• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.764-772
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• 2016

This paper presents on the evaluation of numerical analysis model of a ball valve used for a gas pipeline. The ball valve has important role to control the gas flow of the pipeline as well as safety operation to prevent gas explosion at the emergency. For the validation of numerical simulation, the computational domains are introduced three different types: a hexahedron chamber connected to a pipeline outlet without considering the geometry of pressure tubes, a pipeline only considered the geometry of pressure tubes, and a pipeline connected both of the a hexahedron chamber and pressure tubes. The commercial code, SC/Tetra, is introduced to solve the three-dimensional steady-state Reynolds-averaged Navier-Stokes analysis in the present study. The valve flow coefficient and valve loss coefficient with respect to the valve opening rate of 30%, 50%, and 70% are compared with experimental results. Throughout the numerical analysis for the three analysis domains, pressure computed along the pipeline is affected by computational domains. It is noted pressure obtained by the computational model considering both of the a hexahedron chamber and pressure tubes has a relatively good agreement to the experimental data.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.19-30
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• 2008

유체 시뮬레이션은 영화나 게임에 등장하는 물, 연기, 불, 폭발, 모래 등과 관련된 애니메이션을 생성하기 위해 유체운동 방정식을 풀어 형상화하는 컴퓨터 그래픽스 기술이다. 본 리뷰 논문은 유체 시뮬레이션에 대한 최근의 연구 동향을 영화를 중심으로 분석한다. 이를 위해 먼저 컴퓨터 그래픽스 분야에서 유체 시뮬레이션을 하는 방법과 이와 관련된 효율적 속도, 사실적 형상화 등의 기술적 이슈들을 격자 방법과 입자방법으로 분류하여 설명한다. 다음으로 2008년 Sci-Tech 오스카상을 수상한 유체 시뮬레이션 연구자 및 개발자들의 업적을 중심으로 그들이 제작한 영화 속에 사용된 기술의 특징을 설명한다. 이 과정을 통해 향후 영상 콘텐츠 분야의 유체 시뮬레이션 연구개발의 발전방향을 짚어보면 유체와 변형체나 고체사이의 상호작용, 상변이에 의한 위상 변화 표현, 유체 기반 크리쳐 생성과 크리쳐와 유체 상호작용 표현 기술이 주목을 받을 것으로 예상한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.378-383
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• 2009

Hydrogen is the primary fuel in fuel cell systems. Because of high inflammation and explosion possibility of hydrogen, fuel cell systems require safety measures to prevent hydrogen hazard upon leakage. In this study, a model enclosure was made by referring to a commercial residential fuel cell system and hydrogen leakage experiments and computational simulations were conducted therein. Hydrogen was injected into the cavity through leakage holes located at the bottom while its flow rate was precisely controlled using MFC. The transient sensor signals from hydrogen sensors installed inside the enclosure were recorded and analyzed. The hydrogen sensor signals showed different delay times depending on their position relative to a leakage point, which indicated that hydrogen generally moves upward and accumulates at the upper region of a closed cavity. The inflammable regions with hydrogen concentration over 4% LEL were observed to locate near the leakage hole initially, and broaden towards the upper cavity region afterward. The simulation result showed that detection time at the hydrogen sensor was similar to the pattern of experimental results. However, the maximum concentration of hydrogen had a gap between experiment and simulation at detect point due to measurement errors and reaction rate.

• 한국가스학회지
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• 제28권1호
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• pp.19-26
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• 2024

수소 등 인화성 가스를 취급하는 사업장은 KS C IEC 60079-10-1 기준에 따라 취급시설 주변을 폭발위험장소로 구분하여 관리하여야 한다. 그렇지만 동 기준은 가스의 종류, 실내·외 여부, 대기조건 등의 구분없이 누출특성값을 기준으로 폭발위험범위를 산정하므로 실효성 등에 대한 의문이 제기되고 있다. 본 연구에서는 수소를 대상으로 누출특성과 실외대기 조건에서 시뮬레이션(PHAST 및 HyRAM)을 통해 폭발위험범위를 도출하고 IEC 기준의 log-log 그래프에서 비교하였으며, 각 결과에 대한 회귀분석을 수행하였다. 그 결과, 각 조건에서 시뮬레이션 결과가 IEC 기준보다 0.6~3.8배 이상 적게 나타났으며, 동일한 누출특성값에서 풍속 및 대기안정도에 따라 폭발위험범위가 상이한 것을 확인할 수 있었다. 또한, 간편하게 사용할 수 있는 누출특성과 폭발위험범위에 대한 선형회귀식을 도출하였다. 따라서, 수소 취급 사업장 등에서 폭발위험범위 산정 시 본 연구에서 제시한 그래프와 선형회귀식을 통하여 IEC 기준과 시뮬레이션 결과를 용이하게 비교 및 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 이를 적용할 경우 합리적인 폭발위험장소 구분이 가능하여 경제적인 부담을 최소화할 수 있을 것으로 기대되며, 수소 폭발 등의 위험성을 크게 감소시킬 수 있을 것으로 전망한다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제36권4호
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• pp.1080-1087
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• 2019

화학물질 취급공정에서 발생하는 화학사고를 예방하기 위해 기본적으로 요구되는 위험성 분석 (Risk Analysis)시 공정의 특성을 잘 반영하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 CFD (computational fluid dynamics) 언어를 활용하여 화학공장의 고위험 공정을 대상으로 신뢰성 있는 사고 피해 결과를 분석하고 안전확보 방안을 제시하였다. 이를 위한 방법론적 사례로 화학공장의 RHDS (잔사유수첨탈황공정) 공정을 대상으로 실제공정의 운전조건, 설비 및 장치의 형태와 밀집도, 대기상태, 바람의 영향 등 여러 복합적 변수를 고려하여 FEA (Finite Element Analysis)와 CFD 시뮬레이션을 수행하여 확산, 폭발 시뮬레이션을 수행하였으며, 3D Scanning 기술, 누출공 크기 산정, 누출량 산정을 위한 CFD 적용 가능성을 검토하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권1호
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• pp.178-187
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• 2021

Dual-cooled annular fuel allows a significant increase in power density while maintaining or improving safety margins. However, the dual-cooled design brings much higher Zircaloy charge in reactor core, which could cause a great threaten of hydrogen explosion during severe accidents. Hence, an innovative fuel combined dual-cooled annular geometry and SiC cladding was proposed for the first time in this study. Capabilities of fuel design and behavior simulation were developed for this new fuel by the upgrade of FROBA-ANNULAR code. Considering characteristics of both SiC cladding and dual-cooled annular geometry, the basic fuel design was proposed and preliminary proved to be feasible. After that, a design optimization study was conducted, and the optimal values of as-fabricated plenum pressure and gas gap sizes were obtained. Finally, the performance simulation of the new fuel was carried out with the full consideration of realistic operation conditions. Results indicate that in addition to possessing advantages of both dual-cooled annular fuel and accident tolerant cladding at the same time, this innovative fuel could overcome the brittle failure issue of SiC induced by pellet-cladding interaction.

• 한국가스학회지
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• 제5권4호
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• pp.1-7
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• 2001

본 연구는 플랜트에서 일반적으로 사용하는 서장탱크에서 Heavy가스의 누출에 의한 증기운폭발사고에 대한 영향평가방법을 제시하고 변수의 최적선택조건을 얻기 위하여 부탄저장용기의 누출사고에서 증기운폭발에 대한 사고결과를 평가하고 사고결과에 미치는 변수의 영향을 분석하였다. 이 때 증기운폭발에서 지표면과 일정한 높이에서 연속 누출하여 분산되는 경우에 대하여 $SuperChems^{TM}$ Professional Edition을 사용하여 기상변수와 공정변수들의 변화에 대한 영향을 분석하였다 실제의 조업조건을 표준조건으로 하여 부탄이 저장탱크에서 15분 동안 누출되는 경우에 대하여 사고결과를 산출하고 해석한 결과 연소하한농도(LFL)의 최대거리가 52m이었고. 증기운폭발에 의한 생성된 과압이 128.2m에서 1 psi를 나타내었다. 부탄저장용기의 누출사고 결과에 미치는 변수의 영향 정도는 다소 차이가 있었으나 대기안정도, 바람속도, 배관의 크기, 관심거리 등이었으며, 이들 변수들의 값의 변화에 따라 사고 결과값의 변화가 크게 나타났으며 관심거리가 짧을수록, 누출공의 크기가 클수록 사고에 미치는 영향이 증가하고, 사고결과에 따른 피해범위가 크게 나타났다. 바람속도가 느릴수록, 대기의 상태가 안정한 상태일수록 연소하한농도에 이르는 거리가 증가하고 사고결과가 크게 나타났으며 사고결과에 미치는 변수들의 영향도 증가하였다. 따라서 부탄과 같은 Heavy가스의 저장용기에서의 누출사고에 의한 사고결과에 영향을 미치는 변수들의 영향분석을 바탕으로 영향평가방법을 제시하고 사고결과에 영향을 미치는 중요변수를 선정하고 변수들의 최적선택조건을 얻기 위하여 적절한 변수 값들을 선택하는 기준을 제시하였고 사고결과를 정확한 방법에 의하여 평가하고 예측할 수 있도록 하였다.하며, $31\%$가 한국인 약사에게 건강관리를 의존하는 것으로 나타나 미국사회의 의료 서비스 접근도는 극히 취약한 것으로 드러났다. 의료서비스 접근을 막는 주요 장벽으로는 비싼 의료비 $(53\%)$ , 의사소통장애$(37\%)$로 나타났다. 보건의료 서비스를 위해 주로 이용하며 생활의 정보를 얻는 통로로는 한국어 신문$(69\%)$과 한국어 TV$(61\%)$, 한국어 라디오 $(57\%)$로 밝혀졌다. 결론적으로 한국 이민자들에게 좀더 나은 의료 서비스 수혜를 위해서는 문화 친밀도가 높은 의료환경 조성 및 의료 서비스 제공자들의 이해를 높이는 일 등과 함께 한국 이민자들이 의료보험을 살수 있도록 한국어로 된 의료 서비스 정보를 제공하는 등의 노력이 필요할 것으로 생각한다. 열등한 위치에 있는 여성층과 초기 이민 적응에 가장 문제를 일으킬 소지가 있는 노년층을 들 수 있겠다. 이 연구는 몇 가지 제한점을 가진다. 첫째. 연구 대상자 선정이 어려워서 자원자를 대상으로 연구가 행해졌다. 둘째. 적은 수의 연구 대상자를 대상으로 연구가 행해졌다. 셋째. 연구기간이 짧았던 까닭에 좀더 상세한 사례 연구가 이루어질 수 없었다 좀 더 신뢰할 수 있는 표본 추출 방법을 통하여 선정된, 많은 연구 대상자를 가지고, 심도 있는 연구가 추후 반복적으로 이루어져야 할 것이다.더욱 더 발전을 거듭하고 있으며, 외식은 여행과 여가 활동의 필수적인 요소로써 그 역할을 일조하고 있다. 이와 같은 여가시간의 증가는 독신자들에게는 좀더 많은 여유시간을 가족을 이루고 있는 가족구성원들에게는 가족과의 유대를 강화하는 휴식과 오락의 소비 트렌드를 창출시켰다. 이와 더불어 외식은 식사를

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제28권2호
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• pp.1-14
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• 2019

고에너지 구성 요소 시스템의 설계를 위하여 고폭화약의 폭발 반응을 엄밀하게 모사할 수 있는 실제 규모의 하이드로다이나믹 해석을 수행하였다. 폭발성능 정밀 해석 SW는 고에너지 물질의 충격 민감도를 정량화하기 위한 반응 유동 모델을 검증하고 일련의 화약 트레인을 통과하는 충격파 전달을 예측하기 위해 개발되었다. 파이로테크닉 장치는 여폭약(HNS+HMX), 격벽(STS), 수폭약(RDX), 파이로테크닉 추진제(BPN)로 구성된다. 추진제 연소로 인하여 생성된 고압의 연소 가스는 충격파와 저밀도파 간 간섭에 의해 유도된 고유의 진동 유동 특성을 파악하기 위하여 10 cc 밀폐형 챔버에 유입된다. 특정 주파수(${\omega}_c=8.3kHz$)에서의 피크 특성을 검증하기 위하여 실험 및 계산으로 측정된 압력 진동을 비교하였다. 본 연구에서는 고폭화약의 폭발반응과 추진제의 폭연반응, 비-반응 금속의 변형에 관하여 단계별 수치해석 기법들을 충격 물리 해석 SW로 구현함으로써 고에너지 물질 시스템에 대한 대규모 하이드로다이나믹 시뮬레이션을 용이하게 하였다. 개발된 고폭화약 폭발성능 정밀 해석 SW를 고에너지 구성 요소 시스템의 파이로테크닉 연소 반응 M&S에 적용하여 실험 결과와 비교함으로써 검증하였다.

• 한국가스학회지
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• 제7권2호
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• pp.33-41
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• 2003

LPG는 사용, 저장, 생산 과정뿐만 아니라 이송 중에도 많은 잠재위험(Hazard)을 갖고있다. 소규모의 수요처일 경우, LPG 용기를 적재한 차량에 의해 지역 사업자에 의하여 배달된다. 만약 도심지역에 가스용기를 적재한 차량에 폭발사고가 발생한다면 주변지역에 재산 피해뿐 아니라 상당한 인명피해를 초래할 것이다 본 연구에서는 LPG 누출 사례연구를 통하여 가스용기를 이용한 LPG의 운반 중에 사고의 원인이 되는 잠재위험을 확인한 후 사고발생 시나리오를 작성하고 발생 가능성과 피해결과를 예측하는 위험성(risk)의 정량적 분석을 하였다. 본 연구에서는 위험분석 프로그램을 Excel과 Visual Basic으로 프로그래밍 하여, ETA(Event Tree Analysis)법으로 LPG 운반도중 발생할 수 있는 사고의 빈도수를 구한 뒤, 이를 바탕으로 폭발로 인한 피해 범위 및 피해정도를 도출하였다. UVCE의 경우, 가스용기에서 누출되어 증발된 LPG에 대하여 사고현장주변에서 10m 이내에서는 심각한 구조적 손상을 보이며, 150m 이상에서도 유리가 파열되는 심각한 손상확률을 보였다. 그리고 TNT 상당법으로 Probit 결과, 10분간 누출되었을 때 40m 지점에서 유리창의 $75\%$가 깨졌으며, 20m 지점에서 $16\%$, 40m 지점에서는 $10\%$의 구조적 손상을 보였다.

• 한국가스학회지
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• 제25권6호
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• pp.35-44
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• 2021

반도체 공정 중 PR (Photo Resist) 공정은 여러 인화성 물질을 혼합하여 사용하는 공정으로, 공정 장비가 Clean Room 내 설치되어 인화성 물질이 누출되는 경우 질식, 화재, 폭발 사고로 이어질 위험성이 크므로, 물질 누출시 발생할 수 있는 사고에 대한 영향을 분석하고, 작업자들의 안전을 보장할 수 있는지 평가하는 것이 필요하다. 본 연구는 FLACS CFD - Fire Module을 이용하여 10개의 누출, 화재 시나리오에 대한 CFD Simulation을 통해 Clean Room 내부 가상으로 설정한 Monitor Point에서의 복사열 및 온도 변화 값을 확인하였다. Clean Room 내부에서 발생한 화재는 층간 구조물에 높은 복사열을 전달하지만, 그 범위가 상당히 제한적이며, 단일 화재 사고로 인해 붕괴될 가능성이 희박하다. 화재 사고로 인해 탈출구로 이어지는 2 곳의 계단이 동시에 높은 복사열에 노출되는 시나리오는 없어, 화재 발생시 작업자가 탈출 가능하였다. 또한 복사열 및 온도 상승의 수준은 아래층으로 이동하면서 급격하게 낮아지는 것을 확인하였으며, API 520의 기준에 따라 작업자가 30초 동안 버틸 수 있는 복사열인 6.31 kW/m²에 노출된 작업자도 화재가 발생한 Clean Room 내부에서 충분히 탈출할 수 있음을 확인하였다.