• Current Research on Agriculture and Life Sciences
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• 제33권2호
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• pp.41-47
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• 2015

본 연구는 온실용 피복재 및 보온재의 조합에 대한 시뮬레이션 해석모델을 개발하여 관류열전달계수를 산정하고 측정된 결과와 비교하여 타당성을 평가하기 위해 수행되었으며 결과를 요약하면 다음과 같다. 유리이중피복의 경우 이중피복 사이의 공기층이 두꺼워짐에 따라 관류열전달계수가 서서히 작아져서 공기층 두께가 25 mm 이상이 되면 관류열전달계수의 변화가 거의 없는 것을 확인할 수 있었다. 또한 온도차가 증가함에 따라 관류열전달계수도 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 두 플라스틱 피복재 사이에는 대류에 의한 열전달이 활발하게 일어나기 때문에 비정상 유동에 의한 열전달이 발생하고 이로 인해 온도분포도 비선형적으로 변하는 것으로 사료된다. 플라스틱 피복재 및 보온재들의 간격이 50~200 mm범위에서 변화할 때에 피복재의 간격은 관류열전달계수 큰 영향을 미치지 않는다는 사실을 확인할 수 있었다. 천공복사를 고려한 경우와 고려하지 않은 경우 모두 핫박스의 내외부 온도차가 $30^{\circ}C$인 조건에 대해서는 수치해석결과와 실험결과가 대체로 잘 일치하였다. 따라서 핫박스의 내외부 온도차가 $30^{\circ}C$ 이상인 조건에서 수치해석을 통해 관류열전달계수를 산정한다면 신뢰성 있는 값을 얻을 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권10호
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• pp.933-940
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• 2009

본 연구에서는 분무화염의 기초적인 물리현상을 해명하기 위하여 층류 대향류장에 형성된 분무 화염에 2차원 직접 수치계산(Direct numerical simulation, DNS)을 적용하여, 당량비 및 연료종이 분무화염 구조에 미치는 영향에 대하여 관찰하였다. 기상에 대해서는 질량 보존식, 운동량 보존식, 에너지 보존식을 오일리안(Eulerian) 법으로 계산하였으며, 액적에 대해서는 화염중의 모든 개개의 유적을 라그란지안(Lagrangian) 법으로 추적하였다. 액체 연료로는 n-데칸 ($C_{10}H_{22}$)과 n-헵탄($C_7H_{16}$)을 이용하였으며, 연소반응 모델에는 총괄반응식을 이용하였다. 당량비가 증가함에 따라 착화가 빠르며, 고온영역도 넓게 분포하고 있다. 그러나, 최대 온도치는 당량비가 증가함에 따라 한번 증가한 후 감소하는 경향을 나타내고 있다. 당량비가 클수록 최대 온도가 감소하는 것은 분무화염 내부의 군연소 거동에 의한 냉각효과 때문이라고 생각된다. 또한, n-헵탄은 n-데칸과 비교하여 증발속도가 빠르기 때문에 넓은 고온 영역을 형성하지만 최대 온도는 거의 같은 값을 나타내었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권10호
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• pp.649-657
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• 2017

고압의 파이프 파단 시 파이프 내에 있던 유체가 고속으로 대기로 분출될 때 압축성유동을 동반하는 초음속제트가 발생한다. 이러한 초음속제트는 일반적으로 복잡한 비정상거동을 보여줄 수 있다. 본 연구는 이러한 고압파이프에서 분출되는 초음속제트에 의해 생성되는 압축성유동을 고찰하기 위하여 전산유체역학 해석이 수행되었다. 분출기체의 종류 및 파이프직경 변화에 따른 비정상유동 특성을 해석하기 위해 SST $k-{\omega}$ 난류모델이 채택되었다. 전산해석 시 기본 경계조건은 파이프직경 10 cm, 제트 압력비 5, 기체온도 300 K로 가정하였다. 그 해석결과로 초음속제트로 인해 생성되는 충격파의 거동이 관찰되었고, 간접적인 영향으로 폭풍파도 발생됨을 알 수 있었다. 기체의 분자량이 가장 작은 $H_2$의 압력파 특성은 안전영역까지의 거리가 가장 짧았으며, 분자량이 비슷한 $N_2$, 공기 및 $O_2$는 큰 차이가 없었다. 또한 파이프직경이 커져 제트에 의한 영향범위도 더욱 증대됨을 알 수 있었다.

• 공학논문집
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• 제1권1호
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• pp.23-30
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• 1997

실내를 따뜻하게 하기위한 고온의 라디에이터, 냉동코일, 변압기, 전기가열장치 및 전자장비에서와 같이 자연대류에 의한 에너지전달은 여러 공업분야에 응용되고 있다. 일반적으로 임의의 벽면온도에 따른 수평채널에서의 비정상자연대류흐름과 수학적.물리적 대류이동에 관한 기본법칙을 고찰하였다. 전달문제에 관한 물리적 의미있는 엄밀해는 표준유한정현변환기법을 적용함으로써 폐쇄형에 있어서 얻어진다. 또한 최종 정상상태의 유동과 열전달을 초래하는 Pr수와 Ra수 등 기본매개변수의 영향에 대해서 각각 검토하였다. 축방향의 평균속도를 측정하는 Pr수가 Pr>1 과 Pr<1 일 경우 각각 시간차에 접근하고 또한 축방향의 온도구배를 대표하는 함수는 기본매개변수가 없으므로 영향을 받는 것이라 본다. 그러나 정상상태의 유동현상은 Ra수에 따라서만 영향을 받게된다. 자연대류는 여러 가지 전기기구들은 물론이고 파이프장치 등의 열전달에 큰 영향을 미친다. 또한 열전달과정이 포함되는 바다와 대기의 운동과 같은 지구의 환경과학에도 중요하다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제27권3호
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• pp.117-125
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• 2007

This study proposes a CFD(Computational Fluid Dynamics) analysis as a method of verification of the designed-data and a supplement of the insufficient experiences in geothermal system, which shows a rapid growth among the renewable energies. The followings are the results. FLUENT 6.2.12 is used as a CFD tool on this study, with the equations of continuity, motion, energy for unsteady flow through pipes and k-epsilon turbulent model. S-type model which has one borehole with diameter 12m by depth 206m and T-type model which has 3 boreholes with $12m{\times}20m{\times}206m$ are proposed, and also the boundary conditions are described. The temperature differences between temperatures by CFD analysis and by on-site measurement are less than 1.5%, this shows a high reliability of CFD analysis process which this study proposes. After 11 days simulation operated 12 hours interval On/Off mode, it is clearly predicted that the outlet temperatures of geothermal pipes are increased by $1.2^{\circ}C$, and $2.2^{\circ}C$ after 4 months. And the outlet temperatures of geothermal pipes increased with increase of the mass flow rates through the pipes. T-type model shows that the 4m distance between boreholes are reasonable because the temperatures at 2m and 6m from boreholes are nearly same.

• 에너지공학
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• 제12권1호
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• pp.35-41
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• 2003

본 연구에서는 배가스의 현열회수를 통해 연소기기의 열효율을 향상시키는 축열연소시스템에서 구형축열체를 이용한 축열기내 열유동을 해석할 수 있는 수치해석 코드를 개발하였다. 이를 통해 축열기내 비정상 열유동을 해석하고 축열기 길이를 포함한 축열기 형상과 축열체 구경에 따른 배열회수와 압력손실의 관계를 파악해 보았다. 수치해석은 1차원 2상 유체역학 모델을 도입하여 MacCormack방식으로 해를 얻었으며, 실험적 경향과 일치함을 알 수 있었다. 개발된 수치코드를 통해 얻은 결론은 축열기 길이가 길고 입자구경이 작으며 축열기내 유체 유속이 빠른 경우에 많은 배열을 회수할 수 있으나 압력손실이 커짐을 알 수 있었다.

• 한국대기환경학회지
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• 제22권1호
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• pp.35-41
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• 2006

The steel foundries with electric arc furnaces handling metal scraps have recently gained an attention as a potential source of dusts. The present study focuses on the analysis of dust emissions and removals during furnace charging and melting processes by commercial CFD software named FLUENT. A body fitted grid system consisting of 880,000 meshes was first generated by Gambit for the electric arc furnace with the capacity of 60 ton/cycle and then FLUENT was invoked to solve the corresponding NavierStokers equation for the momentum, temperature and dust concentration. The entire processes from metal charging to metal melting were simulated to investigate the unsteady behaviors of fluid flows and dust concentrations. The model simulation results showed that as the top of the electric arc furnace opened for metal charging, hot plumes bursted out from the furnace rose strongly by buoyance and escaped mostly through the main hood. Therefore, the capacity of main hoods determined the vent efficiency in the metal charging process. As the furnace was closed after the metal charging and the metal melting processes was followed, the hot flow stream stretching from the furnace to the main hood was dissipated fast and the flow from the inlet of the bottom of the left hand side to the main and monitoring hoods constituted the main stream. And there was only a slow flow in the right hand side of the furnace. Therefore, the dust concentrations were calculated higher in the left hand side of the furnace, which was consistent with observations.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.125-132
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• 2012

Urea-SCR system, which converts nitrogen oxides to nitrogen and water in the presence of a reducing agent, usually AdBlue urea solution, is known as one of the powerful NOx reduction systems for mobile as well as stationary applications. For its consistent and reliable operation in mobile applications, such various problems as transient injection, ammonia slip, and freezing in cold weather have to be resolved. In this work, therefore, numerical study on three-dimensional unsteady heating problems were analyzed to understand the melting and heat transfer characteristics such as urea liquid volume fraction, temperature profiles and generated natural convection behavior in urea solution by using the commercial software Fluent 6.3. After validating by comparing numerical and experimental data with pure gallium melting phenomena, numerical experiment for urea melting is conducted with three different coolant heating models named CH1, 2, and 3, respectively. Finally, it can be found that the CH3 model, in which more coolant is concentrated on the lower part of the urea tank, has relatively better melting capability than others in terms of urea quantity of $1{\ell}$ for start-up schedule.

• Advances in concrete construction
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• 제10권4호
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• pp.357-367
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• 2020

The impulse of this paper is to examine the influence of unsteady flow comprising of Eyring-Powell nanofluid over a stretched surface. This work aims to explore efficient transfer of heat in Eyring-Powell nanofluid with bio-convection. Nanofluids possess significant features that have aroused various investigators because of their utilization in industrial and nanotechnology. The influence of including motile microorganism is to stabilize the nanoparticle suspensions develop by the mixed influence of magnetic field and buoyancy force. This research paper reveals the detailed information about the linearly compressed Magnetohydrodynamics boundary layer flux of two dimensional Eyring-Powell nanofluid through disposed surface area due to the existence of microorganism with inclusion the influence of non- linear thermal radiation, energy activation and bio-convection. The liquid is likely to allow conduction and thickness of the liquid is supposed to show variation exponentially. By using appropriate similarity type transforms, the nonlinear PDE's are converted into dimensionless ODE's. The results of ODE's are finally concluded by employing (HAM) Homotopy Analysis approach. The influence of relevant parameters on concentration, temperature, velocity and motile microorganism density are studied by the use of graphs and tables. We acquire skin friction, local Nusselt and motil microorganism number for various parameters.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제18권2호
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• pp.352-364
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• 2017

A novel 3D mathematical model for water film runback and icing on a rotating surface is established in this work, where both inertial forces caused by the rotation and shear forces due to the air flow are taken into account. The mathematical model of the water film runback and energy conservation of phase transition process is established, with a cyclical average method applied to simulate the unsteady parameters variation at angles of attack. Ice accretion on a conical spinner surface is simulated and the results are compared with the experimental data to validate the presented model. Then Ice accretion on a cowling surface is numerically investigated. Results show that a higher temperature would correspond to a larger runback ice area and thinner ice layer for glaze ice. Rotation would enhance the icing process, while it would not significantly affect the droplet collection efficiency for an axi-symmetric surface. In the case at angle of attack, the effect of rotation on ice shape is appreciable, ice would present a symmetric shape, while in a stationary case the shape is asymmetric.