• 한국산업융합학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.157-168
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• 2017

The pressure drop characteristics of air particle flow in a powder transport piping system were analyzed in this study. The pressure drop characteristics of air particle flow in the piping system have not well understood due to the complexibility of particle motion mechanism. Particles or powders suspended in the air flow cause the increase of the pressure drop and affect directly transport efficiency. In this study, the pressure drop in a powder transport piping system was analyzed with interactions of air flow and particle motion in straight and curved pipes. The total pressure drop increased with pipe length, mixture ratio, and friction factor of particles because of increased friction loss of air and particles in the piping system. For the coal powders of $74{\mu}msize$ and powder-to-air mass mixture ratio of 0.667, the total pressure drop under the consideration of powders and air flow was calculated as much as 30% higher than that air flow only.

• 한국음향학회지
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• 제38권3호
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• pp.321-327
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• 2019

본 연구의 목표는 의류 건조기용 원심팬과 덕트 및 하우징 등을 포함한 공기배출 시스템의 유량 성능 향상 및 공력소음을 저감하기 위한 것이다. 전산유체역학과 FW-H(Ffowcs-Williams and Hawkings) 방정식에 기초한 음향상사법을 이용하여 유동 및 소음 특성을 고찰하였다. 유량과 소음성능 최적화 설계를 위해 반응표면기법을 활용하였다. 설계 인자로 원심팬의 날개 입구각, 출구각을 고려한 2인자 중심합성계획법을 채택하였다. 도출된 최적설계안은 덕트와 하우징에서 감소된 난류에너지 분포를 나타냈으며 결과적으로 유량의 증가와 공력소음이 감소됨을 확인하였다. 최종적으로 최적설계안을 기초로 제작한 시제품에 대한 실험을 통하여 4.2 % 유량이 증가함을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제25권2호
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• pp.42-54
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• 2021

Aft-deck은 가스터빈 배기 플룸을 차폐하거나, 제트를 확산하여 외부 공기와 혼합율을 증가시켜 배기가스의 온도를 저감하기 위한 용도로 최신 무인항공기에 적용되고 있다. 본 연구에서는 Aft-deck의 설계 변수에 따라 노즐의 성능이 어떻게 영향을 받는지 알아보고자 하였다. Aft-deck의 설계 변수로는 길이, 확산각, 상부 덱 형상으로 선정하였으며, 길이 변수에 따른 추력과 차폐율 간의 상관관계를 제시하였다. 그리고 확산 각도의 범위에 따라 노즐 추력과 제트 확산에 대한 상관관계를 제시하였다. 또한, 상부 덱 제거를 통해 추력 향상 효과를 확인하였으며, 횡 방향 속도 벡터의 특성이 외부 유동과의 혼합 성능을 결정하는 것을 알게 되었다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.122-127
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• 2021

선수 주변의 쇄파 과정 및 작은 스케일의 특징과 같은 유동 특성을 조사하기 위해 수치적 연구가 수행되었다. 본 연구에 사용된 쐐기형 선수의 형상은 이전 연구 [1, 2]에서 가져온 것이며 계산 조건은 Re = 1.64 × 10⁵ 및 Fr = 2.93이다. 상업용 전산유체역학(CFD) 소프트웨어 중 하나인 Star CCM +을 사용하여 수치 시뮬레이션을 수행하였다. 전반적인 선수 주변의 파 프로파일, 플런징 제트 모양, 공기 혼입 및 쇄파 과정과 같은 결과는 다른 실험 및 수치 연구와 비교되었고 일치하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 선수파 프로파일은 쐐기 앞에서부터 뒤로 가면서 뒤집힘 제트가 형성되고 마지막으로 제트가 쇄파 되는 것을 볼 수 있다. 플런징 쇄파 현상도 쐐기 모양을 따라가면서 일어나는 것을 알 수 있고 이전 플런징 쇄파에서 나타나는 플런징 쇄파의 4가지 과정을 보여 주고 있다. 플런징 쇄파 시 제트 주위의 속도가 급격하게 커지는 것을 확인할 수 있다.

• 한국기계가공학회지
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• 제20권7호
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• pp.113-120
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• 2021

An experimental device was designed to control the opening of a damper via operating the folding blade drive of the device and to control the amount of air flowing through the damper. In addition, an inverter was installed in the blower to control its fan rotation speed and hence the amount of air flowing through the damper. An experimental study was conducted on the opening of the folding blade damper and changes in the rotational speed of the blower. From the results, the theoretical air volume of the folding blade damper and experimental air volume were observed to be in good agreement within an error range of ±3%. As the mass flow rate of the air passing through the folding blade damper increases proportionally with the changes in damper opening and fan rotation speed, the performance of the damper can be controlled proportionally. The mass flow rate was also observed to increase linearly; therefore, the mass flow rate of the air passing through the folding blade damper increases proportionally with changes in the rotation speed of the blower, such that the performance of the damper is proportional to a constant air volume even with varying rotation speeds of the blower.

• 자원리싸이클링
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• 제19권2호
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• pp.45-53
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• 2010

폐목재의 가스화에서는 타르의 생성을 동반하는 데, 이 때 발생하는 타르는 관막힘, 장치의 fouling 등의 많은 문제를 일으킨다. 본 실험에서는 타르의 저감을 위해 이중 가스화기의 상부반응기에 활성탄을 첨가하였고 상부반응기 온도와 equivalence ratio 변화에 따른 producer gas의 특성(조성, 타르 함량, 저위발열량)을 고찰하였다. 상부반응기의 온도변화에 따른 영향을 고찰하기 위해서 743, 793, $838^{\circ}C$에서 실험을 수행하였으며, equivalence ratio의 영향을 알아보고자 추가적으로 equivalence ratio를 0.17로 변화시켜 비교실험을 하였다. 모든 실험에서 생성된 producer gas 내의 타르함량은 $2mg/Nm^3$ 이하로 매우 적었고, producer gas 의 최대 저위발열량(LHV)은 약 $10MJ/Nm^3$ 이상으로 전형적인 air가스화의 저위발열량($3\sim6MJ/Nm^3$)보다 높은 값을 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.1005-1012
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• 2011

본 연구에서는 혁신적인 연소시스템의 최적 연소조건을 도출하기 위해 반응기 내부 유동 특성, 온도분포, 속도분포 및 체류시간 등에 대해 전산유체역학(CFD)을 이용한 3차원 모사를 수행하였다. 연료 투입량 1.5 ton/hr, 체류시간 1.25초, 공기비 2.1의 조건에서 연소시킬 때 로의 출구의 면적가중(area-weighted) 평균온도는 $1,077^{\circ}C$로 나타나 에너지 회수 및 유해가스 처리에 적합한 온도임을 알 수 있었다. 배가스는 연소실 중앙부위에서 강한 선회류를 따라 최고속도 약 40~50 m/s로 덕트를 통해 배출되므로 연소실의 중심부에 강한 난류가 형성되어 연소 속도 및 연소 효율이 향상되는 것으로 나타났다. 본 시스템의 경우, 불완전 연소를 방지하고 또한 thermal NOx의 생성도 억제하기 위한 적정 조업조건은 공기비 1.9~2.1, 연료 투입량 1.25~1.5 ton/hr 정도인 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.2415-2423
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• 2015

본 논문은 12.7mm 원관을 변형하여 만든 세장비 0.6(짧은 직경 10.0mm, 긴 직경 16.5mm)의 타원관이 적용된 사인 웨이브 핀-관 열교환기의 습표면 공기측 성능실험에 관한 것이다. 핀 핏치와 열 수를 변화시켜 총 12개의 시료에 대하여 실험을 수행하였다. 타원관에서 핀 핏치 변화에 따른 j, f 인자의 영향은 미미 하였으나, 열수에 따라서는 1row에서 j인자가 가장 낮았다 (가장 높은 2row의 81%). 하지만 원관에서는 1row에서 가장 높게 나타나는 차이점을 보였다. 이는 타원관에 적용된 사인 웨이브 채널의 유동 특성에 기인한 것으로 판단된다. 원관 열교환기와 $j/f^{1/3}$값을 비교한 결과 1열을 제외하고는 타원관 열교환기의 전열성능이 우수함을 알 수 있다. 즉, 타원관 열교환기의 $j/f^{1/3}$값이 원관의 값보다 2열에서 1.6~2.5 배, 3열에서 1.4~2.4 배, 4열에서 1.2~1.8배 크게 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권3호
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• pp.219-225
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• 2014

본 연구에서는 NACA0012/14/15 천음속 에어포일 유동에서 비평형 응축이 충격파 진동에 미치는 영향을 TVD 수치해석을 통하여 연구하였다. 주류 마하수 0.81-0.90에 대해, 정체점 상대습도 및 에어포일의 기하학적 형상이 유동 특성에 미치는 영향이 구명되었다. 받음각 ${\alpha}=0^{\circ}$, 정체점 온도(288K) 및 주류 마하수가 0.87인 경우, 정체점 상대습도의 증가는 Terminating Shock의 충격파 강도를 약화시킨다. 정체점 상대습도가 30%인 경우 961Hz이던 충격파의 진동수가 60%일 때는 912Hz로 약 5% 감소한다. 정체점 상대습도가 동일한 경우는 주류 마하수가 클수록 충격파의 진동수 및 이동거리는 크게 된다. 또, 진동의 한 주기에 대해 항력계수의 변화도 구명되었다. 정체점 상대습도가 높을수록 최대 항력 계수는 작고, 항력계수의 변화폭 또한 감소한다. 한편 에어포일의 최대 두께가 두꺼울수록 초음속 영역의 크기는 증가하며 충격파의 진동수 및 이동거리도 증가한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.251-259
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• 2016

본 연구는 가압식 마이크로버블 발생장치를 이용하여 공기를 마이크로화 시켜 공급하면서 pilot-scale 규모의 폭기조내 DO 농도 및 ORP 변화를 살펴보았다. 마이크로버블에 의한 폭기조 내 교반 및 산소전달 능력을 확인한 결과, 폭기조 횡(橫)방향으로 마이크로버블 공급위치에 따라 폭기조 내액의 순환으로 인하여 단일반응조 내에서 측정위치별 DO 농도가 다르게 나타남을 확인할 수 있었다. 또한, 마이크로버블 공급위치에 따른 교반현상을 파악하고 마이크로버블 공급위치의 적정성을 확인하고자 유체유동해석을 한 결과, 마이크로버블 공급위치가 폭기조 횡(橫)방향으로 1/2지점일 경우, 좌측면에서 공급될 때보다 폭기조 내부의 교반이 잘 이루어져 사영역이 적게 발생되는 것을 확인되었다. 실험 및 유체유동해석 결과를 바탕으로 마이크로버블 공급위치에 따라 단일반응조에서 DO 농도를 변화시켜 격벽이 없는 영역분리가 가능하므로 혐기, 무산소, 호기를 한 공간에서 운영할 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다. 마이크로버블을 공급했을 경우, 산기관을 사용할 때와는 다르게 MLSS가 부상농축되는 고액분리 현상이 발생하였는데 마이크로버블이 생물학적 처리를 위하여 부상의 목적이 아닌, MLSS의 혼합과 적절한 DO 농도 유지를 목적으로 사용되기 위해서는 폐수 종류에 따른 적절한 크기의 버블선택이 중요함을 확인할 수 있었다.