• 제목/요약/키워드: Aerodynamic Plant

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LNG 플랜트용 프로판 냉매 원심압축기의 공력설계 및 전산해석적 연구 (Aerodynamic Design and Numerical Study of a Propane-Refrigerant Centrifugal Compressor for LNG Plant)

  • 박주훈;이원석;신유환;김광호;이윤표;정진택
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제35권8호
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    • pp.781-787
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    • 2011
  • 본 연구에서는 4단으로 구성된 LNG 플랜트용 프로판 냉매 원심 압축기 각 단의 설계점에 대해 상용 코드를 이용하여 공력설계를 하였다. 1차원 공력 설계 결과와 3차원 유로 형상의 타당성은 유동해석을 통해 확인하였다. 특히 입구전압이 높고 회전수가 큰 4단 압축기 임펠러의 유로와 베인리스 디퓨저 내부 유동에 대한 속도장, 압력장 및 엔트로피 등의 유동특성에 대해 고찰하였고, 아울러 익단 간극이 유동장에 미치는 영향에 대해서도 알아보았다. 본 연구 결과는 프로판 냉매 압축기의 시스템 제작에 활용될 것이며 추후 실제 실험결과와 비교하고자 한다. 향후 설계된 프로판 냉매압축기에 대한 LNG 플랜트에서의 실증시험을 통해 구체적인 설계결과에 대한 평가 및 설계 개선이 이루어지리라 생각한다.

인공광하에서 공정육묘 개체군상의 공기력학적 저항 및 확산계수 (Aerodynamic resistance and eddy diffusivity above the plug stand under artificial light)

  • 김용현;고재풍수
    • 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
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    • 한국생물환경조절학회 1996년도 심포지움 및 학술논문발표요지
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    • pp.76-80
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    • 1996
  • 공정육묘는 기후의 영향을 쉽게 받는 자연광하에서 대부분의 생산이 이루어지기 때문에 계획적인 묘생산이 어렵게 된다. 향후 식물공장(Plant factory) 또는 폐쇄생태계생명유지시스템(Controlled ecological life support system, CELSS)과 같이 폐쇄도가 높은 식물생산 시스템에서는 식물종묘 생산의 대부분이 인공광을 이용한 조건에서 이루어질 것으로 예상된다. (중략)

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직렬 배치된 두 부유체에 작용하는 조류력 및 풍력 특성에 관한 수치해석 연구 (Numerical Study of Current and Wind Forces Acting on Two Floating Bodies in Tandem Configuration)

  • 홍장표;남보우;윤경원;김영식;성홍근
    • 한국해양공학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.378-386
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    • 2014
  • In this study, the characteristics of the current and wind forces acting on two floating bodies were numerically investigated using a commercial CFD software, STAR-CCM+. In the numerical analyses, LNGC was located right behind FSRU under uniform current or wind conditions. Steady calculations were carried out using a Reynolds averaged Navier-Stokes (RANS) solver and the realized k-epsilon model. First, the current coefficients of FSRU based only the CFD were compared with the model test data. Through this comparison, the present numerical models and mesh systems were indirectly verified. Next, computations for FSRU and LNGC in a uniform current were performed using different relative positions. It was found that the current coefficients were great affected by the longitudinal positions. Finally, the wind forces acting on FSRU and LNGC in tandem configurations were studied. The focus was on the shielding effects due to the aerodynamic interactions between FSRU and LNGC.

압전 작동기를 이용한 유체 유기 진동의 능동 제어 (Active Control of Flow-Induced Vibration Using Piezoelectric Actuators)

  • 한재홍
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2003년도 추계학술대회논문집
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    • pp.446-451
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    • 2003
  • This paper presents some examples of active control of flow-induced vibration using piezoelectric actuators. The flutter phenomenon, which is the dynamic instability of structure due to mutual interaction among inertia, stiffness, and aerodynamic forces, may cause catastrophic structural failure, and therefore the active flutter suppression is one of the main objectives of the aeroelastic control. Active flutter control has been numerically and experimentally studied for swept-back lifting surfaces using piezoelectric actuation. A finite element method, a panel aerodynamic method, and the minimum state space realization are involved in the development of the governing equation, which is efficiently used for the analysis of the system and design of control laws with modern control framework. The active control suppressed flow-induced vibrations and extended the flutter speed around by 10%. Another representative flow-induced vibration phenomenon is the oscillation of blunt bodies due to the vortex shedding. In general, it is quite difficult to set up the numerical model because of the strong non-linearity of the vortex shedding structure. Therefore, we applied adaptive positive position feedback controller, which requires no pre-determined model of the plant, and successfully suppressed the flow-induced vibration.

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Performance assessment of HEPA filter against radioactive aerosols from metal cutting during nuclear decommissioning

  • Lee, Min-Ho;Yang, Wonseok;Chae, Nakkyu;Choi, Sungyeol
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제52권5호
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    • pp.1043-1050
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    • 2020
  • Radioactive aerosols are produced during the cutting of contaminated and activated metals. They must be collected and removed by a high-performing filtration system before releasing to the environment from the decommissioning workplace. The filtration system requires regular replacement to ensure the sufficient removal of radioactive aerosols because its filtration efficiency gradually decreases. This study evaluates the efficiency and lifetime of filters while cutting metals by using a plasma arc cutter. Particularly, this study considers the aerodynamic diameter distribution of number and mass concentrations for aerosols from 6 nm to 10 ㎛ when evaluating the performance of filters. After 20 time reuses for cutting operation performed in a cutting chamber, the removal efficiency is reduced from over 99 to below 93% at 2 ㎛. The results are used to analyze the lifetime of filters, the frequencies of their replacements, and impact on internal radiation dose.

Simulating Ammonia Volatilization from Applications of Different Urea Applied in Rice Field by WNMM

  • Park, Ki-Do;Lee, Dong-Wook;Li, Yong;Chen, Deli;Park, Chang-Young;Lee, Young-Han;Lee, Chang-Hoon;Kang, Ui-Gum;Park, Sung-Tae;Cho, Young-Son
    • 한국작물학회지
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    • 제53권1호
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    • pp.8-14
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    • 2008
  • Ammonia ($NH_3$) volatilization from a silty clay loam paddy soil applied with non, straight urea, and coated urea, respectively, under transplanting in Milyang, Korea from 2002 and 2003 was simulated by a Water and Nitrogen Management Model (WNMM). Based on the data from the in-situ measurements, $NH_3$ volatilization during the rice growth was 6.04% and 1.46% of the applied nitrogen (N) from straight urea and coated urea, respectively. The bulk aerodynamic approach in WNMM satisfactorily predicted the difference in $NH_3$ loss during the given rice growing seasons from the two urea fertilizers. $R^2$ for the correlation between the predicted and observed NH3 loss during the calibration year (2002) was 0.53 less than 0.68 of the application year (2003). This difference could be due to the weather condition such as heavy rainfall and temperature during the calibration year.

Wind-sand coupling movement induced by strong typhoon and its influences on aerodynamic force distribution of the wind turbine

  • Ke, Shitang;Dong, Yifan;Zhu, Rongkuan;Wang, Tongguang
    • Wind and Structures
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    • 제30권4호
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    • pp.433-450
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    • 2020
  • The strong turbulence characteristic of typhoon not only will significantly change flow field characteristics surrounding the large-scale wind turbine and aerodynamic force distribution on surface, but also may cause morphological evolution of coast dune and thereby form sand storms. A 5MW horizontal-axis wind turbine in a wind power plant of southeastern coastal areas in China was chosen to investigate the distribution law of additional loads caused by wind-sand coupling movement of coast dune at landing of strong typhoons. Firstly, a mesoscale Weather Research and Forecasting (WRF) mode was introduced in for high spatial resolution simulation of typhoon "Megi". Wind speed profile on the boundary layer of typhoon was gained through fitting based on nonlinear least squares and then it was integrated into the user-defined function (UDF) as an entry condition of small-scaled CFD numerical simulation. On this basis, a synchronous iterative modeling of wind field and sand particle combination was carried out by using a continuous phase and discrete phase. Influencing laws of typhoon and normal wind on moving characteristics of sand particles, equivalent pressure distribution mode of structural surface and characteristics of lift resistance coefficient were compared. Results demonstrated that: Compared with normal wind, mesoscale typhoon intensifies the 3D aerodynamic distribution mode on structural surface of wind turbine significantly. Different from wind loads, sand loads mainly impact on 30° ranges at two sides of the lower windward region on the tower. The ratio between sand loads and wind load reaches 3.937% and the maximum sand pressure coefficient is 0.09. The coupling impact effect of strong typhoon and large sand particles is more significant, in which the resistance coefficient of tower is increased by 9.80% to the maximum extent. The maximum resistance coefficient in typhoon field is 13.79% higher than that in the normal wind field.

탈질 설비 내 안내 깃의 기하학적 형상에 따른 공력 성능에 대한 전산 해석적 연구 (A CFD Study on Aerodynamic Performances by Geometrical Configuration of Guide Vanes in a Denitrification Facility)

  • 이창식;김민규;안병희;정희택
    • 청정기술
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    • 제28권4호
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    • pp.316-322
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    • 2022
  • 선택적 촉매환원 시스템 내 촉매 층 입구의 흐름 패턴은 탈질 설비의 성능에 영향을 미치는 주요한 특성 중 하나이다. 암모니아 주입 그리드와 촉매 층 사이의 곡확산부에는 유동 균일성을 개선하기 위해 안내 깃이 설치된다. 본 연구에서는 대형 석탄 화력 발전소의 선택적 촉매환원 시스템을 적용 대상으로 하여 안내 깃의 기하학적 구성이 탈질 설비의 공기역학적 특성에 미치는 영향을 조사하기 위해 수치 해석을 수행하였다. 해석할 유동장은 암모니아 주입구의 출구부터 촉매 층 출구까지의 유동이 흐르는 전 영역을 포함한다. 3차원 정상상태, 점성 유동장을 해석하기 위해 상용 소프트웨어인 ANSYS-Fluent을 사용하여 유동 특성에 맞는 적절한 난류 모델을 적용하였다. 유동장 내부의 속도 및 압력 강하의 루트 평균 제곱을 주요 성능 매개변수로 선택했다. 현재 운용 중인 설비와 비교하여 흐름 품질을 개선하기 위해 4가지 유형의 안내 깃이 제안되었다. 해석 결과, 4번째 형상이 유동 균일성과 압력 등 관점에서 가장 좋은 공력 성능을 나타내었다.

경사형 진동수주 파력발전장치의 비선형 터빈효과의 분석 (Analysis for Nonlinear Turbine Effect of Inclined OWC Wave Energy Converter)

  • 김정석;남보우;박세완;김경환;신승호;홍기용
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2018년도 추계학술대회
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    • pp.59-60
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    • 2018
  • 진동수주형 파력발전장치는 수주, 터빈, 발전기 그리고 전력변환 장치 등이 연계된 복잡한 물리적인 특성을 나타낸다. 본 연구는 1/4 스케일의 모형시험을 통해 진동수주와 터빈의 물리적인 관계의 도출에 중점을 두고 있다. 진동수주실과 연성된 터빈의 공력특성은 오리피스를 활용하여 모사하였다. 진동수주실 성능평가에 핵심요소인 터빈효과는 오리피스를 통과하는 유속과 압력강하로 대표할 수 있다. 진동수주형 파력발전장치의 터빈효과는 모형시험에서 계측된 유속과 압력강하로부터 비선형적인 관계를 갖는 것을 확인하였다.

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10MW급 부유식 파력-해상풍력 연계형 발전 시스템의 다수 풍력터빈 배치 설계 및 성능 평가 (Arrangement Design and Performance Evaluation for Multiple Wind Turbines of 10MW Class Floating Wave-Offshore Wind Hybrid Power Generation System)

  • 박세완;김경환;이강수;박연석;오현석;신형기;홍기용
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.123-132
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    • 2015
  • 본 연구에서는 10 MW급 부유식 파력-해상풍력 연계형 발전시스템에 설치되는 다수 풍력발전기의 배치 설계를 수행하고, 전산유체역학 해석기법을 통해 다수 풍력발전기의 성능을 평가하였다. 날개요소운동량이론을 기반으로 한 풍력발전 단지 설계용 프로그램 WindPRO를 이용하여, 발전시스템의 적지 환경 풍황조건에 대해 최대에너지를 생산할 수 있는 배치 설계를 도출하였고, ANSYS CFX를 이용하여 다수 풍력발전기간의 후류 간섭영향을 발전기 성능 측면에서 검토하여, 근거리 다수 풍력발전기간의 후류 간섭이 시스템에 미치는 영향을 평가하였다.