• 한국항공우주학회지
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• 제45권3호
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• pp.217-225
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• 2017

본 연구는 국내 외 풍동기관들의 정적 공력측정 결과의 상호 비교검증 및 EFD-CFD 검증을 위해 수행되었다. 공군사관학교에서는 NRC 모델 기반 표준 동안정 모델을 제작하여 정적 특성을 측정하고, 풍동시험의 정확성 검증을 위하여 한국항공우주연구원 및 NRC에서 측정된 정적 공력측정 데이터를 상호 비교하였다. 또한 풍동시험 결과를 전산해석 결과와 비교하였으며 전산해석 유동장에서 분석된 오차원인을 확인하기 위하여 스트레이크 영향성을 검토하였다. 그 결과, EFD-CFD 간 피칭모멘트의 경향성이 상이하였으며, 스트레이크 효과는 크게 나타나지 않았다. 따라서 후방 지지대, 표준 동안정 모델의 흡입구에서 발생하는 와류에 의한 오차 분석과 전산해석의 격자해상도 재구성 등의 추가연구 진행이 필요한 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권1호
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• pp.133-138
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• 2018

2000년대 이후 대두된 안전, 환경 이슈들로 인해 안전 관리는 더욱 더 중요해졌다. 하지만 안전 관리는 많은 경험적 데이터들을 요구하므로 한계점들이 많다. 안전 분야 중 하나인 배관 안전의 경우 현재 배관을 관리하는 시뮬레이션 프로그램들이 존재하지만, 배관 내부 침식에 대해서는 데이터를 얻기 힘들어 시뮬레이션에 반영이 잘 되어있지 않은 상태이다. 이러한 문제점에서 착안해 본 연구에서는 전산유체역학(CFD)을 이용하여 배관 내부의 곡면에 일어나는 침식을 모사하였고, 계산한 침식 속도를 바탕으로 한계상태함수를 이용하여 배관의 실패 주기를 분석하였다. CFD 대상 배관의 경우 여수 산업 단지에 실제로 운영되고 있는 표본을 사용하였다. DPM (Discrete Phase Model)과 부식 모델을 이용하여 CFD 결과로 $3.093mm{\cdot}yr^{-1}$ 수치의 침식 속도를 얻을 수 있었고, 이 결과를 한계상태함수에 적용한 결과 배관에 누출(leak)을 유발하는데 14.2년, 파열(burst)를 유발하는데 28.2년이라는 실패 주기를 얻어낼 수 있었다. 이러한 과정들을 통해 배관 곡면 침식이 배관 안전 진단에 유효한 실패 모드임을 도출할 수 있었다. 본 연구는 실패 연도를 구할 수 있는 방법론들을 제시하여 데이터의 한계점을 극복하고, 배관 안전 진단에 좀 더 정밀하고 발전된 방법을 제시한 것에 대해 의의를 가진다.

• 한국가스학회지
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• 제25권6호
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• pp.35-44
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• 2021

반도체 공정 중 PR (Photo Resist) 공정은 여러 인화성 물질을 혼합하여 사용하는 공정으로, 공정 장비가 Clean Room 내 설치되어 인화성 물질이 누출되는 경우 질식, 화재, 폭발 사고로 이어질 위험성이 크므로, 물질 누출시 발생할 수 있는 사고에 대한 영향을 분석하고, 작업자들의 안전을 보장할 수 있는지 평가하는 것이 필요하다. 본 연구는 FLACS CFD - Fire Module을 이용하여 10개의 누출, 화재 시나리오에 대한 CFD Simulation을 통해 Clean Room 내부 가상으로 설정한 Monitor Point에서의 복사열 및 온도 변화 값을 확인하였다. Clean Room 내부에서 발생한 화재는 층간 구조물에 높은 복사열을 전달하지만, 그 범위가 상당히 제한적이며, 단일 화재 사고로 인해 붕괴될 가능성이 희박하다. 화재 사고로 인해 탈출구로 이어지는 2 곳의 계단이 동시에 높은 복사열에 노출되는 시나리오는 없어, 화재 발생시 작업자가 탈출 가능하였다. 또한 복사열 및 온도 상승의 수준은 아래층으로 이동하면서 급격하게 낮아지는 것을 확인하였으며, API 520의 기준에 따라 작업자가 30초 동안 버틸 수 있는 복사열인 6.31 kW/m²에 노출된 작업자도 화재가 발생한 Clean Room 내부에서 충분히 탈출할 수 있음을 확인하였다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제14권1호
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• pp.39-46
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• 2008

본 실험은 무창육성 비육돈사에 있어서 여름과 겨울철 환기를 할 때 공기 유입구에서의 공기속도가 환경에 미치는 영향을 조사하고자 CFD를 이용한 모델을 설정하였고, 현장실험을 통한 결과와 CFD 모델의 공기유속 결과를 서로 비교하였다. 공기속도에 있어서 수학적인 모델은 현장실험 결과와 매우 유사하게 나타났다. 환기시스템에서의 공기흐름은 양쪽 측벽 슬롯 판넬을 통하여 공급하였으며 겨울철은 $2{\sim}2.5m/s$ 였고, 여름철은 0.8 m/s 전후였다. 이상의 연구 결과 여름철과 겨울철 모두 해석 Model과 실험 무창육성 비육돈사내 측정 결과 평균 유속은 근소한 차이로 나타나 공기유동 해석 연구에 있어서 CFD 시뮬레이션의 적용으로 합리적인 결과를 도출할 수 있음을 확인하였다.

• 한국농공학회논문집
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• 제50권1호
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• pp.25-37
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• 2008

When livestock facilities in Korea have been changed larger and denser, rearing conditions have been getting worse and the productivity of animal production have been decreased. Especially in the cold season, the minimized ventilation has generally been operated to save energy cost in Korea resulting in very poor environmental condition and high mortality. While the stability, suitability, and uniformity of the rearing condition are the most important for high productivity, the ventilation configuration is the most important to improve the rearing condition seasonally. But, it is so difficult to analyze the internal air flow and the environmental factors by conducting only field experiment because the weather condition is very unpredictable and unstable as well as the structural specification can not be easily changed by the researchers considering cost and labor. Accordingly, an aerodynamic computer simulation was adopted to this study to overcome the weakness of conducting field experiment and study the aerodynamic itself. It has been supposed that the airflow is the main mechanism of heat, mass, and momentum transfers. To make the simulation model accurately and actually, simplified pig models were also developed. The accuracy of the CFD simulation model was enhanced by 4.4 % of errors compared with the data collected from field experiments. In this paper, using the verified CFD model, the CFD computed internal rearing condition of the mechanically ventilated pig house were analyzed quantitatively as well as qualitatively. Later, this developed model will be computed time-dependently to effectively analyze the seasonal ventilation efficiency more practically and extensively with tracer gas decay theory.

• KIEAE Journal
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• 제16권2호
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• pp.79-85
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• 2016

Purpose: It is difficult to calculate frame U-value because of the two reason. First is selection of air properties in cavity. Second is calculation method in window frame. For this reason, it is important to decide cavity properties in window frame. However, international standards offered different method(ISO 15099, ISO 10077) and air properties was changed according to the two methods. The aim of this study was to suggest method for deriving accurate frame U-value using international standard methods and CFD simulation. Method: First, this study conducted analysis calculation method of ISO 15099 and ISO 10077. And, CFD simulation conducted based on same condition. Finally, ISO calculation and CFD simulation results were verified through comparison with real experiment results. Result: The results show that effective conductivity of ISO 15099 was the highest value. ISO 10077 and CFD result followed. The convergent values of ISO 10077 was the highest. ISO 15099 and CFD followed. ISO calculation reflecting CFD simulation results will reduce error with experimental results.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.473-473
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• 2021

새만금 유역의 하류 평야지대는 농업 관개 및 배수가 제수문의 영향을 받고 있으며, 상류 축산밀집시설에 따라 농업 비점오염원 유입이 수계 환경오염에 미치는 영향을 평가하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 새만금 유역의 하류 제수문을 대상으로 유역 모형과 전산유체역학 모형을 이용하여 유입, 유출 그리고 오염원 등의 영향을 분석하고자 한다. SWAT (Soil and water assessment tool)은 유역 모형으로 수문순환 및 비점오염원을 모의하기 위해 개발한 모형이다. CFD(Computational fluid dynamics)는 구조물을 설계하고 유체, 기체 등의 역학을 모의할 수 있다. SWAT 모형을 이용하여 농촌 소유역을 대상으로 하류 제수문 위치를 출구로 지정하여 수문을 모의하고 그 결과자료는 CFD에 입력할 수 있다. CFD는 하류 제수문 구조물을 설계하고 SWAT 모형의 수문자료를 입력하여 제수문의 유입 및 유출 영향을 평가할 수 있다. SWAT 모형 구축을 위해 2015-2018년까지 기상, 수위, 유량 관측자료를 수집하였으며, 보정기간과 검증기간은 각 2년이며, 모형 성능 검증에 사용한 적합성 평가 지수는 R² (Determine coefficient), RMSE (Root mean square error), 그리고 NSE (Nash-sutcliffe efficiency coefficient)를 사용하였다. 모형의 보정은 SWAT-CUP 자동보정프로그램을 사용하였으며, 모형의 보정지수는 NSE를 사용하였고, 1,000회 반복 수행을 통해 매개변수를 최적화하였다. CFD 모형은 제수문의 실제 규격을 바탕으로 동일한 구조를 고려하였으며, 수문조작을 고려하여 유입 및 유출을 모의하였다. 본 연구는 유역차원과 구조물 차원의 모델링을 연계하는 것으로 최근 기후변화에 따라 급격히 변화하는 유역환경에 대처할 수 있는 방안이 될 수 있을 것이며, 제수문 시설을 관리하는 기관에서도 합리적인 운영방안에 대한 기초자료로 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.262-262
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• 2020

새만금 유역 내에는 다수의 보 및 제수문이 위치하고 있으며, 관개, 배수, 오염원 등이 영향을 받고 있다. 선행연구 중에는 보 및 제수문을 고려하기 위해 모형의 소스코드를 일부 수정하여 연구되고 있으나 유역모형으로 구현하기에는 한계가 있으며, 이에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 만경강 유역을 대상으로 유역 모형과 전산유체역학 모형을 이용하여 하류 제수문에 대한 유입, 유출 그리고 오염원 등의 영향을 분석하고자 한다. SWAT (Soil and water assessment tool)은 유역 모형으로 미국 농무부에서 농업유역의 수문순환 및 비점오염원을 모의하기 위해 개발한 모형이다. CFD (Computational fluid dynamics)는 전산유체역학 모형으로 구조물을 설계하고 유체, 기체 등을 모의할 수 있다. SWAT 모형을 이용하여 농업유역 하류 제수문 위치를 출구로 지정하여 수문을 모의하고 그 결과자료는 CFD에 입력할 수 있다. CFD는 하류 제수문 구조물을 설계하고 SWAT 모형의 수문자료를 입력하여 제수문의 영향을 평가할 수 있다. 우선, 만경강 유역을 대상유역으로 선정하고 부용, 황산, 상리, 고은교 등 제수문의 위치를 파악하였다. SWAT 모형 구축을 위해 2015-2018년까지 기상, 수위, 유량 관측자료를 수집하였으며, 보정기간과 검증기간은 각 2년이며, 모형 성능 검증에 사용한 적합성 평가 지수는 R² (Determine coefficient), RMSE (Root mean square error), 그리고 NSE (Nash-sutcliffe efficiency coefficient)를 사용하였다. 모형의 보정은 SWAT-CUP 자동보정프로그램을 사용하였으며, 모형의 보정지수는 NSE를 사용하였고, 1,000회 반복 수행을 통해 매개변수를 최적화하였다. 보정기간의 유출량 적합성 평가 지수는 R², RMSE 그리고 NSE가 각각 0.84, 2.96 mm/day, 0.70을 나타냈다. 검증기간의 유출량 적합성 평가 지수는 R², RMSE 그리고 NSE가 각각 0.72, 2.94 mm/day, 0.46을 나타냈다. 본 연구는 유역 차원과 구조물 차원의 모델링을 연계하는 것으로 향후 제수문 모니터링 자료를 활용하여 CFD 모형을 구축하고 유입량에 따른 제수문의 검보정 및 영향을 평가하고자 한다. 이러한 결과는 최근 기후변화에 따라 급격히 변화하는 유역환경에 대처할 수 있는 방안이 될 수 있을 것이며, 제수문 시설을 관리하는 기관에서도 합리적인 운영방안에 대한 기초자료로 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국산업보건학회지
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• 제33권3호
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• pp.346-354
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• 2023

Objectives: Chemical accidents cause extensive human and environmental damage. Therefore, it is important to prepare measures to prevent their recurrence and minimize future damage through accident investigation. To this end, it is necessary to identify the accident occurrence process and analyze the extent of damage. In this study, the development process and damage range of actual chemical leakage accidents were analyzed using CFD. Methods: For application to actual chemical leakage accidents using FLACS codes specialized for chemical dispersion simulation among CFD codes, release rate calculation and 3D geometry were created, and scenarios for simulation were derived. Results: The development process of the accident and the dispersion behavior of materials were analyzed considering the influencing factors at the time of the accident. In addition, to confirm the validity of the results, we compared the results of the actual damage impact investigation and the simulation analysis results. As a result, both showed similar damage impact ranges. Conclusions: The FLACS code allows the detailed analysis of the simulated dispersion process and concentration of substances similar to real ones. Therefore, it is judged that the analysis method using CFD simulation can be usefully applied as a chemical accident investigation technique.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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• pp.40-42
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• 2010

Unsteady CFD results of the backward facing step (BFS) flow field is reconstructed by the low-dimenstional modes using the POD (Proper Orthogonal Decomposition) technique. Flow responses to the blowing or suction with various frequencies and amplitudes applied at the edge of the BFS can also be analysed using the same technique. The present technique can be effectively applied to the feedback flow control device.