• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제56권2호
• /
• pp.655-665
• /
• 2024

The objective of the present experimental study is to investigate the effect of inlet throttling on the thermohydraulic stability of a large scale water-based Reactor Cavity Cooling System (RCCS). The test was performed using the water-based Natural convection Shutdown heat removal Test Facility (NSTF) at Argonne, which represented a ½ axial scale and 12.5° sector slice of the full scale Framatome 625 MW_t SC-HTGR RCCS concept. A two-phase steady state was first established through direct condensate refill, followed by increased inlet throttling over 10 stages, corresponding to a loss coefficient K over the range of 0.05-653. With the inlet throttling gradually increased, the system experienced a unique transition process between stabilization and destabilization. Through a stability analysis, three instability mechanisms were identified in the present test, including a compound mechanism due to both natural circulation oscillations (NCOs) and density wave oscillations (DWOs), Type-II DWOs, and geysering.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권9호
• /
• pp.69-76
• /
• 2018

본 연구에서는 가스터빈 블레이드의 필름 냉각에서 45도 리브가 있는 냉각채널의 필름 홀 위치가 블레이드의 표면냉각 성능에 미치는 영향을 전산유체해석 기법을 통하여 분석하였다. 또한 냉각채널의 리브 유무의 영향을 동일 분사율에 대해서 고찰하였다. 수치해석 도메인은 3차원으로 구성하였고 상용코드(Fluent ver. 17.0)를 사용하여 정상상태 조건 하에서 수치해석을 진행하였다. 그 결과를 바탕으로 블레이드 표면에서의 냉각효율, 유속, 유선, 압력 계수를 비교 분석하였고 홀 위치의 변화가 리브 구조에 의해 유발되는 이차 유동의 토출에 미치는 영향을 고찰하였다. 수치해석 결과로부터 리브가 설치되어 있는 경우 냉각채널의 내부유동은 상부에서 반시계 방향 및 하부에서 시계 방향의 와류쌍을 형성하는 것을 확인할 수 있었다. 리브가 있는 채널의 경우 리브에 의하여 발생한 와류유동이 홀 출구 부근에서 더 높은 압력 차이를 유발하여 리브가 없는 경우보다 최소 12% 이상의 높은 냉각 효율을 나타냈다. 또한 리브가 있는 채널 중에서 홀이 좌측에 위치한 경우(Rib-Left) 리브에 의하여 발생한 이차 유동이 홀 부근의 벽면에 부딪혀 홀 경사각 방향으로의 유동이 형성되는 것을 확인하였다. 블레이드 표면으로 토출된 냉각기체가 주 유동 경계층 내부에서 머무는 영역이 다른 케이스에 비하여 넓기 때문인 것으로 사료된다. 또한 이 경우 홀 출구 부근에서 가장 큰 압력 계수 차이를 나타내었고 이로 인하여 냉각기체의 토출이 촉진되어 냉각효율이 다소 증가하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제9권3호
• /
• pp.97-106
• /
• 1989

본(本) 연구(硏究)는 유한요소법(有限要素法)(FEM)을 이용(利用)하여 2차원(次元) 지하수(地下水) 흐름모형(模型)을 확립(確立)한 것으로 지하수계(地下水界)에서의 오염물질이동(汚染物質移動)에 관한 종합적(綜合的)인 동적(動的)시스템 모형(模型)을 개발(開發)하는 연구(硏究)의 첫 단계(段階)이다. 이 흐름모형(模型)은 보다 많은 실재문제(實在問題)를 다를 수 있는 융통성(融通性)과 유연성(柔軟性)을 가지도록 하고 있다. 시간(時間)의 함수(函數)로 나타나는 Sources/Sinks, Dirichlet 형(形)의 경계조건(境界條件), Neumann 형(形) 혹은 Cauchy 형(形)의 유동(流動) 경계조건(境界條件), 누수성피압상(漏水性被壓床) (leaky confining beds) 등(等)의 조건(條件)을 가진 지하수(地下水)흐름을 모의발생(模擬發生 수 있으며, 또 복잡(複雜)한 경계조건(境界條件)을 잘 나타내기 위하여 삼각형요소(三角形要素)와 사각형요소(四角形要素)를 혼합(混合)하여 쓸 수 있는 지하수(地下水)흐름 FEM 모형(模型)을 확립(確立)한 것이다.

• 방사성폐기물학회지
• /
• 제6권4호
• /
• pp.265-282
• /
• 2008

중 저준위 방사성폐기물 처분 부지의 부지특성조사 결과를 이용하여 처분장 부지의 지하수 유동체계를 이해하기 위한 수치 모델링을 수행하였다. 부지의 투수성 단열대 및 암반단열의 분포 특성에 근거하여 단열망 모델을 구축하고, 이를 이용하여 생성된 10개의 수리전도도장을 지하수 유동 모델링에 반영한 추계론적 Hybrid-EPM 방법으로 수치 모델을 구성하였다. 10회의 지하수 유동 모델링 결과, 처분 부지의 지하수두 및 지하수 흐름은 지표 근처에서 지형적인 요소에 크게 지배를 받는 것으로 나타나며 처분장 심도에서는 주변에 존재하는 투수성이 높은 단열대에 의해 영향을 받음을 확인할 수 있었다. 특히, 처분 시설 건설 중 사일로 주변 지역에서 수위 강하가 크게 발생하는 것으로 분석되었다. 처분 시설 폐쇄한 후 지하수위는 1년 이내에 급속히 회복되며, 대략 2년이 지난 후 완전히 회복 될 것으로 분석되었다.

• 청정기술
• /
• 제5권2호
• /
• pp.25-35
• /
• 1999

Si 미립자를 함유한 콜로이드용액의 중공사막에 의한 한외여과 투과유속 감소특성을 검토하였다. 중공사막의 시간변화에 따른 투과유속 감소현상은 막표면에 형성된 케익층의 증가 및 세공막힘에 기인하였다. 흐름형태를 달리했을 경우의 준 정상상태에서 dead-end flow의 투과유속은 cross flow의 약 60 % 이었다. Cross flow에서 운전압력이 증가함에 따라 $J/J_w$는 감소하였으며, $0.5kg_f/cm^2$일 때의 64.2 %에서 $2.0kg_f/cm^2$일 때 45.7%로 감소하였다. 공급유량이 3 L/min일 때 초기저항은 세공막힘이 지배적이며, 공급유량이 1 L/min에서 3 L/min로 증가함에 따라 $R_c$는 약 40 % 감소한 $1.79{\times}10^{12}{\sim}2.34{\times}10^{12}m^{-1}$ 이었으나 $R_p$는 크게 변하지 않은 $1.71{\times}10^{12}m^{-1}$이었다.

• 청정기술
• /
• 제27권1호
• /
• pp.61-68
• /
• 2021

선택적 촉매 혼합법은 대용량의 화력 발전시스템에서 질소산화물을 제거하는 방법으로 많이 사용되고 있다. 분사된 암모니아와 유입된 배기가스의 균일한 혼합은 촉매 층에서의 탈질 환원 과정에서 매우 중요하다. 본 연구에서는 탈질설비의 암모니아 분사시스템 설계과정에 전산해석 기법을 적용하였다. 적용 모델은 현재 가동되고 있는 800 MW급 석탄 화력 발전소의 탈질설비이다. 유동 해석 범위는 암모니아 분사 시스템 입구에서 촉매 층 후단부이다. 2차원 유동장을 선택하였고 비압축성으로 가정하였다. 상용 소프트웨어인 ANSYS-Fluent를 사용하여 정상 상태의 난류 유동을 해석하였다. 설계 변수로는 암모니아 분사 시스템에서의 노즐 배치 간극과 분사 유량으로 4가지 경우에 대해 결과를 분석하였다. 촉매 층 입구에서의 몰 비에 의한 평균제곱근오차 값을 최적화 변수로 선정하였고 실험계획법을 기반으로 한 최적화 알고리즘을 도입하였다. 노즐 피치와 유량을 동시에 조절한 경우가 유동 균일성 관점에서 가장 우수하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제17권5호
• /
• pp.49-55
• /
• 2012

A 1.28 L-batch reactor and continuous-flow stirred tank reactor (CFSTR) fed with formate and trichloroethene (TCE) were operated for 120 days and 56 days, respectively, to study the effect of formate as electron donor on anaerobic reductive dechlorination (ARD) of TCE to cis-1,2-dichloroethylene (c-DCE), vinyl chloride (VC), and ethylene (ETH). In batch reactor, injected 60 ${\mu}mol$ TCE was completely degraded in the presence of 20% hydrogen gas ($H_2$) in less than 8 days by anaerobic dechlorination mixed-culture (300 mg-soluble protein), Evanite Culture with ability to completely degrade tetrachloroethene (PCE) and -TCE to ETH under anaerobic conditions. Once the formate was used as electron donor instead of hydrogen gas in batch or chemostat system, the TCE-dechlorination rate decreased and acetate production rate increased. It indicates that the concentration of hydrogen produced in both systems is possibly more close to threshold for homoacetogenesis process. Soluble protein concentration of Evanite culture during the batch test increased from 300 mg to 688 mg for 120 days. Through the protein monitoring, we confirmed an increase of microbial population during the reactor operation. In CFSTR test, TCE was fed continuously at 9.9 ppm (75.38 ${\mu}mol/L$) and the influent formate feed concentration increased stepwise from 1.3 mmol/L to 14.3 mmol/L. Injected TCE was accumulated at 18 days of HRT, but TCE was completely degraded at 36 days of HRT without accumulation of the injected-TCE during the left of experiment period, getting $H_2$ from fermentative hydrogen production of injected formate. Although c-DCE was also accumulated for 23 days after beginning of CFSTR operation, it reached steady-state in the presence of excessive formate. We also evaluated microbial dynamic of the culture at different chemical state in the reactor by DGGE (denaturing gradient gel electrophoresis).

• 지질공학
• /
• 제23권4호
• /
• pp.447-455
• /
• 2013

본 연구에서는 다공질 지반체내의 투수계수를 계산하기 위하여 정방형의 배열형태를 갖는 유동관망(pipe network) 유동해석 모델을 개발하였다. 본 유동관망을 통한 유체의 흐름 메커니즘은 통계적 침투이론(percolation theory)에 기초하여 정의된다(Stauffer and Aharony, 1994). 여기서, 개별 유동관의 직경들이 주어진 다공질 매질의 공극률과 공극크기 분포특성을 기초로 하여 통계적으로 지정됨으로 계산된 유체흐름은 불균일한 채널 유동 형태로 나타난다. 본 유동해석에서는 유동관망 모델의 한쪽 경계면에 가압된 유체가 투입되고 다른 측면 경계면들은 흐름을 억제하는 경계조건을 두어 한 방향으로 유동관망을 통해 유체의 흐름을 유도하여 모델링된다. 이때, 흐름을 허용할지를 정의하는 확산조건(percolation condition)이 각 유동관에 부여되며, 이는 각 유동 경로의 직경과 재료면 특성을 기초로 계산된 삼투압(capillary pressure) 수준에 의해 정의된다. 유체가 유입되는 면의 수압에 대해 전체 유동관망 모델 내의 수압 분포가 평형을 이루면 유출되는 면의 수압이 일정해 지며, 유입면의 수압과 계산된 유출면의 수압 및 유동량을 Darcy 방정식에 적용하면 유동관망 모델로 모사된 다공질 매질의 투수계수를 얻어 낼 수 있다. 본 연구에서는, 민감할 것으로 예상된 유동 격자망의 규모의 투수계수 결과값에 대한 민감도를 검토하였으며, 실제 석유개발 현장에서 수집된 시추코어에 대해 측정된 투수계수값과 제안 네트워크 모델을 이용한 계산값과 비교하여 합리적인 범위 내에서 잘 부합됨을 보였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제13권5호
• /
• pp.33-46
• /
• 2008

해안 대수층 내의 밀도 의존적 지하수 유동 및 염분 이동에 대한 단층 존재의 영향을 효과적으로 모사하고 정량적으로 평가하기 위하여 하나의 범용 다차원 수리동역학적 분산 수치 모델을 이용한 일련의 삼차원 수치 모델링이 수행되었다. 먼저 단층이 존재하는 실제 해안 대수층에 대해 보정을 병행한 일련의 정상 상태 수치 모델링을 수행한 다음에 이러한 단층이 존재하지 않는 해안 대수층에 대해 일련의 정상 상태 수치 모델링을 수행하여 그 결과를 서로 비교 분석하였다. 수치 모델링 결과는 단층이 실제 해안 대수층 내에 수리지질학적으로 중대한 불균질성과 진이방성을 야기시키며, 해안 대수층 내의 밀도 의존적 지하수 유동 및 염분 이동 그리고 해수 침투 양상이 이러한 단층의 존재 여부에 크게 그리고 광범위하게 좌우됨을 보여준다. 특히 단층은 단층면과 평행한 방향으로는 지하수 유동과 염분 이동에 대해서 통로로 작용하지만, 단층면과 수직한 방향으로는 지하수 유동과 염분 이동에 대해서 방벽으로 작용하는 것으로 해석된다.

• 한국환경과학회지
• /
• 제18권9호
• /
• pp.971-981
• /
• 2009

An objective of this study is as follows: 1) performing sensitivity analysis and parameter estimation of RMA2 and RMA4 models for the West-Nakdong River, 2) drawing up alternatives of gates-operation for water-quality enhancement, and 3) quantitative evaluation of methodology of 'flow-restoration by gates-operation' among 'Comprehensive Plan Improving Water-Quality in the West-Nakdong River(WNR)' with the target water-quality(BOD at Nakbon-N point: below 4.3 mg/L). The parameters for the RMA2 (depth-averaged two-dimensional flow model) and RMA4 (depth-averaged two-dimensional water-quality model) were determined by sensitivity analysis. Result of parameter estimation for RMA2 and RMA4 models is $1,000\;Pa{\cdot}s$ of the eddy viscosity, 20 of the Peclet number, 0.025 of the Manning coefficient, and $1.0\;m^2/s$ of the diffusion coefficient. We have evaluated the effects of water-quality enhancement of the selected alternatives by numerical simulation technique with the models under the steady-state flow condition and the time-variant transport condition. Because of no-resuspension from river bottom and considering BOD as conservative matter, these simulation results slightly differ from real phenomena. In the case of $50\;m^3/s$ of Daejeo-gate inflow, two-dimensional flow pn results result represents that small velocity occurs in the Pyungkang Stream and no flow in the Maekdo River. In the WNR, there occurs the most rapid flow near timhae-bridge. In the WNR, changes of water-quality for the four selected simulation cases(6, 10, 30, $50\;m^3/s$ of the Daejeo-gate inflow) were predicted. Since the Daejeo-Gate and the Noksan-Gate can be opened up to 7 days, it would be found that sustainable inflow of $30\;m^3/s$ at the Daejeo-gate makes BOD in the WNR to be under the target of water-quality.