• 대한기계학회논문집B
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• 제39권3호
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• pp.261-269
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• 2015

본 연구에서는 전산유체역학 상용 코드를 이용하여 곡유로 채널형 수소 개질기에 대한 수치 해석적 연구를 수행하였다. 상용코드에서 제공하는 연소모델의 사전 검증을 위하여 원통 채널형 개질기 형를 가지는 선행연구모델(23)에 대한 수치해석을 선행하여 수행하였고, 95% 이상 일치하는 결과를 얻을 수 있었다. 선행연구모델의 수치해석을 통해 연소모델에 대한 해석 타당성검증이 완료된 후, 반응기 형태 변화가 메탄올 전환율과 수소생성에 미치는 영향을 파악하여 기존보다 유로의 길이가 증가한 곡유로 채널형 개질기를 설계하고, 유량조건($10/15/20{\mu}l/min$)을 변수로 수치해석을 수행하였다. 그 결과 원통 채널형 개질기와 곡유로 채널형 개질기에서 발생하는 유동 특성 및 물질전달 특성을 파악할 수 있었고, 그리고 유량에 따른 메탄올 전환율 및 수소 생성에 관한 유용한 정보를 얻을 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권4호
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• pp.437-442
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• 2013

마찰을 크게 줄임과 동시에 신뢰성을 향상시키기 위하여 평행 스러스트 베어링, 메카니컬 시일과 피스톤링 등과 같은 기계부품에 표면가공방법이 최근에 적용되고 있다. 본 논문에서는 상용 전산유체역학 S/W인 FLUENT를 사용하여 반구형 미세딤플이 등간격으로 배치되어 있는 슬라이더 베어링의 윤활특성을 조사하였다. 미세딤플의 직경과 수에 따라서 압력분포, 지지하중, 누설유량과 마찰력은 아주 크게 변화하였다. 특히, 딤플의 밀도증가에 따라서 지지하중과 마찰력은 거의 선형적으로 감소하는 반면에 누설유량은 급격하게 증가하였다. 본 논문의 결과는 각종 미끄럼 베어링의 윤활성능을 향상시키기 위한 최적 딤플설계에 사용할 수 있으며, 추가적인 연구가 요구된다.

• 에너지공학
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• 제19권3호
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• pp.156-162
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• 2010

국내 미분탄 보일러의 로내 공기량 공급에 따른 연소특성 분석을 위한 3차원 전산해석 연구를 수행하였다. 보일러 연소해석 해석 결과의 건전성 검증을 위하여 보일러 출구, 즉 절탄기 후단에서의 가스 온도,$O_2$, NO, SOx 농도를 발전소의 실제 운전데이터와 비교하였다. 검증된 해석 결과를 기준조건으로 SOFA(Separated Over Fire Air)와 CCOFA(Closed Coupled Over Fire Air)에서의 연소 공기량을 변화시킨 경우 보일러내 NOx와 가스 온도 분포를 중심으로 각각의 경우를 비교하였다. 본 연구를 통하여 CCOFA보다는 SOFA 공기량의 변화에 따라 NOx 농도의 민감도가 더 큰 것을 알 수 있었으며 대류 전열부의 전열관군에서의 온도 분포가 다르게 나타나고 있어 가스온도 편차 방지를 위한 연소조정이 필요함을 알 수 있었다.

• 한국의류학회지
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• 제36권10호
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• pp.1050-1057
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• 2012

This study helps develop a cool body armor that maintains a tight-fit configuration to the body surface and evaluates the performance of newly developed body armor in a wear test. Three types of body armor were used for evaluation. One was a tight fitting body armor that was constructed to improve the degree of fit and ease of movement for Korean soldier using 3D technology. Another was ventilating body armor with attached spacers on the shoulder to reduce the thermal stress on the soldier. The third was a prevailing body armor produced by a Korean body armor company. In order to evaluate the performance of the body armor, a human wear test, a thermal mannequin test, and computational fluid dynamics (CFD) were executed. Five subjects participated in the wear test. Subjective wear sensation, total amount of sweat and dynamic change of clothing microclimate were observed during and after exercise on a treadmill; subsequently, it was found that subjects rated tight fitting body armor and ventilating body armor lighter, drier, and easier to move than the conventional body armor (p<.05). Total amount of sweat was the least in the case of ventilating body armor. The thermal resistance and vapor resistance of the ventilating body armor were improved remarkably. In addition, the skin temperature of the ventilating body armor with spacers was lower than the tight fitting body armor by at least $1^{\circ}C$ in the CFD result. It is noted that thermal-wet comfort of the 3D body armor with ventilating feature is superior to the conventional body armor, especially when the ventilating channel is not closed due to a backpack.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권11호
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• pp.855-864
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• 2013

능동 탭은 BVI 소음 저감을 위한 능동제어 기술 중 하나이며, 이를 이용한 소음 저감효과에 대한 해석은 기술 개발에 있어서 매우 중요한 과정의 하나이다. 능동 탭의 소음저감 성능 분석을 위하여 모델 로터시스템에 대한 구조 설계를 수행하고 CFD 해석을 통해 에어포일 공력 데이터를 생성하였으며, 이를 이용하여 통합해석 프로그램인 CAMRAD II 모델을 구성하였다. 하강 비행 상태에서 능동 탭을 HHC 방법으로 작동할 경우 로터에서 발생되는 공력 하중을 CAMRAD II를 이용하여 계산하고, 이에 따른 BVI 소음 변화를 자체 소음해석 프로그램으로 계산하였다. 능동 탭의 작동 길이 및 제어 위상의 변화에 따른 소음해석 결과 최대 -3.3dB의 BVI 소음 저감 효과를 얻을 수 있었다.

• 상하수도학회지
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• 제30권2호
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• pp.187-196
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• 2016

In this study, a newly developed agitator with hydrofoil impeller applied to actual biological process in advanced wastewater treatment plant was evaluated. Several series of experiments were conducted in two different wastewater treatment plants where actual problems have been occurred such as the production of scums and sludge settling. For more effective evaluation, computational fluid dynamics (CFD) and measurements of MLSS (Mixed Liquor Suspended Solids) and DO (Dissolved Oxygen) were used with other measuring equipments. After the installation of one unit of vertical hydrofoil agitator in plant A, scum and sludge settling problems were solved and more than seventy percent of operational energy was saved. In case of plant B, there were three cells of each anoxic and anaerobic tanks, and each cell had one unit of submersible horizontal agitator. After the integration of three cells to one cell in each tank, and installation of one vertical hydrofoil agitator per tank, all the problems caused by improper mixing were solved and more than eighty percent of operational energy was found to be saved. Simple change of agitator applied to biological process in wastewater treatment plant was proved to be essential to eliminate scum and sludge settling problems and to save input energy.

• 대기
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• 제24권3호
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• pp.331-341
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• 2014

In this study, the effects of building-roof cooling on scalar dispersion in three-dimensional street canyons are investigated using a computational fluid dynamics (CFD) model. For this, surface temperature of building roof is systematically changed and non-reactive pollutants are released from street bottom in urban street canyons with the aspect ratio of 1. The characteristics of flow, air temperature, and non-reactive pollutant dispersion in the control experiment are analyzed first. Then, the effects of building-roof cooling are investigated by comparing the results with those in the control experiment. In the control experiment, a portal vortex which is a secondary flow induced by ambient air flow is formed in each street canyon. Averaged air temperature is higher inside the street canyon than in both sides of the street canyon, because warmer air is coming into the street canyon from the roof level. However, air temperature near the street bottom is lower inside the street canyon due to the inflow of cooler air from both sides of the street canyon. As building-roof temperature decreases, wind speed at the roof level increases and portal vortex becomes intensified (that is, downdraft, reverse flow, and updraft becomes stronger). Building-roof cooling contributes to the reduction of average concentration of the non-reactive pollutants and average air temperature in the street canyon. The results imply that building-roof cooling has positive effects on improvement of thermal environment and air quality in urban areas.

• 대기
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• 제17권4호
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• pp.315-326
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• 2007

The effects of windbreaks on the reduction of suspended particles are investigated using a computational fluid dynamics (CFD) model with the ${\kappa}-{\varepsilon}$ turbulence closure scheme based on the renormalization group (RNG) theory. In the control experiment, the recirculation zones behind the storage piles are generated and, as a whole, relatively monotonous flow patterns appear. When the windbreaks with the 0% porosity are constructed, the recirculation zones are generated by the windbreaks and very complicated flow patterns appear due to the interference between the windbreaks and storage piles. The porosity of the windbreaks suppresses the generation of the recirculation zone and decreases the wind velocity in the windbreaks as well as that outside the windbreaks. As the emission of suspended particles from the storage piles are closely related with the friction velocity at the surfaces of the storage piles, variation of the friction velocity and total amount of the emission of the suspended particles with the height and porosity of the windbreaks are investigated. The results show that higher and more porous windbreaks emit less suspended particles and that the reduction effect of the porosity is still more effective than that of the height. In the case of the windbreak with 30 m height and 50% porosity, friction velocities above the storage piles are smaller than the critical friction velocity above which particles would be suspended. As a result, total amount of suspended particles are much fewer than those in other cases.

• 대기
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• 제17권4호
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• pp.381-391
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• 2007

The characteristics of flow around a single obstacle with fixed height and varied length and width are numerically investigated using a computational fluid dynamics (CFD) model. As the obstacle length increases, flow distortion near the upwind side of the obstacle increases and the size of the recirculation zone behind the obstacle also increases. As the obstacle width increases, the size of the recirculation zone decreases, despite almost invariable flow distortion near the upwind side of the obstacle. Flow passing through an obstacle is separated, one part going around the obstacle and the other crossing over the obstacle. The size of the recirculation zone is determined by the distance between the obstacle and the point (reattachment point) at which both the flows converge. When the obstacle width is relatively large, flows are reattached at the obstacle surface and their recoveries occur. Resultant shortening of the paths of flows crossing over and going around decreases the size of the recirculation zone. To support this, the extent of flow distortion defined based on the change in wind direction is analyzed. The result shows that flow distortion is largest near the ground surface and decreases with height. An increase in obstacle length increases the frontal area fraction of flow distortion around the obstacle. In the cases of increasing the width, the frontal area fraction near the upwind side of the obstacle does not change much, but near the downwind side, it becomes larger as the width increases. The frontal area fraction is in a better correlation with the size of the recirculation zone than the building aspect ratios, suggesting that the frontal area fraction is a good indicator for explaining the variation in the size of the recirculation zone with the building aspect ratios.

• 비파괴검사학회지
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• 제31권5호
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• pp.479-486
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• 2011

의료영상을 기반으로 한 경동맥 분기부 혈류유동장 전산유체역학 해석의 수행에 있어 입구부 경계 조건 도출을 위한 환자 특정 시간 변동 상세 유속 분포를 얻는 것은 일반적으로 쉽지 않다. 그러므로 대부분의 경우 계측된 혈류량을 바탕으로 이상적인 축대칭 완전발달 유속 분포를 적용하게 된다. 그러나 MRI로 직접 계측한 총경동맥 혈류 유속분포를 적용한 기존의 연구에서 입구부 유속분포 경계 조건이 경동맥 분기부 혈류 유동장 해석 결과에 중요한 영향을 미친다는 것을 보였으며, 특히 계측된 혈류 유속분포가 전형적인 Dean type 유동과 다른 독특한 형태를 가진다는 것을 보고하였다. 본 연구에서는 이러한 독특한 형태의 유속 분포가 경동맥 입구부 형상의 이차곡률에 의해 생성됨을 보이고, 직접 경동맥 분기부 유동장 CFD 해석의 경계 조건으로 적용하여 이의 영향을 조사하였다. 이를 통하여 충분한 길이의 실제 경동맥 입구부 형상을 적용 할 경우, 입구부 경계 조건의 영향이 의료영상으로 부터 혈관 형상을 도출하는 과정에서 불가피하게 유기되는 영상 처리 오차에 의한 영향에 비해 상대적으로 크지 않음을 알 수 있었다.