• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.734-739
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• 2016

선형으로 움직이는 글로브 밸브의 목적은 주로 유량을 제어할 수 있도록 설계 되어 있으며, 디스크의 움직임으로 인해서 유량을 제어가 가능하게 된다. 본 논문은 유량계수를 예측하기 위해서 전산유동해석 프로그램인 ANSYS-CFX로 유동해석을 진행 하였고 본 해석에서 사용되는 글로브 밸브 모델을 시제품과 동일한 형상의 크기로 설계하였다. 유량계수는 밸브 전개 시 $16.5^{\circ}C$의 맑은 물이 전후의 압력차 1psi로 흐를 때 그때의 유량을 말한다. 다시 말해서 밸브의 크기를 결정할 수 있는 중요한 요인이 된다. 밸브의 유량계수와 유량을 해석을 통해서 얻어낼 수 있었고, 그 해석으로 인해서 분당 0~0.1gal 유량을 제어할 수 있는 정밀제어 글로브 밸브를 개발 할 수 있었다. 유동해석과 실험의 결과로 유량계수를 서로 비교하였으며 그 결과로 인해서 유량계수의 오차율이 매우 작음을 확인하였고, 해석의 신뢰성을 확보하였다. 따라서 실험 없이 해석만으로 충분히 유량계수의 경향성을 파악하는데 크게 어려움이 없음을 보여주었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권4호
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• pp.91-100
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• 2008

본 연구는 Cartesian 격자망을 기본으로 하여 복잡한 지형을 위한 격자를 간편하고 효율적으로 생성할 수 있는 기법인 분할격자체계를 제안하고자 한다. 분할격자기법은 전반적인 흐름영역의 격자는 균일한 크기의 Cartesian 격자로 표현하지만 수치모형의 정확성, 적용성 및 효율성을 증대시키기 위하여 흐름의 특성이 변하는 격자를 분할하여 처리하는 기법이다. 분할격자체계에 의한 격자망은 다양한 크기 및 형상을 지니게 되므로, 유한체적기법을 적용하여 복잡한 흐름영역을 위한 수치모형을 구성한다. HLLC Riemann 근사해법을 이용하여 지배방정식을 이산화하였으며, 수치해의 안정성을 기하기 위하여 TVD-WAF기법을 적용하였다. 분할격자체계를 이용한 수치모형을 검증하기 위하여 해석해가 존재하는 사각형수조의 자유진동흐름을 모의하였다. 해석해와 수치모의 결과를 비교하여 본 연구에서 제안된 기법이 균일격자 및 분할격자체계에서 자유수면변위 및 x-축 및 y-축 방향의 유속을 정확히 모의함을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.122-126
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• 2017

태양열 에너지를 이용하여 단순한 형태의 공기가열식 집열기를 이용하여 공기를 가열하고 이를 활용하여 생활공간의 난방문제를 해결하기 위한 장치를 개발하는데 목적을 두고 진행되고 있다. 현 시점에서 연구는 모델로 개발한 공기가열식 태양열에너지 집열기의 크기 변화에 따른 가용한 에너지의 량을 이론적으로 산출해 보고 이를 통해 개발 시스템의 가능성을 판단하고자 한다. 본 연구에서는 공기가열식 태양열 집열기의 공기가열성능을 판단하기 위하여, 특정 크기의 태양열 집열기에 일정한 일사량을 투하하였을 때, 모델 집열기 내부에서의 열전달 특성변화와 이를 통해 생산되는 공기의 온도($^{\circ}C$)와 생산량(kg/h)을, 유한체적법(Finite Volume Method)을 적용한 범용 열유동해석(CFD) 프로그램인 영국 CHAM사의 PHOENICS(1)를 이용하여, 분석한 결과를 구하였다. 분석한 결과에서 알 수 있듯이 집열기의 크기가 ($1.2m{\times}1.1m{\times}0.19m$)의 집열기에서 알루미늄으로 제작하는 내경 0.1m의 공기 가열관을 이용하여 가열할 수 있는 공기의 온도는 약 $40.5^{\circ}C$이며 이때 생산되는 공기의 생산량은 약 $161m^3/h$으로 산출되었다. 본 모델장치는 충분히 태양의 열에너지를 이용하여 실내공간의 온도를 인간이 활동하기에 적합한 활동의 환경을 유지하는데 활용할 수 있다고 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.674-682
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• 2018

노후된 철근콘크리트 항만 구조물을 보수보강하기 위한 기존의 공법 대부분은 염기침투와 균열발생을 막기 위한 목적으로 개발되었으며 슬래브나 보 하부를 섬유복합체나 섬유복합체 패널로 벽지 바르듯 빈틈없이 접착시키는 공정으로 이루어져 있다. 하지만 이런 공법들은 섬유제품의 밀폐성 때문에 항만구조물 상부에서 유입되는 빗물 등의 수분을 외부로 배출시키지 못한다. 배출되지 않은 물은 보수보강 부위를 물통역할을 하게 되어 슬래브나 보의 피복콘크리트 전체를 탈락시키는 문제를 발생케 한다. 이에 본 연구진은 선행연구에서 콘크리트 구조물 내부로 유입된 수분을 배출하는 물배출 앵커 및 트랩볼트를 개발하였다. 하지만 앵커볼트의 매입부분의 수분은 배출되지 않아 잔류수분 문제가 발생하였다. 본 연구에서는 이런 잔류수분 문제를 해결하기 위해 기 개발된 물배출 앵커 및 트랩볼트 측면에 홀을 추가로 천공하는 여러 대안을 제시하였다. 또한 보수보강 현장에서 물배출 앵커를 적용할 경우 앵커의 설계하중 적용을 위해 인장강도시험, 인발강도시험을 수행하였고, 배수성능시험을 통해 최적의 성능개선 형 물배출 앵커 및 트랩볼트를 개발하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제39권1호
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• pp.82-89
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• 2002

선상가열에 의한 판 변형 예측은 고유변형도법에 의해 효율적으로 예측할 수 있다. 종래의 용접에서의 고유변형도 결정 방법은 용접 실험을 통하여 온도분포와 강의 상변태 영역(Ac3)을 시편을 절단하여 계측하고 이를 고유변형도 영역으로 간주하는 것이었다. 선상가열의 현상은 용접과 유사하므로, 용접과 같은 조건 하에서 얻어진 결과를 그대로 선상가열 해석에 이용하여 왔으나 이 결과는 가열 패턴이나 판 두께에 제한을 가지고 있다. 또한 현장에서는 선상가열 후 수냉 처리하는데 그 과정에서 강이 원래의 상으로 돌아가지 않고 마르텐사이트가 되면서 전단 소성 변화를 일으킨다는 점에 착안하여, 본 연구에서는 종래에 시편의 온도계측과 상변태 영역을 직접 계측하는 파괴검사법을 FEM을 이용한 이론해석으로 대체하였다. 즉 임의의 적절한 열속 모델에 대한 온도 분포를 얻고, 조직변화에 따라 추가적으로 발생하는 소성 영역을 고려하기 위하여 공석 온도 영역까지 포함시켜 온도계측과 파괴실험 없이 순수한 이론만으로 고유변형도 영역을 결정하는 새로운 방법을 제안하였다. 이 방법으로 결정한 영역을 이용하여 판의 변형을 예측하고 실험 결과와 비교하여 잘 일치함으로써 본 논문에서 제안한 방법의 유효성을 입증하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권10호
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• pp.891-896
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• 2009

준설 시 발생하는 부유물의 이송 확산 과정을 해석하기 위하여 퍼프모형을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 퍼프 모형은 추적방법에 따라 전방추적모형과 후방추적모형으로 나눌 수 있으며, 이 두 가지 추적방법은 계산효율과 수치 오차에 있어서 상이한 특성을 나타내었다. 경계처리에 있어서 입자추적모형과 상이한 방법을 사용하는 퍼프모형은 폐경계에서는 입자추적모형과 동일한 결과를 나타내지만 개경계에서는 다른 결과를 나타내었다. 또한 오염원이 임의의 공간적 분포를 갖는 경우, 퍼프모형은 입자추적모형보다는 적은 수의 퍼프를 사용할 수 있지만 이에 따른 경계면에서의 수치오차를 발생하였다. 흐름이 일정한 경우와 전단흐름의 경우에 대하여 이송 확산 수치모의를 수행하였으며, 이를 각각의 경우의 해석해 결과와 비교 분석하였다. 후방추적 퍼프모형은 전방추적 퍼프모형에 비하여 사용된 퍼프수와 관계없이 작은 오차를 발생하였으며, 전체적으로 퍼프모형이 입자모형보다는 훨씬 적은 수의 계산을 통해서도 작은 오차를 나타낼 수 있다는 것을 알 수 있었다. 그러나 Gaussian 분포를 갖는 퍼프모형은 전단흐름에서의 긴 유선형 농도분포를 모의할 수 없었고, 이에 관한 오차는 전단계수가 증가함에 따라 비선형적으로 증가하였다. 이와 같이 퍼프모형은 다양한 수환경에 적용할 경우, 뛰어난 효율성에 비해 정확도가 다소 감소하는 경향이 있지만, 입자추적모형과의 연계 모의 등을 통해 준설지점 인근의 근역에서의 오염원 해석에 사용될 수 있다.

• 멤브레인
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• 제23권3호
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• pp.226-236
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• 2013

관형 알루미나 정밀여과와 이산화티타늄 광촉매 코팅 PP (polypropylene) 구의 혼성공정에서 질소 역세척 주기(FT)와 시간(BT)의 영향을 막오염에 의한 저항($R_f$) 및 투과선속(J), 총여과부피($V_T$)의 관점에서 광촉매 첨가 PES (polyethersulfone)구를 사용한 기존 결과와 비교하였다. 일반적인 역세척 방법인 공기가 아닌 질소로 역세척을 한 이유는 공기에 포함된 산소에 의해 수질분석에 영향을 줄 가능성을 최소화하기 위한 것이다. FT가 짧아질수록 $R_f$는 감소하고, J와 $V_T$는 증가하였다. 용존유기물의 평균 처리효율은 82.0%로 PES 구 결과의 78.0% 보다 높았다. 이러한 결과는 광촉매 코팅 PP 구가 광촉매 첨가 PES 구 보다 효과적으로 용존유기물을 제거한다는 것을 의미한다. BT가 길어질수록 최종 $R_f$는 감소하고 최종 J는 증가하였지만, $V_T$는 BT 15초에서 최대값을 보였다. 탁도의 평균 처리효율은 BT 변화에 따라 특별한 경향을 보이지 않았다. BT가 6초에서 30초로 증가함에 따라 용존유기물의 처리효율은 11.8% 증가하여, PES 구의 결과보다 다소 크게 증가하였다.

• 한국수산과학회지
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• 제17권2호
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• pp.83-91
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• 1984

$1982{\sim}83$년과 $1966{\sim}70$년의 해양관측자료를 사용하여 하계 우리나라 서해 연안에서 형성되는 조석전선의 형성원인과 그 위치 및 구조를 조사하였다. 하계에 형성되는 전선은 조류에 의한 해저 난류로 연직혼합이 일어나는 곳과 외해와의 경계성이며, 그 위치는 수온, 염분, 용존산소의 수평경도와 수색 및 투명도로써 조사한 결과, G선($35^{\circ}31^'N$)과 S선($35^{\circ}25^'N$)의 연안에서 약 20mile 떨어진 해역이었다. 성층상태를 고려한 위치에너지는 V=10 $Joule/m^3$였으며, 수온, 염분, 용존산소와 수색 및 투명도로 조사한 전선의 위치는 이와 대체로 일치하였다. 따라서 이 역을 경계로 연안쪽은 물리, 화학적인 특성이 연직적으로 균일한 혼합층을 형성한다. 외해쪽에는 수면에서 약 $10{\sim}20m$까지 표면 혼합층, 약층, 그리고 저층 혼합층의 순으로 수괴의 구조가 형성되 어 있다. 동계에는 서해 전역이 표면냉각으로 인하여 전 해역에서 연직혼합이 일어나므로 하계의 구조와 같은 전선은 명확하게 형성되지 않는다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권3호
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• pp.197-201
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• 2017

대부분의 어선에서는 포획된 어류를 관리하고 저장하기 위해 얼음 냉각 시스템을 사용한다. 그러나 얼음 냉각 시스템은 작동 시간의 제한뿐만 아니라 적절한 온도와 염분 농도를 유지하는 것이 어려운 단점이 있다. 본 연구의 목적은 어류 운반선의 어창에 적정한 해수온도 유지를 위한 해수 냉각 시스템용 만액식 증발 열전달 특성을 파악하는데 있다. 실험은 냉매의 해수 온도, 유량 및 포화 온도의 변화를 주며 열전달 특성을 파악하였다. 동일 열유속에서 Aluminium-Brass tube가 Copper-Nickel tube 보다 외측 열전달계수가 약 10% 큰 것으로 확인할 수 있었으며, 이를 통해 해수용 열교환기의 전열관으로 Aluminium-Brass를 적용하는 것이 열전달 측면에서 효과적일 것을 확인할 수 있었다. 만액식 단관 열전달계수와 18 kW급 만액식 해수냉각시스템의 총괄열전달계수의 비교를 통해 동일 조건에서는 25%정도 단관의 열전달계수가 큰 값을 나타내었으며, 이러한 결과는 만액식 관군 열교환기의 설계를 위한 중요한 자료가 되리라 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권12호
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• pp.991-1000
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• 2011

저수지 탁수 모델링에서 실측자료가 없는 경우 유입하천 부유사 농도(SS) 산정을 위해 유량(Q)과 SS 관계식이 자주 사용된다. 일반적으로 하천을 통과하는 SS 부하율은 유량에 의해 변동된다는 가정 하에 유량과 SS의 멱함수(SS=aQb) 관계가 가장 빈번히 적용되고 있다. 그러나 Q-SS 관계는 측정 지점에 따라 배타적 특성을 가지며, 동일 지점에 대해서도 연중 계절적 변동성이 있다. 더욱이, Q-SS 관계는 동일한 수문곡선에서도 유량 상승기와 하강기에 이격현상을 보이기도 한다. 본 연구의 목적은 용담댐 저수지와 소양강댐 저수지 유입 하천에서 강우시 연속 실측한 자료를 바탕으로 Q-SS 관계의 이격현상을 고찰하고, SS 부하율 산정 오차에 미치는 영향을 분석하는데 있다. 연구결과, Q-SS 관계는 홍수사상 동안 높은 분산도와 시계방향의 이격현상을 보였으며, 동일한 유량에 대해 유량 상승기가 하강기보다 SS 농도가 높게 나타났다. 이러한 이격현상은 저수지로 유입하는 SS 부하량 산정에 있어 유의할 만한 오차로 작용하였으며 Q-SS 멱함수는 실측 부하량을 과소평가하는 결과를 가져왔다. 이것은 저수지 탁수모델링에서 중요하게 고려해야 할 사항이다. 본 연구에서는 Q-SS 관계식의 대안으로 탁도-SS관계가 제시되었다. 탁도-SS 관계는Q-SS 관계보다 분산도가 작았으며 실측 부하량과의 오차를 획기적으로 줄였다. 따라서 저수지로 유입하는 SS 부하율의 보다 정확한 산정과 탁수모델링의 신뢰도를 높이기 위해서는 유입 탁도에 대한 실시간모니터링이 필요하다.