• 대한기계학회논문집B
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• 제35권9호
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• pp.903-913
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• 2011

본 연구에서는 가스터빈 블레이드의 냉각을 위해 사용되는 막냉각 홀을 대상으로 다양한 형상변수들이 막냉각 효율에 미치는 영향을 평가하기 위한 수치적 연구를 수행하였다. 삼차원 압축성 Reynolds-averaged Navier-Stokes 해석을 수행하였으며, 난류모델로는 shear stress transport 모델이 사용되었다. 해석을 통해 홀의 형상, 측면 방향 분사각, 홀의 주기 및 분사율이 막냉각 효율에 미치는 영향이 평가되었다. 해석결과, 원통형홀의 경우 측면 방향 분사각이 존재할 때 월등히 향상된 막냉각 효율을 보여주었으며, 홴형상 홀의 경우 측면 방향 분사각이 $20^{\circ}{\sim}30^{\circ}$일 때 가장 높은 막냉각 효율을 보여주었다. 또한 홀의 주기의 변화에 따른 성능평가 결과 높은 분사율일 때가 낮은 분사율의 경우보다 홀의 주기에 의존하는 경향을 보였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권2호
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• pp.216-223
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• 2011

열압축기는 고압 증기를 이용하여 저압 증기를 중간압으로 이송하는 일종의 이젝터이다. 이젝터에 대한 기존의 수치해석 연구는 대부분 작동유체를 이상기체로 취급하고 있으나 상변화가 발생하는 경우 이상기체 거동에서 크게 벗어날 수 있다. 따라서 본 연구에서는 이상기체 상태방정식 대신 Redlich-Kwong 방정식을 적용하여 열압축기 내부 유동을 수치 해석하였고, realizable k-${\epsilon}$ 모델과 SST k-${\omega}$ 모델을 비교한 결과 SST k-${\omega}$ 모델이 shock diamond 패턴과 박리 및 난류경계층을 잘 예측하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 실제기체 상태방정식을 사용한 경우가 이상기체 상태방정식을 사용한 경우에 비해 상대적으로 디퓨저 입구 부분과 디퓨저 목부분에서 에너지 손실이 많은 것을 알 수 있었으며, 디퓨저 출구부분에서 shock train에 의한 압력상승은 상대적으로 적으나 pseudo shock에 의한 압력상승은동일한 것으로 확인되었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.257-264
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• 2016

본 연구에서는 머드유동층의 연행부상률 산정을 목적으로 국내 최초로 환형수조를 이용하여 고령토 머드유동층에 대한 연행부상 실험이 수행되었다. 고령토로 제작된 머드유동층의 초기농도를 변화시키면서 총 6회의 연행부상 실험이 수행되었으며, 머드유동층의 연행부상률이 정량적으로 산정되었다. 본 연구결과에 따르면, 머드유동층의 부상률과 반대방향으로 작용하는 토사의 침강의 영향으로 인하여, 경계면에서 난류 운동에너지의 부가 손실이 유발되고, 결과적으로 리차드슨 수가 높은 경우에 염수 성층 구조일 때 보다 상당히 감소된 부상률이 초래되는 것으로 나타났다. 또한, 과거 타 연구결과와의 비교 검토를 통하여 본 연구에서 사용된 환형수조는 성능 상에 문제가 없음이 간접적으로 확인되었으며, 연행부상 실험 방법 및 실험 결과의 타당성이 입증되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제40권6호
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• pp.757-762
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• 2002

도시 폐기물의 효율적인 처리방법중의 하나인 소각은 폐기물을 감량화시키고 폐열도 이용할 수 있어 점차 증가하고 있다. 본 연구는 3차원 수치모델을 개발하여 대형 도시폐기물 소각로인 상무소각로에 연소특성과 최적의 운전조건을 파악하기 위하여 적용하였다. 아울러 개발된 3차원 수치모델을 실제 운전시와 동일한 조건으로 수치해석하여 얻어진 온도와 실측치 온도를 비교하여 모델의 적용성을 검증하였다. 본 모델을 적용하여 상무소각로의 소각시에 로내 연소특성을 파악한 결과 1차 공기가 충분하지 못하여 후연소영역에 불완전 연소생성물의 발생이 높지만 주화염대에서 2차 연소되어 불완전 연소생성물이 낮게 배출되고 연소효율이 좋은 특성을 가진다.

• 대한조선학회논문집
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• 제51권2호
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• pp.171-177
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• 2014

A two-dimensional particle image velocimetry (2D PIV) system in a towing tank is employed to measure a wake field of a very large crude oil carrier model with rotating propeller in self propulsion condition, to identify characteristics of wake of a propeller working behind a ship. Phase-averaged and time-averaged flow fields are measured for a horizontal plane. Scale ratio of the model ship is 1/100 and Froude number is 0.142. By phase-averaging technique, trajectories of tip vortex and hub vortex are identified and characteristic secondary vortex distribution is observed in the hub vortex region. Propeller wake on the starboard side is more accelerated than that on the port side, due to the difference of inflow of propeller blades. The hub vortex trajectory tends to face the port side. With the fluctuation part of the phase-averaged velocity field, turbulent kinetic energy (TKE) is also derived. In the center of tip vortex and hub vortex region, high TKE concentration is observed. In addition, a time-averaged vector field is also measured and compared with phase-averaged vector field.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권9호
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• pp.637-646
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• 2017

본 연구에서는 중층 밀도류를 모의할 수 있는 $k-{\varepsilon}$ 난류모형의 지배방정식을 제시하고 수치모의를 수행하였다. 깊은 수체에 모형을 적용하여 중층 밀도류를 모의하고 게산된 유속과 초과밀도 분포를 분석하였다. 밀도류의 주 흐름방향을 따라 물 연행으로 인해 유속이 감소되는 것과 Richardson 수의 증가로 인해 유속 변화율이 감소되는 것을 관찰하였다. 유속과 초과밀도의 유사성을 확인하였으나, 난류운동에너지와 소산율의 유사성에서는 보이지 않았다. $k-{\varepsilon}$ 모형의 모의 결과를 이용하여 중층 밀도류의 층적분 모형에서 사용될 수 있는 형상계수를 계산하였다. 또한, 층적분 모형을 이용하여 $k-{\varepsilon}$ 모형에서 사용되는 부력관련 모형상수 ($c_{3{\varepsilon}}$)와 부피팽창계수 (${\beta}_0$)를 계산하였다.

• International Union of Geodesy and Geophysics Korean Journal of Geophysical Research
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• 제21권1호
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• pp.17-30
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• 1993

해양에서의 전선형성에 관해 그 발생기작을 중심으로 검토되었으며, 특히 조석혼합에 의해 발생하는 연안전선의 발생기작이 조석전선 형성에 관계되는 미세구조의 변화를 포함하는 연안의 해수 수직면에 대한 일차원 모형을 통해 이해되었다. 이로부터 조석전선의 형성을 예측하는 새로운 기준을 설정하였다. 모형으로부터 계산된 해수의 밀도 및 난류에네지의 시간에 따른 발달은 수온약층의 형성하기 위한 조건은 $\delta$가 클 때는 (${\delta}>0.5$)$R{\delta}^{-}$ constant로서 주어지지만, $\delta$가 0에 접근함에 따라 $\delta$에 점점 무관하게 됨을 보여준다. 여기서, $R=H^4Q/{K_b}^3,{\;}{\delta}=1-D_o/H$, Q는 해수면에서의 부력속, $K_b$는 해저에서의 와확산 계수, $D_o$ 아래서 수온약층의 깊이는 조석혼합이 증가함에 따라 감소하는 것이 발견되었다. 그 결과는 기존의 연구와 비교 검토되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제24권1호
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• pp.34-46
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• 2020

직사각형 초음속 노즐의 3차원 역유동 추력벡터 제어 시스템에 대한 공기역학적 특성을 조사하기 위하여 수치해석을 수행하였다. 이 초음속 노즐은 특성곡선법에 의하여 설계되었으며, 그 설계 마하수는 2.5이다. 2차 유동 덕트의 갭 높이를 변수로 하여 역유동 추력벡터 제어 시스템의 성능을 조사하였다. 상부 흡입 칼라의 중심선을 따르는 정압 분포, 편향각, 2차 질량유량비 및 합성 추력계수와 같은 주요 매개변수가 정량적으로 분석되었다. 또한 전체 유동장의 특성을 알아보기 위하여 대칭 평면에서의 유선, 3차원 등마하수분포 및 3차원 난류에너지분포를 조사하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제18권10호
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• pp.83-92
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• 2019

A pump is considered to be submersible when a motor and a pump are integrated and operate while submerged in water. Submersible pumps mainly function as rejection pumps to prevent foods in densely populated areas, as cold water circulation pumps in large power plants, as pumps to supply irrigation water, as drainage pumps to prevent flooding of agricultural lands, as water supply intake pumps, and as inflow pumps for sewage treatment. The flow in such turbomachines (submersible pumps) inevitably involves various eddy currents. Since it is almost impossible to accurately grasp the complex three-dimensional flow structure and characteristics of a rotating turbomachine through actual testing, three-dimensional numerical analysis using computational fluid dynamics techniques measuring the flow field, velocity, and the pressure can be accurately predicted. In this study, the shape of the impeller was developed to reduce vibration and noise. This was done by increasing the efficiency of the existing submersible pump and reducing turbulence. In order to evaluate the pump's efficiency and turbulence reduction, we tried to analyze the flow using ANSYS Fluent V15.0, a commercial finite element analysis program. The results show that the efficiency of the pump was improved by 4.24% and the Reynolds number was reduced by 15.6%. The performance of a developed pump with reduced turbulence, vibration, and noise was confirmed.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제42권4호
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• pp.339-364
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• 2010

Following a joint OECD/NEA-IAEA-sponsored meeting to define the current role and future perspectives of the application of Computational Fluid Dynamics (CFD) to nuclear reactor safety problems, three Writing Groups were created, under the auspices of the NEA working group WGAMA, to produce state-of-the-art reports on different aspects of the subject. The work of the second group, WG2, was to document the existing assessment databases for CFD simulation in the context of Nuclear Reactor Safety (NRS) analysis, to gain a measure of the degree of quality and trust in CFD as a numerical analysis tool, and to take initiatives to extend the existing databases. The group worked over the period of 2003-2007 and produced a final state-of-the-art report. The present paper summarises the material gathered during the study, illustrating the points with a few highlights. A total of 22 safety issues were identified for which the application of CFD was considered to potentially bring real benefits in terms of better understanding and increased safety. A list of the existing databases was drawn up and synthesised, both from the nuclear area and from other parallel, non-nuclear, industrial activities. The gaps in the technology base were also identified and discussed. In order to initiate new ways of bringing experimentalists and numerical analysts together, an international workshop -- CFD4NRS (the first in a series) -- was organised, a new blind benchmark activity was set up based on turbulent mixing in T-junctions, and a Wiki-type web portal was created to offer online access to the material put together by the group giving the reader the opportunity to update and extend the contents to keep the information source topical and dynamic.