• 한국융합학회논문지
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• 제12권11호
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• pp.291-299
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• 2021

최근 도시 지역의 고밀도화 및 고층화에 의한 환경 문제로 인해 도심 지역의 공기 유동에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이에 따라 건축물의 적절한 형상 및 배치 설계가 요구되고 있다. 본 연구에서는 온도에 따른 색 변화 특성을 갖는 열변색성 염료를 이용하여 건물 주위의 공기 유동 경향을 관찰할 수 있는 실험 방법을 제안하고자 한다. 열변색성 염료는 특정 온도에 대해서만 색이 변하는 특성 때문에 온도 변화를 정밀하게 관찰하기에는 한계가 있지만 실험 모델 및 장비 구성이 용이하고 실험에 소요되는 시간이 짧다는 장점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 단순 형상 모델에 대한 CFD 해석을 통하여 건물 주위의 바람에 의한 공기 유동 경향을 분석한 후 열변색 실험 결과와 비교함으로써 제안된 실험 방법의 유용성을 검토하였다. 이러한 실험의 결과로서 열변색성 염료의 특성을 이용하여 도심 건물에 의해 발생되는 박리풍과 와류의 형성 영역을 관찰할 수 있었으며 제안된 방법이 건축물 설계 및 도시 계획에 유용하게 활용될 수 있다는 것을 확인하였다.

• 한국재난정보학회:학술대회논문집
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• 한국재난정보학회 2015년 정기학술대회
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• pp.168-169
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• 2015

최근 위험물질에 의한 폭발 및 테러의 위험성 증가로 인하여 사회간접자본 시설물인 댐/보, 원자력 발전소, 병원 구조물과 같은 주요 시설물의 폭발 안전성 평가 연구가 이슈화 되고 있어, 본 연구에서는 가스폭발에 의한 다기능 보 구조물의 거동을 평가하고 안전성을 분석 하고 자 한다. 본 연구에서 폭발 해석에 필요한 하중 조건 산정은 PHAST 프로그램을 사용하여 주변 온도 및 공기 특성 등을 고려한 약 5톤의 가스 폭발 조건을 구축 하였다. 또한 다기능 보 구조물의 거동 분석을 위해 구조물-지반 상호 작용을 고려한 2차원 유한 요소 모델을 구축하여 폭발에 의한 구조물 거동을 평가 하였다. 다기능 보 구조물의 수치해석 결과 보 구체와 Stilling Basin구조물 사이의 연결부에 응력집중 현상이 발생하는 것으로 평가 되었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제10권4호
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• pp.1-10
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• 2016

본 논문에서는 박막구조물 형태를 가진 풍력발전기 블레이드 패브릭스킨의 유체-구조연성해석을 수행하였다. 풍력발전기 블레이드는 5MW급의 중대형 풍력발전기로 선정하여 분석하였으며, 해석의 타당성을 높이기 위하여 다양한 참고문헌을 이용한 검증을 마쳤다. 본 해석에 앞서서, CFD해석과 모달해석을 나누어서 해석을 수행한 후 연성해석 진행하였다. CFD해석에서 나온 공기력 데이터를 장력으로 유지되는 박막구조물인 패브릭스킨에 적용시켜서 최종 구조물의 변형과 변형된 구조물로 인한 공기력의 변화를 확인하였다.

• 자원환경지질
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• 제35권5호
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• pp.421-428
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• 2002

계면활성제를 사용하여 지하수의 표면장력을 인위적으로 감소하였을 때, 감소된 표면장력이 지하수 폭기시의 폭기 영향권 및 VOC 제거 효율에 미치는 영향을 실험실 규모의 실험을 통하여 규명하였다. 내경 9.5 cm, 길이 100 cm의 유리 컬럼에 계면활성제(sodium dodecyl sulfate, SDS) 및 toluene 100 ppm 포함하는 물로 채운 후 일정한 속도로 공기를 주입하였을 때의 toluene의 제거 속도를 측정하였다. 또한 같은 컬럼에 토양(모래)이 채워진 상태에서 동일한 실험을 반복하였다. 토양이 존재하지 않는 상태에서의 stripping에 의한 toluene의 제거 속도는 표면장력의 감소(계면 활성제 농도의 증가)에 따라 증가하는 것으로 나타났으며, 토양이 존재하는 경우에도 비슷한 결과를 나타내었다. 2차원 유리 상자에 모래와 SBS를 포함하는 물을 채운 후 일정한 공기 유속을 유지하였을 때, 폭기의 영향권(공기의 침투영역)은 물의 표면장력 감소에 따라 현저히 증가하는 것으로 나타났다. 특히 SDS의 critical micelle concentration(CMC)보다 훨씬 낮은 농도에서 폭기 영향권이 최대화하는 것으로 밝혀졌다. 본 연구결과는 폭기에 의한 지하수 오염물질 중, 특히 휘발성 유기오염물질의 제거 공정의 효율을 증대하는데 기여할 것으로 생각된다.

• 한국수산과학회지
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• 제30권3호
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• pp.334-339
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• 1997

포말 분리법에 의한 양어장 순환수 중의 고형물 제거 특성을 조사하였다. 장치의 효율에 영향을 미치는 주요인자들은 공탑 공기유속, 체류시간, 그리고 포말층의 높이였다. 측정된 양어장수 시료 내에는 총 단백질량의 약 $50\%$정도가 계면 활성 성분이었다. 공탑 공기유속, 체류시간이 증가함에 따라 단백질, T-N. TA 및 고형물 성분들의 제거율은 증가하였으며, TVS의 제저율은 공탑 공기유속 및 체류시간 (HRT)이 증가함에 따라 증가하였으나 포말층 높이가 높아짐에 따라서는 감소하였다. 포말분리장치는 양어장 순환수 중에서 발생되는 어류 성장에 유해한 성분, 특히 TA 및 TVS의 제거에 우수한 성능을 보임을 알 수 있었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.104-113
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• 1992

압력이 차 있는 백이 물에 부분적으로 잠겨서 동요하고 있을 때의 유체역학적 문제가 다루어졌다. 쌍동형 공기부양선(SES)의 선미에는 공기의 유출을 막기위해 공기압이 채워진 백을 설치하고 있는데, 백에 의한 힘이 종동요에 큰 영향을 미친다. 백의 모양은 안과 밖의 압력차에 의해서 결정되므로, 유체동압력을 구하면 백의 모양을 알 수 있는데, 백의 모양변화를 알아야지만 유체동압력을 구할 수가 있다. 따라서 백 표면에서의 경계조건의 형태는 자유표면 경계와 더불어서 움직이는 경계가 된다. 본 논문에서는 이 문제를 정식화하고 선형화를 하였다. 또한 백이 동요할 때의 방사문제에 대한 계산예를, 백을 강체로 가정했을 때의 비교하여, 보여주고 있다. 여러가지의 백내의 압력값, 또 물에 잠긴 깊이에 대해서 계산이 이루어졌다.

• 전기화학회지
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• 제18권4호
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• pp.172-181
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• 2015

고체산화물 연료전지는 다양한 응용분야에서 대체에너지로서 각광받고 있다. 본 논문은 평판형 anode 전극으로 들어가는 공기유량에 따른 SOFC의 I-V 그래프 특성에 대해 연구하였다. 본 연구를 위해, Butler-Volmer 반응속도 식이 상용 CFD코드인 FLUENT에 적용되었다. CFD로부터 얻어진 결과값은 문헌으로부터 참고한 실험데이터와 0.4 V ~ 1 V 범위에서 I-V 분극곡선이 잘 맞는 것을 보여줌으로써 그 유효성을 확인하였다. 연료전지의 수치적 계산은 각각 다른 유량조건 하에서 3D 구조를 이용하여 수행하였다. 결과는 수소, 산소 그리고 물의 농도 분포의 항목으로 제시하였다. 전산모사와 그 결과들은 Butler-Volmer 방정식을 사용자 정의 함수로 적용한 CFD기법이 공기 유량과 비표면적에 대한 조건을 확인하는데 사용될 수 있고, 작동조건 연구를 위한 지침이 됨으로써 연료전지 시스템의 성능을 향상시킬 수 있음을 보여준다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.999-1003
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• 1992

본 연구에서는 Fig.1에 보인 바와 같이 원심휀이 부착된 실내 에어콘을 대상 으로 하여 원심휀의 진동.소음 특성을 연구하였다. Fig.2에서 보인바와 같이 원심휀 은 전기 모터 축에 커플링 되어 있으며 원심휀의 회전으로 발생된 공기유동은 연결된 덕트 시스템(duct system)을 통해 외부로 방출 된다. 이와 같은 송풍시스템에서 발 생하는 진동.소음은 크게 구조물 진동에 의한 구조물진동소음과 공기유동 자체에서 발 생하는 공기유동소음으로 구별된다. 본 연구는 실험적 연구를 통하여 이들 진동. 소 음원의 주파수 특성과 전체 소음에의 기여도 등을 규명하였다.

• 공업화학
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• 제33권6호
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• pp.646-652
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• 2022

Dead ended anode (DEA) 시스템은 수소극(anode) 출구를 막고 압력으로 연료를 공급하는 방식이다. DEA 방식은 시스템 단순화를 통해 연료이용효율과 전력 효율을 향상시킬 수 있다. 하지만 DEA 운전 중 공기극(cathode)에서 수소극으로 질소와 물의 역확산으로 인한 범람(flooding)이 발생한다. 이러한 범람 현상은 연료전지 성능 저하와 전극 열화의 주요 요인이 된다. 따라서 DEA 운전 시 범람을 방지하기 위하여 연료전지 구조와 구성요소가 최적화되어야 한다. 본 연구에서는 DEA 시스템에서 연료전지의 성능과 연료이용효율 향상을 위해 발포 금속을 적용한 다공성 유로에 대한 영향을 조사하였다. 그 결과, 공기극에 다공성 유로를 사용한 경우 효과적인 물 관리로 연료전지 성능과 배출 간격(purge interval)이 개선되었고, 이를 통하여 공기극 유로 구조가 물 역확산에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 이에 반해 수소극의 다공성 유로가 연료전지 성능에 미치는 영향은 미미하였다. DEA 시스템에서는 발포 금속 물성이 배출 간격에 영향을 미치며 cell 크기가 큰 발포 금속에서 안정적인 성능을 나타내었다.

• 공업화학
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• 제33권1호
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• pp.96-102
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• 2022

고분자전해질막 연료전지의 반응물인 수소와 산소는 기체 상태이므로, 반응물이 원활히 전달될수록 작동 전압의 손실을 줄일 수 있다. 높은 전류밀도 영역에서 산소 물질 전달이 전압 손실을 좌우하므로, 환원극 유로의 형상 변경에 대한 연구들이 진행되어 왔다. 환원극 유로 형상 중에서 유로를 막는 블록은 반응물을 다공성 매질인 기체확산층으로 강제 대류 하도록 사용되었다. 본 연구에서는 간단한 단 채널의 연료전지 모델에 블록을 배치하였다. 전산 유체역학을 사용하였고, 공기 공급 유량을 달리하였을 때 블록으로 인한 강제 대류 효과가 전압-전류 곡선과 국부 전류 밀도에 대한 영향을 연구하였다. 기체확산층으로의 강제 대류 현상을 통하여 적은 공기 공급 유량으로도 높은 전류 밀도를 얻을 수 있었다. 다수의 블록을 직렬로 배치한 경우에 1개의 블록만 배치한 것보다 강제 대류 효과를 증가시켜 높은 전류밀도를 얻을 수 있었다.