Ning Tang;Chun-dong Hu;Yuan-lai Xie;Jiang-long Wei;Zhi-Wei Cui;Jun-Wei Xie;Zhuo Pan;Yao Jiang
Nuclear Engineering and Technology
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제54권11호
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pp.4134-4145
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2022
The collimator is one of the high-heat-flux components used to avoid a series of vacuum and thermal problems. In this paper, the heat load distribution throughout the collimator is first calculated through experimental data, and a transient thermodynamic simulation analysis of the original model is carried out. The error of the pipe outlet temperature between the simulated and experimental values is 1.632%, indicating that the simulation result is reliable. Second, the model is optimized to improve the heat transfer performance of the collimator, including the contact mode between the pipe and the flange, the pipe material and the addition of a twisted tape in the pipe. It is concluded that the convective heat transfer coefficient of the optimized model is increased by 15.381% and the maximum wall temperature is reduced by 16.415%; thus, the heat transfer capacity of the optimized model is effectively improved. Third, to adapt the long-pulse steady-state operation of the experimental advanced superconducting Tokamak (EAST) in the future, steady-state simulations of the original and optimized collimators are carried out. The results show that the maximum temperature of the optimized model is reduced by 37.864% compared with that of the original model. The optimized model was changed as little as possible to obtain a better heat exchange structure on the premise of ensuring the consumption of the same mass flow rate of water so that the collimator can adapt to operational environments with higher heat fluxes and long pulses in the future. These research methods also provide a reference for the future design of components under high-energy and long-pulse operational conditions.
낙동강하구둑은 하구둑 상류로의 염수침입을 방지하여 지속적인 용수를 공급하기 위해 1987년에 건설되었으며 이후 매년 하구둑 상류 접근수로에 퇴적되는 유사를 제거하기 위해 준설 작업이 수행되어져 왔다. 준설작업뿐만 아니라 산업 및 주거 시설의 개발사업 등의 하천 환경 변화로 인해 하구둑 상류에서의 유사 이송 및 하상 특성은 꾸준히 변화되어 왔으나 하구둑이 건설된 이 후 유사이송 및 하상변동에 대한 현장 모니터링 및 연구는 활발히 수행되지 못하였다. 이에 본 논문은 낙동강 하류의 대상구간에 대해 현장 측정 자료 및 과거 자료들을 최대한 활용하여 낙동강하류에서의 하상변동 및 계절별 유사농도 등의 변화를 분석하였으며 검증된 기초자료들과 준정상류 모형을 이용하여 하구둑 상류에 시행되고 있는 준설작업의 수행 여부에 따른 홍수 발생시 수위 변화에 대해서 수치모의를 실시함으로써 낙동강하구둑에서의 준설효과를 분석하였다.
복잡한 수심을 가진 연안해역에서 조석, 바람과 파랑에 의해 발생된 흐름의 영향까지를 고려한 파랑모델의 도입은 대부분의 해안공학 설계나 방재 문제에 매우 중요한 요소이다. 근해역에서 수심변화에 의한 굴절 및 천수효과, 흐름에 의해 유발되는 굴절효과, 파형경사에 따를 쇄파, 회절, 바람에 의한 파의 성장, 파랑 상호간의 간섭, 파랑과 흐름의 상호 간섭 및 에너지 재분포 등을 다룰 수 있다는 점에서 정상상태 스펙트럼 모델의 현장 전용은 지금까지 여러 모델이 다루지 못한 부분을 해소하게 될 것이다. 본 연구에서는 부산 신항만 건설이 이루어지고 있는 가덕인접의 넓은 수역에 대해 파랑의 변환과정을 보다 합리적으로 해석하기 위해 스펙트럼 모델을 적용하고 기존의 모델 결과와 비교 분석하는 것을 골자로 하고 있다. 이러한 시도가 가까운 장래에 항만설계 및 방재시스템 분야에서 보다 안전하고 널리 스펙트럼 모델을 적용하게 하는 계기가 되도록 의도하였다.
본 논문에서는 시변 패킷 기반 무선 링크에서 메시지와 패킷의 전송 지연 시간을 분석하였다. 메시지는 베르누이(Bernoulli) 프로세스에 따라 도착하고 생성되는 메시지의 길이는 지수 분포를 가진다고 가정하였다. 또한 시간 변이성을 가지는 무선 링크의 특성을 반영하기 위하여 2-상태 마코프 모델을 사용하여 해석하였다. 이 마코프 모델로부터, 패킷의 도착율과 패킷 전송 서비스 시간, 무선 링크의 평균 PER(packet error rate)의 항으로 패킷의 평균 전송 지연 시간과 평균 큐 길이를 해석적으로 분석하였고, 이러한 패킷의 성능 지표들로부터 메시지의 전송지연 시간 및 큐 길이를 유도하였다. 수치적 결과로부터 시변 패킷 기반 무선 링크의 안정적 동작과 전송 성능을 보장하기 위해서는 PER에 따라 메시지 도착율 및 길이가 제한되어야 한다는 것을 알 수 있었다. 또한 성능에는 각 상태의 머무는 시간보다 PER의 영향이 큼을 알 수 있었다.
가토에서 체중 kg당 40mg 용량을 15분간 단기 주입 또는 일정 혈중농도 유지를 위한 지속 주입 방법으로 pyrazinamide를 투여 후 혈청농도 및 뇨중 배설량을 축정하여 이의 신장 배설 기전을 약동학적으로 분석하고 분포기 이후의 조직농도 측정으로 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 가토에서 pyrazinamide의 약동학적 분석을 compartmental model에 적용시 분포기의 반감기는 $2.38{\pm}0.57$시간이었으며 Vc(central compartment의 용적)는 체중 kg당 $349.96{\pm}70.99m{\ell}$이었고 총 분포 용적 $(V_{dss})$은 $907.00{\pm}255.61m{\ell}$이었다. 2. Non-compartmental model parameter는 총 분포 용적$(V_{dss})$은 체중kg당 $953.34{\pm}362.02m{\ell}$이었으며 평균 체내 잔류 시간$(MRT_{iv})$은 $3.30{\pm}0.84$시간이었고 신 청소율은 112.26ml/kg 로 총 청소율의 39.5%에 해당하였다. 3. pyrazinamide의 혈청 단백 결합율은 $5{\sim}100{\mu}g/m{\ell}$의 범위에서 12.50-1.80%의 결합율을 보였다. 4. pyrazinamide의 분포기 이후 조직/혈청 농도비는 약물 투여 방법에 따라 지속 정맥주입에 따른 steady-state 유지시 15분 정주 방법시 보다 낮은 값을 보였으며 steady-state 상태의 조직 분포율은 신장에서 가장 높았고$(1.68{\pm}0.53)$, 근육에서 가장 낮은 값$(1.10{\pm}0.46)$을 보였다. 5. 가토에서의 pyrazinamide의 신장 청소율은 혈청 농도 변화에 비직선적인(non-linear) 관계를 보였다. 6. pyrazinamide의 신장 현성 운반량(apparent transport)은 혈청 Pyrazinamide농도 $10{\mu}g/m{\ell}$까지는 양성 균형을 보였으나 이후 혈청 농도의 증가에 따라 현저한 음성균형을 보였다. 7. pyrazinamide의 신장을 통한 분비율(excretion ratio, ER)은 혈청농도 증가에 따라 현저히 감소하는 양상을 보이며 $60{\mu}g/m{\ell}$의 농도에서 약 0.3의 ER치를 보여 70% 이상의 재흡수율을 나타냈다. 8. 혈청 pyrazinamide농도를 일정히 유지하고 뇨량 변화시 pyrazinamide의 신장 청소율은 뇨량 증가에 의존적인 상승을 보였다. 이상의 실험 결과로 pyrazinamide의 신장 배설은 사구체 여과와 더불어 세뇨관 분비 기전이 존재하고 비교적 빠른 확산속도를 보이는 세뇨관 재흡수 기전에 의해 신장 배설이 조절됨을 추정할 수 있었다.
Water issue, especially water pollution, is a serious issue of 21st century. Being an significant technique for securing water resources, superconducting magnetic separation wastewater system was indispensable. A large bore conduction-cooled magnet was custom-tailored for wastewater treatment. The superconducting magnet has been designed, fabricated and tested. The superconducting magnet was composed of NbTi solenoid coils with an effective horizontal warm bore of 400 mm and a maximum central field of 2.56T. The superconducting magnet system was cooled by a two-stage 1.5W 4K GM cryocooler. The NbTi solenoid coils were wound around an aluminum former that is thermally connected to the second stage cold head of the cryocooler through a conductive copper link. The temperature distribution along the conductive link was measured during the cool-down process as well as at steady state. The magnet was cooled down to 4.8K in approximately 65 hours. The test of the magnetic field and quench analysis has been performed to verify the safe operation for the magnet system. Experimental results show that the superconducting magnet reached the designed magnetic performance.
The thermal hydraulic performances of Steam Generator (SG) under both steady and transient operation conditions are of great importance for the safety and economy in nuclear power plants. In this paper, based on our self-developed SG thermal hydraulic analysis code STAF (Steam-generator Thermalhydraulic Analysis code based on Fluent), an improved new version STAF-CT (fully Coupling and Transient) is developed and introduced. Compared with original STAF, the new version code STAF-CT has two main functional improvements including "Transient" and "Fully Three Dimensional Coupling" features. In STAF-CT, a three dimensional energy transferring module is established which can achieve energy exchange computing function at the corresponding position between two sides of SG. The STAF-CT is validated against the international benchmark experiment data and the results show great agreement. Then the U-shaped SG in AP1000 nuclear power plant is modeled and simulated using STAF-CT. The results show that three dimensional flow fields in the primary side make significant effect on the energy source distribution between two sides. The development of code STAF-CT in this paper can provide an effective method for further SG high fidelity research in the nuclear reactor system.
최근 전력 전자 응용 기기의 사용증가로 비선형 특성 부하에 의한 고조파가 상당히 발생하고 있으며, 이에 의한 영향으로 배전시스템의 변압기 열화, 소자의 고장, 통신 간섭 등의 여러 가지 문제를 발생시키고 있다. 따라서 배전 시스템에서의 고조파 수준과 전달특성을 정확하게 분석하기 위하여 배전시스템의 효과적인 실측정과 모델링에 관한 연구가 필요한 실정이다. 본 논문에서는 고조파 관리기준 IEC61000-3-6 토대로 배전 시스템의 고조파 특성을 해석하기 위하여 공통 결합점(Point of Common Coupling : PCC)을 선택하였다. 실 배전 시스템의 PCC 지점에서 고조파 전압, 전류를 측정하여, 고조파 분포, 비선형 부하 성분 및 고조파 전압, 전류 왜형률 (Voltage/Current Total Harmonic Distortion: VTHD/ITHD)을 분석하였다. 또한 정상상태에서 고조파 임피던스, 전압, 전류을 해석을 통하여 실 배전시스템을 효과적이고 정확하게 모델링 되었을 확인하였다. 또한 고조파 전류원 발생시에 고조파 전압, 전류를 비교 분석하여 고조파 전달특성을 조사하였다.
웹 서비스 환경에서 사용자가 원하는 서비스 품질을 만족하는 경제적인 방법의 하나는 객체의 크기를 조절하는 것이다. 이를 위해 본 연구에서는 서비스 품질로 평균 응답 시간이 임의의 임계값 이하로 주어질 때, 이 제약 조건을 만족하는 최대 객체의 크기를 구한다. 시스템이 정상 상태일 때, 라운드-로빈을 사용하는 결정 모델의 평균 응답 시간은 일반 분포를 따르는 큐잉 모델에서의 평균 응답 시간과 같아질 것으로 추론할 수 있다. 이를 기반으로 최대 객체 크기를 발견하기 위한 해석적 수식과 절차를 수립한다. 웹 트래픽은 서비스 분포로 Pareto 분포가 적합하므로 M/G(Pareto)/1 모델과 지수 분포를 사용한 M/G/1/PS를 적용하여 최대 객체의 크기를 구한다. 수치 계산을 통한 성능평가는 Pareto 분포의 형상 파라미터(shaping parameter)가 커짐에 따라 M/G(Pareto)/1 모델과 M/G/1/PS 모델의 최대 객체 크기가 같아짐을 보여준다. 본 연구의 결과는 경제적인 웹 서비스 제어를 위해 객체의 크기를 조절하는 환경에 사용될 수 있다.
An experimental study has been conducted to evaluate the effects of $CO_{2}$ on heat transfer from hydrogen oxygen-enriched flame. Experiments were performed on flames stabilized by a co-flow swirl burner, which mounted on top of the furnace. Five composition conditions of oxidizer were chosen with replacing $N_{2}$ with $CO_{2}$. In a steady state, total and radiative heat flux rates from the flame to the wall of furnace has been measured using heat flux meters. Temperature distribution in furnace also has been checked. Increasing $CO_{2}$ ratio in the oxidizer, the dominant heat transfer mode was changed into convection from radiation. Temperature in the furnace decreased but total heat flux increased.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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