 연구에서는 포그냉방시스템을 수치적으로 시뮬레이션하기 위한 CFD 모델을 개발하였으며, 포그냉방온실에서 측정된 데이터에 의해 개발된 모델의 유효성을 검증하였다. 또한 분무수온, 분무수량, 분무정지시간과 분무입자의 증발률이 포그냉방시스템의 성능에 미치는 영향을 알아보기 위해 개발된 모델을 적용하였다. 시뮬레이션 결과에 의하면, 각 측점에서 실측치와 예측치의 온도차가 무차광조건에서는 $0.1~1.4^{\circ}C$, 차광조건에서는 $0.2~2.3^{\circ}C$였으며, 상대습도차는 무차광조건에서는 0.3~6.0%, 차광조건에서는 0.7~10.6%였다. 예측치가 실측치와 비교적 잘 일치하는 것으로 나타나 개발된 모델이 포그냉방시스템의 냉방효과를 예측할수 있는 것으로 판단된다. 포그냉방시스템 성능은 분무수량, 분무정지시간과 분무입자의 증발률의 영향을 많이 받지만 분무수온의 영향은 받지 않는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권11호
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• pp.1111-1117
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• 2011

본 연구에서는 비선형회귀모델을 이용한 히트펌프시스템에서의 고장감지 및 진단 알고리즘을 개발하였다. 히트펌프시스템에 발생할 수 있는 다양한 고장요소 중, 열교환기 고장에 대한 연구를 수행하였다. 해석 식을 바탕으로 제작한 모델을 이용하여 총 4가지 작동 모드(무고장, 증발기 고장, 응축기 고장, 응축기와 증발기 고장)에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 고장감지 및 진단 알고리즘을 개발하기 위해 무고장모드에서의 데이터를 바탕으로 각 열교환기의 과열도 또는 과냉도를 예측할 수 있는 비선형회귀모델을 제시하였다. 고장감지 및 진단 알고리즘은 이 비선형회귀모델을 바탕으로 예측한 열교환기에서의 과열도 또는 과냉도 값과 시뮬레이션 값을 비교하여 그 차이의 정도에 따라 각 열교환기의 고장을 감지 및 진단하도록 하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제20권2호
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• pp.78-82
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• 2011

온실의 환기설계 기준 설정 및 단동 플라스틱 온실의 원형 천창 설치 가이드라인 제정을 위한 기초자료를 제공할 목적으로 천창이 설치된 토마토 재배 단동 온실에서 환기실험을 통하여 자연환기 성능을 분석하고, 열평형 모델을 이용하여 온실 재배 토마토의 증발 추정하였다. 직경 60cm의 원형 천창을 지붕의 중앙에 8m 간격으로 설치한 단동온실의 자연환기 성능을 실험한 결과 환기회수는 분당 0.02~0.32회(평균 0.17회 $min^{-1}$)의 범위를 보여 상당히 낮은 것으로 나타났다. 그러나 상업용 온실의 권장환기율과 비교하면 6m 간격으로 설치할 경우에는 봄이나 가을철에 필요한 환기량을 충족할 수 있을 것으로 판단되며, 여름철 권장환기를 위해서는 2m 정도의 간격으로 설치한 해야만 가능할 것으로 판단되므로 광투과를 저해하지 않으면서 지붕의 개구면적을 확대할 수 있는 방안을 찾아야 할 것으로 생각된다. 실험에 사용한 단동 온실은 인접 동 간격이 1.2m에 불과한 밀집된 단지 내에 위치하고 있어서 측창 주변의 외부 풍속이 최대 $0.9m{\cdot}s^{-1}$(평균 $0.4m{\cdot}s^{-1}$에 불과하고 풍력에 의한 환기효과를 기대하기가 어려웠다. 환기량과 풍속 및 실내외 온도차와의 관계를 비교 분석해 본 결과 중력환기가 우세함을 확인 할 수 있었다. 본 환기실험 자료를 온실의 환기설계를 위한 열평형모델에 적용하여 증발산계수를 추정해 본 결과 0.39~0.85의 범위(평균 0.62)를 보였고, 다른 연구자들이 제시하는 일반적인 온실의 설계 권장 값과 유사한 경향을 나타냈다. 따라서 토마토 재배 단동 플라스틱 온실의 환기설계에서 증발산계수는 0.6 정도를 사용하면 적당할 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권11호
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• pp.705-715
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• 2016

본 연구의 목적은 에어컨 사이클 성능해석에 있다. 응축기, 증발기, 팽창밸브 및 압축기는 냉동사이클을 구성하는 핵심요소이다. 사이클의 개별적인 구성요소들에 대한 해석 기법들을 합리적으로 통합하여 다양한 운전조건에서 에어컨 시스템 성능예측이 가능하도록 하였다. 응축기 압력은 압축기 질량유량과 팽창밸브 유량이 일치하도록 반복계산에 의해 획득되며, 증발기 압력은 목표 흡입과열도가 획득되도록 압축기 흡입엔탈피를 반복계산에 의해 획득되었다. 더 나아가서 복수 실내기를 장착한 에어컨 시스템의 성능이 예측될 수 있도록 알고리듬들이 마련되었으며, 이들 모델들에 대한 해석결과를 제시하였다. 소프트웨어의 정확성은 실험결과에 의해 증명 되었다. 특히, 8.3 kW급 모델의 실험결과와 비교함으로써, 소프트웨어의 정확성이 다양하게 검정되었다. 해석결과로써, 정확성은 대체적으로 10% 이내에 있는 것으로 확인되어 우수한 신뢰성이 확보되었다.

• 멤브레인
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• 제13권4호
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• pp.257-267
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• 2003

반응성 페놀수지 폐액을 처리하기 위해 중공사막 모듈을 이용한 투과증발 막 탈수공정을 연구하였다. 이 공정의 거동을 예측하기 위한 모사모델을 확립하였고 여기에 사용되는 중요 기본 파라메타들을 평판형 막을 사용하여 직접 구하여 사용함으로써 공정모사의 정확성을 얻을 수가 있었다. 이들을 모사치와 중공사 투과증발 막으로 부터 직접 측정한 각 투과특성들을 비교한 결과 서로 잘 일치함을 보여 본 모사모델의 타당성을 입증하였다. 사용된 중공사막은 중공사 안쪽에 활성층이 도포되어 있으며 공급액은 중공사 내부로 공급하였다. 공급액의 막내에서의 흐름속도에 따라 온도분포가 결정되며 이에 따라 막 투과특성이 달라짐을 모사결과로부터 얻을 수가 있었다. 공급액 온도증가는 막을 통한 탈수 투과 속도를 증가시킬 뿐 아니라 반응속도 증가로 인하여 물 생성속도도 증가시킴으로써 공급액 저장조 내의 수분 함량은 이들 상반된 공정들에 의해 결정이 됨을 보였다. 투과압력이 공급액 증기압보다 훨씬 작은 범위에서 증가할 경우 투과추진력인 공급액과 투과부의 투과물 활성도비 감소가 크지 않아 투과특성을 약간 저하시킨다. 그러나 투과압력이 공급액의 증기압에 접근할 경우 활성도비 감소가 현저하게 일어나 투과특성저하가 급격히 일어난다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.50-50
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• 2023

농업용수는 우리나라 수자원 사용량 중 약 61%를 차지하고 있으며, 효율적인 수자원 관리를 위한 핵심적인 관리목표 중 하나이다. 논으로 공급되는 관개용수는 필지에서의 증발산량 및 침투량과 용배수로를 통한 자연적 및 인위적인 배수량으로 소비된다. 관개회귀수량 (irrigation return flow)은 관개를 통해 농경지에 공급된 수량 중 증발산에 의해 소비되지 않고 침투 또는 배수 등을 통해 하천으로 회귀되는 수량이다. 관개회귀수량 및 회귀율은 농업용수 물순환 관리에 중요한 역할을 하며, 관개용수 사용량 결정, 합리적인 용수의 공급과 수요 관리계획 및 수질 관리계획 등에 중요한 요소로 작용한다. 하지만, 기상, 작물, 토양 등의 물리적 요소와 농업용수 공급량, 물꼬 조절, 담수심 관리 방식 등 인위적 요소의 영향을 동시에 받기 때문에 그 기작이 복잡한 특징을 갖는다. 따라서, 합리적인 수자원 개발 계획 및 관리를 위해 정확한 관개회귀수량 추정 연구가 필수적이다. 본 연구에서는 전국 4대강 (한강, 금강, 낙동강, 영산강·섬진강) 권역 중심의 9개 대상지구를 선정하였으며, EPA-SWMM (Environmental Protection Agency-Storm Water Management Model) 모델 기반 수로 네트워크 모의를 활용한 수원공 단위 관개회귀수량을 산정하고자 한다. EPA-SWMM 모의 시 공급량은 농업기반시설관리시스템 (Rural Infrastructure Management System, RIMS) 저수율 자료와 수원공 단위용수량을 활용하였으며, 모의결과 시점부 공급량 및 배수량과 강수량, 증발산량 및 침투량을 활용하여 신속회귀수량과 지연회귀수량을 추정하였다. 본 연구 결과는 최적 농업용수 공급방안에 대한 기초자료 구축에 활용 가능할 것으로 사료된다.