• 대한조선학회논문집
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• 제47권5호
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• pp.647-655
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• 2010

In this paper, a numerical study is carried out for super-pipe, flat plate and axisymmetric body flows to investigate a validity of using wall function and high $y_1^+$ in calculation of high Reynolds number flow. The velocity profiles in boundary layer agree well with the law of the wall. And it is found that the range of $y^+$��which validated the logarithmic law of the wall grows with increasing Reynolds number. From the result, an equation is suggested that can be used to estimate a maximum $y^+$ value of validity of the log law. And the slope(1/$\kappa$) of the log region of the numerical result is larger than that of experimental data. On the other hand, as $y_1^+$ is increasing, both the friction and the pressure resistances tend to increase finely. When using $y_1^+$ value beyond the range of log law, the surface shear stress shows a significant error and the pressure resistance increases rapidly. However, when using $y_1^+$ value in the range, the computational result is reasonable. From this study, the use of the wall function with high value of $y_1^+$ can be justified for a full scale Reynolds number ship flow.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권1호
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• pp.1-10
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• 2019

교반기에서의 유동 특성은 광범위한 산업 분야에서 매우 유용하다. 일반적으로 교반되는 용기에서의 유동 패턴, 전력 소비 및 혼합 시간은 임펠러의 설계뿐만 아니라 용기 형상 및 내부 구조에 달려 있다. 본 연구에서는 베플 형상과 임펠러의 상호 작용에 의해 생성되는 불안정하고 비정상상태의 복잡한 유동 특성 분석을 ANSYS FLUENT LES 난류 모델을 사용하여 수행하였다. Axial Flow 와 Radial Flow 두 가지 타입의 회전 임펠러와 3가지 베플의 형상 사이의 상호 작용과 영향을 전산유체역학(CFD)으로 예측 비교함으로써 교반 시 임펠러와 베플 주변에서의 유동 특성과 혼합 유동장에서 상대적으로 효율적인 경향을 보이는 설계 모델을 검증할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권7호
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• pp.2386-2396
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• 1996

본 연구에서 수행한 큰 지름비를 가지는 동축제트 확산화염 연소기내의 등온 및 연소 유동장에 대한 수치해석 결고를 요약하면 다음과 같다. 1) 큰 지름비를 가지는 동축제트 확산화염 연소기내의 등온 유동을 수치해석한 경우 k-.epsilon. 난유모델은 큰지름비를 갖는 기하학적 특성 때문에 C $O_{2}$와 공기의 유량비에 따라 나타나는 세가지 유동구조를 정성적으로 잘 예측하였다. 2) 공기의 유량이 고정되고 C $O_{2}$의 유량이 증가하는 등은 유동의 경우, 후방정체점은 실험치보다 훨씬 과도하게 예측되고 있으나, C $O_{2}$의 유량증가와는 거의 무관하게 나타나는 실험결과를 그대로 반영하였다. 그리고 C $O_{2}$으 유량증가에 거의 선형적으로 비례하는 전방정체점의 위치와 급격히 감소하는 재순환유동영역으로 갈수록 정량적인 불일치가 커지게 됨을 볼 수 있으며 이는 연료제트의 속도척도가 상대적으로 커지면서 연료제트가 공기의 재순환유동을 간헐적으로 뚫고 나가며 나타나는 용접유동구조에 의한 비정상성 때문으로 사료된다. 3) C $O_{2}$의 유량이 고정되고 공기의 유량이 증가하는 등온유동의 경우, 전방정체점의 변화에 대한 실험과 수치해석 결과와 정량적인 일치를 보이고 있으나 후방정체점은 실험치에 비해 과대예측되었다. 공기의 평균유입속도가 증가함에 따라 전방정체점의 위치가 입구쪽으로 옮겨가는 경향을 나타내고 있으며 공기의 유량이 증가함에 따라 공기에 이한 재순환영역의 강도와 공기의 최대역류속도가 커지므로 상대적으로 C $O_{2}$ 제트가 재순환 유동장을 관통할 수 있는 거리가 즐어드는 현상을 잘 예측하였다. 4) k-.epsilon. 난류모델과 수정된 eddy-breakup 연소모델을 사용하여 bulff-body 연소기내의 연소유동을 수소에 의한 열팽창효과를 포함시킨 경우 유동장과 온도장이 약간 더 하류족으로 팽창되는 영향이 나타났으며 본 연구의 수치결과만을 놓고 볼 때 열팽창효과와 Arrhenius 화학반응률을 고려한 경우가 실험치에 다소 근접한 결과를 나타내었다. 5) 수치결과와 실험의 불일치는 등방성 가정에 근거를 두는 k-.epsilon.난류모델이 갖는 한계, 중간생성물을 무시한 일단계 비가역반응모델을 사용한 난류 연소모델의 한계, 밀도변화를 가지는 유동장에서 일정한 Schmisr 수 가정의 적용한계, 그리고 불확실한 입구경계조건에 기인한다. bluff-body 연소기내의 난류연소유동장에 대한 예측능력을 향상시키기 위해서 추후 연구에서는 더욱 발전된 물리모델인 ASM 난류모델과 RSM 난류모델 그리고 joint PDF 연소모델과 coherent flamelet 모델등을 이용한 수치모델의 개발을 체계적으로 수행할 예정이다.

• 지질학회지
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• 제54권5호
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• pp.477-488
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• 2018

유성이토는 현생 염하구 환경에서 흔히 발달하지만, 고기의 퇴적층에서 보고되고 퇴적학적으로 연구된 예는 드물다. 캐나다 앨버타주의 전기 백악기 맥머레이층에서 시추한 염하구 하도 퇴적층 내의 여러 이암층들은 고농도부유점토류에 의한 퇴적특징을 보인다. 이러한 이암층들을 현미경으로 자세히 관찰하여 3개의 미퇴적상(microfacies, <1~25 mm 두께)으로 구분하였다. 미퇴적상 1은 무구조의 이암(structureless mudstone)으로 주로 점토 입자로 구성되고 무질서하게 분포하는 조립질 입자(조립질 실트~세립질 모래)들을 포함한다. 조립질 입자들을 지지할 수 있는 양력을 지닌 점착성의 이토류, 즉 유성이토가 정지하여 미퇴적상 1이 퇴적된 것으로 해석된다(quasi-laminar plug flow). 미퇴적상 2는 실트엽층을 포함하는 이암(silt-streaked mudstone)으로 산재한 조립질 입자를 포함하는 이암으로 구성되며, 불연속적이고 매우 얇은 실트엽층을 포함한다. 미퇴적상 1과 유사한 조직을 보이므로, 미퇴적상 2도 점착성의 유성이토에 의해 퇴적된 것으로 해석된다. 하지만 불연속적인 실트엽층은 plug 아래에 간헐적이고 약한 난류운동이 있었음을 제시한다(upper transitional plug flow). 미퇴적상 3은 이질 엽층리의 이암(heterolithic laminated mudstone)으로 실트엽층과 점토엽층의 교호로 구성되며, 평행엽층리 또는 저각도 사엽층리를 보이고 간혹 낮은 기복의 연흔 형태를 보인다. 이질 엽층리는 점착성 plug 아래의 난류층에서 입자크기에 따른 분급작용이 일어났음을 지시하며, lower transitional plug flow 아래에서 발달하는 낮은 층면구조에 의해 형성되었을 것으로 해석된다. 이 미퇴적상들은 유속과 부유이토농도에 따라 달라지는 유성이토의 여러 가지 상을 나타낸다고 볼 수 있다. 다른 지역에서 유성이토층을 인지하고 이암의 퇴적작용을 보다 잘 이해하는데 본 연구의 결과가 중요한 지식을 제공하리라 생각된다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권11호
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• pp.2150-2158
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• 1992

본 연구에서는 복잡한 유동형태를 지닌 충돌분사류에 대한 유동특성을 연구하 기 위하여 단순화된 실험모델로써 형상이 동일한 두 원형분류의 충돌에 의한 충돌분류 의 혼합현상 및 유동구조 등을 질량유량비의 변화에 따라 유체역학적으로 구명하고자 하였으며, 본 연구 결과는 연소기관에서의 연소효율 증대 및 구조개선등의 공학적 응 용을 위한 기본자료로 활용하고, 이론적 연구에 의한 난류의 유동구조 및 유동특성 에 대한 타당성 입증과 이론적 모델의 보완을 위한 실험자료로 이용하고자 한다. 충돌유동에 영향을 미치는 주요인자는 노즐직경, 충돌각, 충돌질량유량비, 온도, 밀도 등이며, 이 인자들 중에서 충돌질량유량비와 출돌각이 충돌후 형성되는 난류혼합유동 에 지배적인 영향을 미치므로, 본 연구에서는 두 원형분류의 충돌질량유량비를 가변할 수 있는 장치를 고안하였으며, 두 분류의 충돌각을 45˚로 고정하고, 고속측과 저속측 노즐의 질량유량비를 1.0, 0.8, 0.6, 0.4로 설정하여 질량유량비에 따른 혼합 유동구 조의 구명을 위한 실험적인 연구를 수행하였다. 충돌후의 혼합유동의 특성을 연구하 기 위하여 유동중심궤적, 유동반폭, 유동단면, 2차원 및 3차원 유동장, 평균속도분포 등을 온라인 컴퓨터시스템을 이용하여 측정분석하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권8호
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• pp.1552-1565
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• 1992

본 연구에서는 공기와 연료의 혼합을 원활하게 함으로써 완전연소가 가능하도 록 하기 위하여 이용되는 스월 및 스쿼시 유동이 연소실 내부유동장 변화에 미치는 영 향을 조사하기 위하여 흡입행정 및 연료분무 직전까지의 압축행정에 대해 연소실 내부 유동장을 수치해석하고자 한다.수치해석에는 EPISO-SPRAY 코드를 수정, 보완하여 이용했는데 이 코드는 미국 Los Alamos 연구소를 중심으로 개발된 CONCHAS 계열이나 KIVA 계열의 코드와는 달리 밸브의 개폐운동을 처리할수 있도록 구성되어 있다. 난류모델은 피스톤의 압축 및 팽창에 따른 밀도변화를 고려하여 수정한 k-.epsilon. 모델을 이용한다. 계산은 편심밸브를 갖는 두가지 연소실 형상, 즉 피스톤 보울이 없는 경 우와 피스톤 보울이 있는 경우의 연소실에 대해 선회비를 변화시키며 ATDC 0도부터 ATDC 340도까지의 연료분무가 없는 경우의 3차원 유동장 해석을 통해 흡입 공기가 갖 는 스월과 압축행정 말기에 보울 형상에 따라 발생하는 스쿼시 유동이 유동장 변화에 미치는 영향을 조사하고 기존의 실험치 및 수치해석 결과들과 정성적으로 비교하고자 한다.

• 설비공학논문집
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• 제12권12호
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• pp.1098-1125
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• 2000

A review on the papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigerating Engineering in 1998 and 1999 has been done. Focus has been put on current status of research in the aspect of heating, cooling, ventilation, sanitation and building environment. The conclusions are as follows. 1) A review of the recent studies on fluid flow, turbomachinery and pipe-network shows that many experimental investigations are conducted in applications of impingement jets. Researches on turbulent flows, pipe flows, pipe-networks are focused on analyses of practical systems and prediction of system performance. The results of noise reduction in the turbomachinery are also reported. 2) A review of the recent studies on heat transfer analysis and heat exchanger shows that there were many papers on the channel flow with the application to the design of heat exchanger in the heat transfer analysis. Various experimental and numerical papers on heat exchanger were also published, however, there were few papers available for the analysis of whole system including heat exchanger. 3) A review of the recent studies on heat pump system have focused on the multi-type system and the heat pump cycle to utilize treated sewage as the heat source. The defrosting and the frosting behaviors in the fin-tube heat exchanger is experimentally examined by several authors. Several papers on the ice storage cooling system are presented to show the dynamic simulation program and optimal operation conditions. The study on the micro heat pipes for the cooling of high power electronic components is carried out to examine the characteristics of heat and mass transfer processed. In addition to these, new type of separate thermosyphon is studied experimentally. 4) The recent studies on refrigeration/air conditioning system have focused on the system performance and efficiency for new alternative refrigerants. New systems operating with natural refrigerants are drawing lots of attention. In addition to these, evaporation and condensation heat transfer characteristics of traditional and new refrigerants are investigated for plain tubes and also for microfin tubes. Capillary tubes and orifice are main topics of research as expansion devices and studies on thermophysical properties of new refrigerants and refrigerant/oil mixtures are widely carried out. 5) A review of the recent studies on absorption cooling system shows that numerous experimental and analytical studies on the improvement of absorber performance have been presented. Dynamic analysis of compressor have been performed to understand its vibration characteristics. However research works on tow-phase flow and heat transfer, which could be encountered in the refrigeration system and various phase-change heat exchanger, were seemed to be insufficient. 6) A review of recent studies on duct system shows that the methods for circuit analysis, and flow balancing have been presented. Researches on ventilation are focused on the measurement of ventilation efficiency, and variation of ventilation efficiency with ventilation methods by numerous experimental and numerical studies. Furthermore, many studies have been conducted in real building in order to estimate indoor thermal environments. Many research works to get some information for cooling tower design have been performed but are insufficient. 7) A review on the recent studies on architectural thermal environment and building mechanical systems design shows that thermal comfort analysis is sitting environment, thermal performance analysis of Korean traditional building structures., and evaluation of building environmental load have been performed. However research works to improve the performance of mechanical system design and construction technology were seemed to be insufficient.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권5_1호
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• pp.679-692
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• 2020

본 연구에서는 CFD 모델을 WRF-Chem 모델과 결합(WRF-CFD 모델)하였고, 서울 영등포구에 소재한 건물 밀집 지역에서 흐름과 일산화탄소(carbon monoxide, CO) 분포 특성을 조사하였다. 이를 위하여, 자동기상관측소에서 측정한 풍속, 풍향과 도시대기측정소에서 측정한 CO 농도를 이용하여 수치 모의 결과를 검증하였다. AWS 510 지점에서는 남풍과 남서풍 계열 바람이 측정되었고, 야간 시간 보다는 주간 시간에 높은 풍속이 측정되었다. WRF-Chem 모델은 주로 동남동풍에서 서남서풍 계열의 바람을 수치 모의하였고, 측정 풍속을 과대 모의하였다. WRF-CFD 모델이 수치 모의한 풍향은 WRF-Chem 모델 풍향에 대한 의존도가 높았고, 측정 풍속을 상대적으로 잘 수치 모의하였다. 통계적 검증 지수에 대한 목표 값과 추천 범위를 고려하였을 때, WRF-CFD 모델이 WRF-Chem 모델에 비해 측정 풍속을 통계적으로 더 현실적으로 수치 모의하였다. WRF-Chem 모델은 측정 CO 농도를 크게 과소 모의하였고, WRF-CFD 모델은 CO 농도 예측을 개선하였다. 통계적 검증 결과를 종합한 결과, WRF-CFD 모델은 도시 지역에 복잡하게 분포한 건물과 이동 오염원을 고려함으로써 CO 농도 예측 성능을 개선하였다. 5월 22일 04시에는 AQMS가 위치한 지역에는 하강류가 존재하고, 상층으로부터 비교적 낮은 농도의 CO가 유입되면서 주변 지역에 비해 낮은 농도가 수치 모의되었다. 5월 22일 15시에는 AQMS 측정 지점에 약한 상승류가 형성되었고, 이에 따라 주변보다 다소 높은 CO 농도가 나타났다. WRF-CFD 모델은 상승류에 의해 도로의 이동 오염원으로부터 배출된 CO를 AQMS 측정 고도까지 수송하여, 결과적으로, 측정 CO 농도를 잘 재현한 것으로 판단된다. 5월 22일 18시 사례는 CO 배출량 증가, 상승류 발생 지역 증가, 풍속 증가로 인한 지면 근처의 난류운동에너지 생성 증가에 따른 난류 확산 증가 등으로 인해 전체적으로 높은 CO 농도가 수치 모의되었다. AQMS 지점에서는 하강류가 수치 모의되었지만, 풍상측에 형성된 고농도의 CO 밴드로 인해 WRF-CFD 모델은 측정 CO 농도를 과대 모의하였다.

• 한국습지학회지
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• 제16권1호
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• pp.41-50
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• 2014

본 연구는 오염된 유수지 수질개선을 위한 고속 선회류 침전 장치(HRSC)의 이용 가능성을 평가하는데 목적을 두었다. 이를 위해 실험실 규모 및 파일럿 규모의 실험을 수행하였다. 또 전산유체역학(CFD) 프로그램 중 하나인 Fluent를 이용하여 유입속도 및 유입직경, 몸체길이($L_B$) 및 하부콘길이(Lc), 역경사콘 기울기 및 간격, 하부유출홀 설치 여부가 HRSC 장치내부의 유체흐름 패턴에 미치는 영향을 분석하였다. 유동 분석 결과와 실험실 규모의 실험 결과를 토대로 파일럿 장치를 제작하고 유수지 시료를 대상으로 현장 적용 가능성을 평가하였다. 장치 내부의 유동 조사 결과, 유입 유량과 직경 보다 유입 속도가 선회류 형성에 더 큰 영향을 나타내었으며, $L_B$ $1.2{\sim}1.6D_B$(몸체 직경), Lc $0.35{\sim}0.5L_B$ 범위에서는 큰 차이가 없었으나 $L_B/D_B$ 2.0, $Lc/L_B$ 0.75로 비가 큰 경우 선회류는 감소되었다. 역경사콘 기울기가 커질수록 역경사콘 내부 속도는 낮아지고 매우 균일하게 분포되었으며, 역경사콘 간격은 난류를 방지하기 위해 10cm가 20cm 보다 좋은 조건이었다. 하부 유출홀은 설치하지 않는 것이 배출수의 고른 유량 분배와 편류 방지를 위해 보다 좋은 것으로 판단되었다. 파일럿 규모의 현장 실험 결과 수중의 입자성 물질이 효과적으로 제거되어 본 장치가 유수지와 같은 대용량 수체의 수질개선을 위한 한 가지 방안으로 활용될 수 있을 것으로 기대되었다.