• 한국수자원학회논문집
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• 제43권10호
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• pp.911-920
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• 2010

저수지와 같은 갇혀진 수체는 상류에서 유입되는 오염물질 뿐만 아니라 성층현상에 의해서도 오염될 수 있다. 갇혀진 수체에서의 연직순환은 이러한 오염을 줄이는데 중요한 역할을 하는데, 연직순환을 일으키는 인자로는 빛의 입사, 바람, 물의 온도 및 열의 확산 등이 있으며, 그중에서도 가장 중요한 것은 바람의 영향이다. 그러므로 성층화된 흐름에서 바람에 의해 발생하는 연직순환에 대한 수치모형을 개발하고 적용하는 것이 필요하다. 본 연구는 수온성층흐름을 해석할 수 있는 3차원 수치모형을 제시하였다. 유속성분은x-축과 y-축 방향에서의 운동량방정식으로부터 3단계에 걸쳐 계산되고, 자유수면 변위와 온도변화 등의 스칼라양은 각각 자유수면방정식과 이송-확산 방정식으로부터 계산된다. 본 연구에서 제시한 모형의 정확도를 검증하기 위하여 정사각형수조에서 진동하는 자유수면의 해석해와 비교하였고, 성층화된 흐름에서 발생하는 연직순환에 대하여 수치모의를 실시하였다. 그 결과, 본 연구에서 개발된 수치모형이 흐름 내부의 현상을 잘 묘사함을 알 수 있었다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.57-65
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• 2015

농업과 IT기술 융합이 가속화됨에 따라 식물공장 내 작물의 품질 및 생산성을 향상시키기 위한 연구가 활발히 진행 중이다. 식물공장의 생산성을 최대화하기 위해서는 먼저 시설 내부의 특성을 고려하여 생육에 적합한 열 환경과 공기의 흐름을 제공하기 위한 고도의 생장환경 관리기술이 필요하다. 현재 운영되고 있는 식물공장은 특화된 공기유동장치의 설계 및 운영기술이 확립되지 않아 온도 기류 편차로 인한 불균일한 품질의 작물 생산, 재배기간 연장에 따른 에너지 소비 등의 문제점을 내포하고 있다. 이를 해결하기 위해서는 식물공장 시설의 설계 단계에서 전산유체역학 시뮬레이션을 이용한 공기유동장치의 배치 및 운영기술에 대한 최적화 과정이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 CFD(Computational Fluid Dynamics) 시뮬레이션을 이용한 순환 팬의 적정 배치 및 유속을 파악하여 식물공장 시설 내부의 각 지점별 온도 편차를 최소화하고 에너지소비를 절감한다. 시뮬레이션 조건은 순환 팬의 설치 위치 및 수량 그리고 유속변화에 따라 총 12가지의 Case로 구분하였으며 해석을 위한 경계 조건 변수는 동일하게 설정하였다. 시뮬레이션 결과, 2set의 순환 팬을 식물재배기 상단에 부착한 Case D의 제어 조건이 설정온도에 부합하는 296.33K의 평균온도를 유지하면서 식물생육에 적합한 0.51m/s의 기류분포를 보였다. 또한, 순환 팬의 유속을 변화시킨 결과, 출구 유속을 2.09/s로 설정한 Case D-3이 에너지 효율 측면에서 가장 우수한 결과를 보였다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제31권3호
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• pp.267-276
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• 2008

본 연구는 20세에서 50세까지 건강한 남성 지원자를 대상으로 내경동맥과 내경정맥의 혈류속도를 측정하기 위하여 2D-PC MRA를 촬영했다. 2D-PC MRA는 제4-5경추디스크를 지나는 FOV 24cm 넓이로 횡단 촬영하여 내경동맥과 내경정맥의 혈류속도를 넥타이를 매지 않은 상태와 세게 맨 상태에서 각각 측정하였다. 넥타이를 매지 않았을 때 내경동맥의 평균 혈류속도 최고치는 우측 72.13cm/sec, 좌측 74.96cm/sec (양측 평균 73.54cm/sec)이였고 내경정맥의 평균 혈류속도 최고치는 우측 -34.45cm/sec, 좌측 -24.99cm/sec(양측평균 -29.72cm/sec)였다. 그러나 넥타이를 세게 매었을 때 내경동맥의 평균 혈류속도 최고치는 우측 61.35cm/sec, 좌측 65.19cm/sec(양측 평균 63.27cm/sec)이며 내경정맥의 혈류속도 최고치는 우측 -22.14cm/sec, 좌측 -17.93cm/sec (양측 평균 20.03cm/sec)였다. 목에 세게 넥타이를 맨 경우가 넥타이를 매지 않은 상태 보다 양쪽 내경동맥의 평균 혈류속도가 86% (63.27/73.54cm/sec)로 약간 감소하는 반면 양쪽 내경정맥의 평균 혈류속도는 67%(-20.03/-29.72cm/sec)로 유의성 있게 감소하였다(P<0.05). 따라서 넥타이를 세게 매었을 때 내경정맥의 순환에 미치는 영향(33%의 혈류속도감소)이 내경동맥(14%의 혈류속도감소) 보다 유의성 있게 큰 것을 알 수 있었다(P<0.05). 결론적으로 본 연구결과는 2D-PC MRA를 이용하여 넥타이를 목에 세게 매었을 때 순간적으로 양쪽 내경정맥이 내경동맥보다 상대적으로 압박되어 혈류속도가 의미 있게 감소되며 일시적 폐쇄가 되는 소견을 보였다. 이 경우 넥타이를 목에 세게 매고 생활을 하는 경우에 대변을 보거나 또는 세면을 하는 등 일상적인 생활에서도 예기치 않게 일시적으로 내경정맥혈관이 압박되어 폐쇄되며 이차적으로 두개강 내의 정맥성고혈압을 일으켜 뇌졸중의 요인이 될 수 있는 것으로 유추된다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제34권5호
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• pp.351-357
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• 2009

This study was conducted to verify the simulation model through the drying test, and investigate effect of factors, such as temperature of drying air, airflow rate, and velocity of the airflow, on the drying. The low temperature drying simulation model was developed based on the circulation dry simulation model presented by Keum et al. (1987), and by modifying low temperature thin layer drying model, equilibrium moisture content model, latent heat of vaporization model, and crack ratio prediction model. The heat pump and experimental dryer with a capacity of 150kg were used for the test. The RMSE between the predicted and measured value was 0.27% (drying temperature), 0.15% (crack ratio), and 2.08% (relative humidity), so the relevance of the model was verified. In addition, the effect of drying temperature, airflow rate, and velocity of the airflow on the drying was examined. The experimental results showed that the crack ratio at drying temperature of $25{\sim}40^{\circ}C$ was allowable. Moreover, at below $30^{\circ}C$, variation of the crack ratio was slight, but drying time was delayed. Given these results, the drying temperature of over $30^{\circ}C$ was effective. As the airflow rate increased, required energy dramatically increased. Whereas drying rate slowly increased, so loss of drying efficiency was caused. Considering these results, the dryer needed to be designed and adjusted to lower than $30\;m^3/min{\cdot}ton$. As velocity of the airflow increased, required drying energy increased when the velocity of the airflow was over $5\;m^3$/hr, while crack ratio and drying rate showed little variation.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.6-9
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• 2008

Analyzing the characteristics of blood flow in the blood vessels is very important to diagnose the circulatory diseases. In order to investigate the hemodynamic characteristics in vivo, the measurements of blood flows inside the extraembryonic arterial and venous blood vessels of chicken embryos were carried out using an in vivo micro-PIV technique. The circulatory diseases are closely related with the formation of abnormal hemodynamic shear stress regions, thereby it is important to get blood velocity and vessel's morphological information according to the vessel configuration and the flow conditions. In this study, the flow images of RBCs in blood vessels were obtained using a high-speed CMOS camera with a spatial resolution of approximately 14.6${\mu}$m${\times}$14.6${\mu}$m in the whole circulation network of blood vessels. The blood flows in the veins and arteries show steady laminar and unsteady pulsatile flow characteristics, respectively. The mean blood flows merged (in veins) and bifurcated (in arteries) smoothly into the main blood vessel and branches, respectively, without any flow separation or secondary flow which accompanying large variation of shear stress. Vorticity was high in the inner regions for both types of vessels, where the radius of curvature varied greatly. The instantaneous flows in the arterial blood vessels showed noticeable pulsatility due to the heart beat, and the main features of the velocity waveforms, including pulsatile shape, retrograde flow, mean velocity, maximum velocity and pulsatile frequency, were significantly dependent on the pulsatile condition which dominates the arterial blood flow. In near future, these in vivo experimental results of blood flow measured in various extraembryonic blood vessels would be very useful to understand the hemodynamic characteristics of human blood flows and various blood flow researches for clinically useful hemodynamic discoveries as well.

• 한국수산과학회지
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• 제24권5호
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• pp.289-302
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• 1991

광양만 미고결 퇴적물의 음향학적 특성을 밝히기 위해서 음파전달속도와 물리적 성질 및 퇴적물의 조직과의 상관관계를 알아보았다. 비교 모델은 Hamilton(1970)의 북태평양 대륙붕 및 사면 퇴적물로 하였다. 광양만 퇴적물(40cm 깊이 이하)의 음파전달속도는 평균 1.521km/s로서 북태평양 대륙붕 퇴적물 보다 약 0.02-0.04km/s 느리다. 광양만지역 퇴적물의 속도가 전반적으로 느린 이유는 모델로 사용한 Hamilton(1970)의 북태평양 대륙붕 및 대륙사면 지역과는 퇴적환경도 다른데다가 세립질 퇴적물의 함량이 더 많기 때문으로 생각된다. 원래의 퇴적환경으로 믿어지는 코어 40m 이하 층에서의 각 조직표준치 및 물리적 계수간의 상관 관계는 Hamilton(1970)의 자료와 비교적 잘 일치한다. 입도분석 결과 광양만의 표층퇴적물은 만의 북부 지역은 sandy mud가, 남부 지역에는 mud가 우세한 것으로 나타났다.

• 설비공학논문집
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• 제8권4호
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• pp.519-526
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• 1996

A 2D-LDV system was employed to investigate the flow field characteristics in fully developed drag reducing turbulent channel flows. The additive used in this study was Habon-G which showed splendid drag reduction effect and minimum mechanical degradation trend in the closed flow circulation loop. In order to have better understanding of the drag reduction mechanism, the instantaneous velocities were carefully measured under various experimental conditions and the flow characteristics including time-averaged velocity, turbulent intensity and Reynolds shear stresses were carefully assessed. The time-averaged velocity profiles of surfactant flows showed more parabolic shape(typically shown in a laminar flow) together with significant suppression of turbulent production, yielding the shear induced micelle structure orienting in the flow direction due to its isotropic characteristics. Especially it was observed that the maximum intensity for drag reducing flows was shifted away from the wall and that the streamwise and normal turbulent intensities were strongly altered. This phenomenon strongly suggests that the viscous sublayer becomes thicker with addition of surfactant. Turbulent momentum transport was drastically suppressed across the whole drag reducing channel flow.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.56-63
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• 2007

Because the mixing efficiency is influenced remarkably by varying the geometrical configurations, the study of flow characteristics inside the mechanical agitator is very important to improve the performances. The draught tube in the agitator makes intermixing between the screw and tube by interrupting radial flow, and it makes circulation region in a mixing chamber. In general, the helical screw agitator with a draught tube (HSA) is proved more efficient to mix than the others. Consequently, such as the shapes of helical screw, number of pitches and the variation of angular velocity are the main parameters for improving the capacity of HSA. And also the suspension of the solid particles in the agitator can be determined these parameters. The rate of solids suspension in the mixing chamber was quantified with a statistical average value, of. Numerical analyses were carried out, using a commercial CFD code, Fluent, to obtain the velocity, pressure and particle distributions under steady, laminar flow and no-slip conditions. Results are graphically depicted with various parameters.

• 한국정밀공학회지
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• 제30권5호
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• pp.544-551
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• 2013

Recently high speed mixer, which is mixing, grinding, dispersion for liquid-liquid material, has been widely used several industries such as food, cosmetics, pharmaceuticals, fine chemicals, electronic material. This high speed mixer has a core element part called particle separation device. Particle separation device, which makes mixed liquid and liquid material using shear forces from a rotor and a stator, is a decisive factor in the distributed parts. In this study, we examined the velocity distribution of the two models of particle separation device using computation fluid dynamics, so that we were able to see the difference of the velocity distribution according to the shape. Also, by experiment, we observed that the use of rotor-screen type is deemed more suitable in case of accurately considering the effect of improving of the dispersibility through the circulation of the future.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제29권2호
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• pp.110-126
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• 1997

A two-dimensional continuum model for the hydrogen mining phenomena in the containment subcompartment under severe accident conditions has been developed to predict the spatial distribution of the hydrogen concentration. The model can predict the distribution of time-dependent hydrogen concentration for HEDL experiments well. For the simulation of these experiments, the hydrogen is mixed uniform within the test compartment. To predict the extent of non-uniform distribution, the dominant factors such as the geometrical shape of obstacle and velocity of source injection in mixing phenomena are investigated. If the obstacle disturbing the flow of gas mixture exists in the compartment, the uniform distribution of hydrogen might be not guaranteed. The convective circulation of gas flow is separately formed up and down of the obstacle position, which makes a difference of hydrogen concentration between the upper and lower region of the compartment. The recirculation flow must have a considerable mass flow rate relative to velocity of the source injection to sustain the well-mixed conditions of hydrogen. Finally, in order to account for non-uniform distribution of the hydrogen due to the geometrical configuration the maximum-to-average ratio is functionalized.