• 한국공작기계학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.194-200
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• 2009

The extruder type is classified as screw type and non-screw type in terms of the extrusion method. The screw type extruder, which is the most frequently used, is classified as the single screw extruder and the multi-screw extruder. They are classified as vertical type and horizontal type in terms of structure; and those for compounding and for forming in terms of function. The single screw extruder is a universal extruder, most of which is suitable for the extrusion forming of thermoplastic resin. The multi-screw(two-screw, three-screw and four-screw) extruder can increase the extrusion power using the engagement of the screw flank. The single screw extruder does not have a good mixing ratio of the raw material and stable extrusion power, while it has low construction cost and operation cost. In this study, the single screw extruder, which has many weak points compared with the multi-screw extruder, was studied. There have been many studies on the single screw extruder, and they led to its significant development. The existing study method, however, had complex analysis processes and required much time. In this study, the CFD was applied to the performance test and analysis of the extruder, and the optimal design condition of the extrusion power for the screw and die of the single screw extruder was found by comparing the analysis results with the actual performance measurement of the single screw extruder.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.251-259
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• 2016

본 연구는 가압식 마이크로버블 발생장치를 이용하여 공기를 마이크로화 시켜 공급하면서 pilot-scale 규모의 폭기조내 DO 농도 및 ORP 변화를 살펴보았다. 마이크로버블에 의한 폭기조 내 교반 및 산소전달 능력을 확인한 결과, 폭기조 횡(橫)방향으로 마이크로버블 공급위치에 따라 폭기조 내액의 순환으로 인하여 단일반응조 내에서 측정위치별 DO 농도가 다르게 나타남을 확인할 수 있었다. 또한, 마이크로버블 공급위치에 따른 교반현상을 파악하고 마이크로버블 공급위치의 적정성을 확인하고자 유체유동해석을 한 결과, 마이크로버블 공급위치가 폭기조 횡(橫)방향으로 1/2지점일 경우, 좌측면에서 공급될 때보다 폭기조 내부의 교반이 잘 이루어져 사영역이 적게 발생되는 것을 확인되었다. 실험 및 유체유동해석 결과를 바탕으로 마이크로버블 공급위치에 따라 단일반응조에서 DO 농도를 변화시켜 격벽이 없는 영역분리가 가능하므로 혐기, 무산소, 호기를 한 공간에서 운영할 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다. 마이크로버블을 공급했을 경우, 산기관을 사용할 때와는 다르게 MLSS가 부상농축되는 고액분리 현상이 발생하였는데 마이크로버블이 생물학적 처리를 위하여 부상의 목적이 아닌, MLSS의 혼합과 적절한 DO 농도 유지를 목적으로 사용되기 위해서는 폐수 종류에 따른 적절한 크기의 버블선택이 중요함을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제6권1호
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• pp.1-11
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• 2002

Thermal stripping을 수반한 난류유동장에 대한 해석방법론 정립에 필요한 신뢰성 있는 난류모델을 선정하기 위하여 온도변화가 있는 비정상 난류유동장에 $\kappa$-$\varepsilon$ 모델, 수정 $\kappa$-$\varepsilon$ 모델, 그리고 full Reynolds stress(FRS) 모델을 적용하였다. 검증대상으로는 thermal stripping 현상이 자주 관찰되는 원자로 혹은 추진기구부 등에서 보이는 수직평판과 수평평판에 대한 제트유동이 있는 유동장을 선정하였으며 이 때의 유체로는 물 혹은 액체나트륨을 사용하였다. 분석결과 비정상 난류유동장은 FRS를 사용하여 3-D로 해석할 때 가장 나은 결과를 얻을 수 있었다. 그러나 경계면 부근을 비롯한 유동장내에서의 열전달 특성 분석의 정확성을 제고하기 위해서는 이를 위한 수정모델의 도입이 요구된다. 아울러 제트유동의 운동량이 thermal stripping 현상에 미치는 영향을 평가하기 위하여 제트유동의 유속을 변화시켜 이에 따른 영향을 점검한 결과 운동량의 증가는 유동장의 혼합능력을 증가시키고 온도변화 진폭을 상승시키는 것으로 나타났다.

• 플랜트 저널
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• 제12권1호
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• pp.29-36
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• 2016

최근 늘어가는 에너지 수요를 화석연료에만 의존 할 수 없게 되면서 대체 에너지의 중요성이 대두되고 있으며, 이러한 상황에서 유기랭킨 사이클(Organic Rankine Cycle, 이하 ORC)등 산업체 폐열, 태양열, 지열, 해수 온도차 등의 저등급 에너지를 효과적으로 활용하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 지역난방 축열시 회수수를 혼합하지 않고 ORC를 이용하여 하부사이클을 구성하여 성능해석 상용프로그램으로 작동유체 및 운전특성을 예측하였다. 지역난방수 운전조건인 열원 온도 $120^{\circ}C$, 열원 유량 $163m^3/h$(회수수 유량을 고려한 값)로 하고 이 온도에 적합한 다수의 작동유체를 선정하여 성능해석을 수행하였으며, 최고의 성능이 나타난 R245fa의 경우 269.2kW출력과 6.37%효율을 얻을 수 있었다. 또한 ORC 시스템의 응축기 압력변화에 따라 지역난방 회수수 온도가 $57.3{\sim}85^{\circ}C$범위에 형성됨으로서 보일러 입구온도상승에 따른 연료 절감 효과가 예상되었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제24권1호
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• pp.86-97
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• 1992

이 논문의 목적은 C-E System 80+ 원자로에서의 직접용기주입 설계를 가압 열 충격의 견지에서 평가하는 것이다. 영의 출력에서의 주증기관 파단과 0.05 ft$^2$면적의 소형파단 냉각재상실사고가 가능성있는 가압열충격 사고로 선정되었다. 원자로 다운카머 영역에서의 유체 성층효과를 예측하기 위하여 주증기관 파단사고에 대하여는 COMMIX-IB 전산코드를, 그리고 0.05 ft$^2$소형파단 냉각재상실사고에 대하여는 REMIX 전산코드를 사용하여 유체혼합해석이 수행되었다. 압력과 온도의 과도변화를 받는 원자로용기 벽내의 응력분포는 두 사고에 대하여 OCA-P전산코드를 사용하여 계산되었다. 해석결과, 붕괴열의 고려가 없는 소형파단 냉각재 상실사고의 경우 용기내 균열발생의 가능성이 있으나 붕괴열을 고려하면 용기의 수명기간중 균열발생의 가능성은 없다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권12호
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• pp.706-713
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• 2017

본 연구는 국내 정수장에 무동력 와류 혼화장치를 설치하여 기존 기계식 급속혼화장치를 사용하는 정수장의 수처리 효율 및 적용 가능성을 비교 분석하였다. 이를 위해 무동력 와류 혼화장치의 유체 유동 특성 및 손실수두를 전산유체역학(CFD)으로 계산하였다. 혼화장치 내부의 수두손실률은 유입속도가 0.5 m/sec일 때 11.30%, 0.6 m/sec일 때 16.27%, 0.7 m/sec일 때 21.44%로 유입속도가 증가할수록 수두손실이 급격하게 증가하며 혼화지 설계 시 최적 유입 유속는 0.5 m/sec이다. 0.5 m/sec일 때 난류강도는 입구는 2.37%, 출구는 7.83%로 응집을 위한 혼화강도는 충분하다. 유입수의 유속이 0.38 m/sec인 정수장의 기계식 급속혼화장치 12대를 모두 무동력 와류 혼화장치로 대체하여, 3년 동안 운전한 정수장의 수질 검사결과는 기존의 급속혼화장치를 운전하는 정수장과 수질 차이가 없었으며 수질 기준에 적합하였다. 기존의 급속혼화장치를 무동력 혼화장치로 교체하면 1대당 동력소비량 64,143~65,306 kWh/y의 에너지를 절감할 수 있다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제17권4호
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• pp.518-525
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• 2016

This paper presents the characteristics of non-fundamental multi-mode combustion instability and the effects of high-harmonic components on the Rayleigh criterion. Phenomenological observations of multi-harmonic-mode dynamic pressure waves regarding the intensity of harmonic components and the source of wave distortion have been explained by introducing examples of second- and third-order harmonics at various amplitudes. The amplitude and order of the harmonic components distorted the wave shapes, including the peak and the amplitude, of the dynamic pressure and heat release, and consequently the temporal Rayleigh index and its integrals. A cause-and-effect analysis was used to identify the root causes of the phase delay and the amplification of the Rayleigh index. From this analysis, the skewness of the dynamic pressure turned out to be a major source in determining whether multi-mode instability is driving or damping, as well as in optimizing the combustor design, such as the mixing length and the combustor length, to avoid unstable regions. The results can be used to minimize errors in predicting combustion instability in cases of high multi-mode combustion instability. In the future, the amount of research and the number of applications will increase because new fuels, such as fast-burning syngases, are prone to generating multi-mode instabilities.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제42권4호
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• pp.339-364
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• 2010

Following a joint OECD/NEA-IAEA-sponsored meeting to define the current role and future perspectives of the application of Computational Fluid Dynamics (CFD) to nuclear reactor safety problems, three Writing Groups were created, under the auspices of the NEA working group WGAMA, to produce state-of-the-art reports on different aspects of the subject. The work of the second group, WG2, was to document the existing assessment databases for CFD simulation in the context of Nuclear Reactor Safety (NRS) analysis, to gain a measure of the degree of quality and trust in CFD as a numerical analysis tool, and to take initiatives to extend the existing databases. The group worked over the period of 2003-2007 and produced a final state-of-the-art report. The present paper summarises the material gathered during the study, illustrating the points with a few highlights. A total of 22 safety issues were identified for which the application of CFD was considered to potentially bring real benefits in terms of better understanding and increased safety. A list of the existing databases was drawn up and synthesised, both from the nuclear area and from other parallel, non-nuclear, industrial activities. The gaps in the technology base were also identified and discussed. In order to initiate new ways of bringing experimentalists and numerical analysts together, an international workshop -- CFD4NRS (the first in a series) -- was organised, a new blind benchmark activity was set up based on turbulent mixing in T-junctions, and a Wiki-type web portal was created to offer online access to the material put together by the group giving the reader the opportunity to update and extend the contents to keep the information source topical and dynamic.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제21권2호
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• pp.23-29
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• 2024

Potatoes are one of the world's four major crops, and domestic consumption is currently increasing in Korea. However, the mechanization rate of potatoes is very low, and especially, harvesting is the most labor-intensive task in potato production. In Korea, potato-collecting work depends on manpower, so it is necessary to develop a gathering-type harvester that can be used for processes from digging to harvesting. Therefore, in this study, a self-propelled-type potato harvester was developed, and its performance was analyzed to mechanize harvesting. The potato harvester was developed to have a crawler-type driving part with a 60 hp diesel engine and consisted of a digging part that digs potatoes from the ground, a vertical transporting part that transfers the dug potatoes to the height of the collection bag, a separating part that separates debris, such as stones and soil, and a collecting part that loads the collection box. A field test of the potato harvester was conducted, and performance was evaluated by the damage, loss, and debris mixing proportions, which were 2.5%, 2.8%, and 2.6%, respectively. The working capacity was 1.2 h/10 a. The economic analysis results showed that the cost of harvesting work could be reduced by 12.7% compared to manual harvesting.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권12호
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• pp.815-824
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• 2016

가압경수로에 장전되는 핵연료집합체는 연료 봉 다발과 지지격자 및 상하단 고정체로 구성되어 있다. 고온 고압의 냉각수는 원자로 하부로 유입되어 연료 봉 사이로 형성된 부수로를 따라 노심 상부로 흐른다. 경수로핵연료의 주요 열수력 성능인자는 정상운전시 압력강하 및 임계열속이며 사고시에는 급랭 시간이다. 한국원자력연구원에서는 경수로핵연료의 성능을 향상시키고 국산화를 위해 고성능 경수로핵연료, 이중냉각 핵연료 및 사고저항성 핵연료를 개발하였다. 경수로핵연료의 열수력 핵심기술을 개발하기 위해 압력강하 실험, 난류 유동혼합/열전달 실험, 임계열속 및 급랭 시험을 수행하였으며 전산유체역학 방법도 활용하였다. 더불어 사용후핵연료의 임시저장을 위한 건식저장 용기의 열유동에 대한 전산유체해석을 수행하였다. 한편, 경수로핵연료의 열수력 기반기술을 개발하고 실용화를 위해 대학 및 산업체와 협력연구도 진행하였다.