• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.407-416
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• 2007

가스터빈에서 연료 분무 노즐은 연소 특성에 영향을 미치는 중요한 부품이다. 스월 분무 장치를 설계하기 위하여 유량과 분무액적 평균 직경을 설계변수로 정하고 연료 분무 노즐의 최적화를 수행하였다. 설계변수는 이중 노즐의 실험값들을 비교하여 중요한 영향을 미치는 변수로 선정하였다. 민감도는 유량과 분무액적 평균 직경의 변화에 따른 값을 사용하였다. 이중 오리피스형 스월 분무장치의 형상 최적설계를 통하여 유량의 미립화를 높이도록 연구하였다. 최적설계를 위하여 실험 계획법을 이용하였으며, 영향을 적게 미치는 설계변수들은 설계대상에서 제외하였다. 분무 노즐의 분무액적 평균 직경을 사용한 결과는 Jasuja의 액적 평균 이론을 이용하여 도출된 결과와 유사함을 알 수 있었다. 연구 결과는 이중 오리피스형스월 분무장치와 이와 비슷한 종류의 노즐 최적화를 위한 특성을 파악하고 최적의 유량과 허용 공차를 제시하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 추계학술논문집 1부
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• pp.318-321
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• 2011

한국은 급격한 고령화가 진행 중에 있다. 세계적으로도 유례가 없는 급격한 고령화에 노인시설 및 병원에서 생활하는 고령자의 수 역시 증가하고 있는 추세이다. 시설이나 병원에서 고령자의 샤워수발은 수발자에게는 매우 힘든 노동이 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 샤워 수발자의 불편함을 해소할 수 있는 와상형 자동 샤워링 시스템을 개발하는 것을 연구목적으로 한다. 와상형 자동 샤워링 시스템을 개발하기 위하여 본 연구에서는 기존 국외제품의 노즐위치 문제점을 분석하고, 수발자의 수발행위가 최적화될 수 있는 최적노즐위치 구현을 위한 샤워링 테스트, 샤워링시뮬레이션 등을 사용하여 최적노즐위치를 구현하였다. 또한 적은 노즐 수로 넓은 범위를 효과적으로 세정할 수 있는 스윙노즐을 개발하여 시제품에 적용하였다. 샤워링 테스트의 노즐위치 최적화결과를 샤워링 시뮬레이션에 적용하여 노즐위치 및 분사각의 최적화를 수행하였고, 이를 실제 시제품 설계에 적용하였다. 본 연구에서는 와상형 샤워링 시스템의 개발에 있어 사용자의 수발부담을 경감할 수 있는 가장 중요한 설계요소를 노즐위치 및 분사각으로 정의하고, 노즐위치 및 분사각도의 최적화를 중심으로 와상형 자동샤워링 시스템 개발 연구를 수행하였다. 본 연구의 사용자 중심 제품개발과정은 앞으로 다양한 고령친화제품을 개발하는데 있어 수발자의 부담을 감소시키고, 고령사용자의 자립생활을 지원하는데 있어 적용 가능할 것으로 사료된다.

• 에너지공학
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• 제18권4호
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• pp.258-263
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• 2009

고농도의 페수처리를 위한 분사식 환형회로 반응조(Jet Loop Reactor)는 폭기조 내에 분사 노즐을 장착하여 기질과 주위 박테리아 사이의 산소전달을 촉진시키는 최신 설계기법이다. 본 연구에서는 분사식 환형회로 반응조의 최적 설계를 위해 이상제트 유동을 해석하였다. 반응조 내에서 폐수의 원활한 순환을 위해 요구되는 노즐 출구에서의 최소 속도가 존재하고 또한 유도관의 최적 위치와 직경의 크기에 따른 순환정도를 분석 하였다. 공기입자의 크기가 작을수록 반응조 내의 혼합효과가 증가하는 것을 알았고 이상 유동내의 난류유동과 혼합특성의 관계를 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권8호
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• pp.813-821
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• 2015

본 논문에서는 배치식 살균기의 문제점을 분석하여 연속 살균기를 모델링하고 설계하였으며 온도편차를 제어하였다. 살균기의 노즐 직경, 홀 직경, 노즐 길이 등의 설계 파라미터를 이용하여 온도를 해석하였다. 살균기의 온도편차에 중요한 노즐 직경, 제트박스의 직경, 노즐의 홀 피치 등의 설계 파라미터를 반응표면분석법에 의하여 최적화하였다. 그리고 본 연구에서 제안한 설계 파라미터를 이용하여 살균기의 실험장치를 개발하여 온라인으로 테스트를 실시하였다. 온라인 테스트 결과 목표온도까지 상승하는데 약 7.3 min 소요되었고 온도편차는 약 $0.84^{\circ}C$로 양호하였으며 해석적으로 최적화를 실시한 결과와 동일한 최적조건을 도출하였다.

• 기계저널
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• 제35권1호
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• pp.36-45
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• 1995

주노즐내의 공기제트의 효율을 높이기 위해, 주노즐 제트 속도는 높을수록 높은 마찰력을 초래 하여 위사의 속도를 증가시킨다. 가속관의 길이가 증가하면 노즐출구에서의 공기의 속도와 난 류가 감소하며; 가속관의 직경이 증가할 때에는 공기속도가 감소하며 난류는 증가한다. 탱크압력, 가속관의 길이 등 유동조건에 따라 유동은 니들 끝과 가속관 출구에서 이중 초크(M=1)가 발 생할 수 있다. 에어가이드 직경과 노즐직경의 그 비율이 클수록 제트에 의한 유동의 비말동 반(entrainment)이 크게 된다. 실제 노즐직기내의 유동은 위사를 동반한 유동이므로 위와 같은 정성적인 설명에 위사의 물성치에 따른 고려를 반드시 하여야만 한다. 현장에서의 노즐설계는 노즐형상 자체의 영향은 물론 각종 위사의 물성치에 맞는 압축공기 압력 최적조건이 무엇인가를 찾는 일도 매우 중요하다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권6호
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• pp.18-28
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• 2016

듀얼 벨 노즐을 평가하기 위한 기초연구로써 전산수치해석을 진행하였다. 추후 진행할 설계 변수 연구를 위해 듀얼 벨 노즐을 설계하고 입구 조건과 난류 모델, 최적 격자수를 선정하였다. 듀얼 벨 노즐은 KSLV-II 1단 노즐을 기반으로 설계하였다. 입구 조건은 설계 값과의 비교를 통해 비반응 8화학종의 동결유동 모델로 결정하였다. 난류 모델은 SST $k-{\omega}$ 모델이 가장 적합하였다. 격자 민감도 해석을 통해 약 15만개의 최적 격자수를 선정하였다. 본 연구에서 결정한 내용들을 바탕으로 향후 한국형발사체에 듀얼 벨 노즐을 적용한 해석을 진행하여 성능 이득을 연구하고자 한다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 추계학술발표회논문집(1)
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• pp.171-176
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• 1996

증기발생기 노즐댐작업은 고방사선 구역에서의 극한작업으로서 로봇이 이 작업을 성공적으로 수행하기 위해서는 로봇을 증기발생기 수실 내부로 자동으로 입실시켜 노즐댐 장/탈착 작업시 로봇의 플랫포옴 역할을 담당함과 동시에 작업 완료후 로봇을 수실 외부로 회수하는 장치인 로봇 입/퇴실장치의 개발이 필수적이다. 본 연구에서는 증기발생기 노즐 댐작업용 로봇시스템 개발을 위하여 로봇 입/퇴실장치의 최적설계를 위한 기구학 해석을 수행하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.613-617
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• 2011

한국항공우주연구원은 비행시험용 스크램제트 엔진의 최적 형상을 도출을 목표로 추력 노즐 변화에 따른 스크램제트 엔진의 특성을 파악하고자 여러 가지 형상의 추력 노즐을 설계 및 제작하였다. 성능시험은 호주 University of Queensland의 T4 충격파 터널에서 수행되었으며, 총 8종의 노즐과 2 종의 측벽이 시험되었다. 본 논문에는 스크램제트 엔진의 추력 노즐과 측벽의 설계 및 사양을 정리하였다. 또한 스크램제트 엔진 Baseline의 정압력과 노즐 출구 피토 압력 분포를 계산한 결과 양의 비추력을 얻었음을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제12권6호
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• pp.21-29
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• 2008

본 연구에서는 부분분사에서 작동하는 소형 축류형 터빈에서, 중요한 설계변수인 노즐에서의 출구유동각과 동익에서의 현절비를 변경하였을 때 발생되는 성능변화에 대하여 실험적인 연구를 수행하였다. 성능시험에 사용된 터빈은 단단으로 구성되며 로터의 평균반경은 35mm였다. 실험에서 최적의 설계변수를 찾기 위하여 세 가지의 현절비와 네 가지의 노즐에서의 출구유동각을 적용하였다. 터빈에서의 전체적인 성능평가를 위하여 총비출력으로 비교하였으며, 부분분사율이 3.4%인 경우에 동익에서의 현절비가 2.18일 때 최고의 성능이 얻어졌다. 이 값은 전분사 시에 적용되는 최적의 현절비에 비하여 74%나 증가한 결과이다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1999년도 제13회 학술강연논문집
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• pp.22-22
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• 1999

로켓의 노즐의 확대부와 같은 내열특성 증진이 필요한 곳에 주로 적용되어온 Involute 구조는 얇은 두께의 fabric 프리 프레그룰 일정한 패턴에 맞추어 재단한 후 적층하여 제작되어진다. 이렇게 제작된 노즐 확대부와 같은 구조물은 내삭마 및 구조 특성이 향상되고, 적층 및 성형 중 발생하는 링클과 보이드도 많이 예방할 수 있는 장점을 가진 것으로 알려져 있다. 이와 같은 장점 때문에 60년대부터 제작되어 노즐 확대부에 적용되어온 Involute 구조는 기하학적 복잡성으로 인해서 본질적으로 구조물의 비등방성 및 비균질성을 수반하게 되며, 이에 따른 열 및 구조해석의 어려움이 존재하게 된다. 70년대 Pagano에 의해서 그 기하학적복잡성이 수학적으로 규명되기 시작하여 80년대 가장 활발한 구조해석이 수행되어 노즐의 설계에 적용되었으며, 90년대 들어와서는 비선형 해석 및 최적설계 기법을 도입한 Involute 구조물의 기하학적 형상 및 구조적 최적화가 진행되고 있다. 하지만 국내에서는 아직까지 Involute 구조의 구조해석이 생소한 분야로서, 앞에서 언급한 일련의 진행 과정과 특징 등을 요약 및 정리할 필요가 있다 따라서, 본 발표는 비등방성 및 비균질성의 Involute 구조물에 대한 구조해석 기법들을 파악하고 그 적용 방법을 생각해 보고자 한다.