본 연구 대상 터보 프롭 항공기는 주어진 항공기 임무 수행을 위해 결빙 조건하에서도 운용이 가능하여야 한다. 동 연구에 적용된 터보 항공기의 공기 흡입구 계통은 정상 비행조건하에서 엔진 입구에 최대 전압력을 공급할 수 있도록 설계 및 검증이 되어야 할 뿐만 아니라 결빙조건하에서 생길 수 있는 얼음과 같은 입자가 엔진 흡입구 망으로 들어가서 엔진 화염꺼짐이나 엔진에 심각한 손상을 주지 않도록 하기 위한 관성분리기를 포함하도록 개발이 되어야 한다. 따라서 결빙 조건하에서 형상이 변하는 가변형상의 공기흡입구 조립체를 설계하고 설계 결과 확인을 위해 조립체에 대한 전산 유동 및 구조해석을 수행하였다. 이후 35% 축소형 모델을 제작하여 풍동시험을 수행하였다. 동 논문에서는 흡입구 조립체 개발과정에서 요구되는 공기역학적 설계, 잔산 유동/구조 해석 및 풍동 시험평가 결과를 기술하였다.
에어로졸을 분리할 수 있는 장비로는 전기적 이동차 분석기(differential mobility analyzer), 싸이클론(cyclone), 습식 충돌기(impinger), 습식 싸이클론(wet cyclone), 확산 배터리(diffusion battery), 관성 임팩터(inertial impactor), 그리고 가상 임팩터(virtual impactor) 등이 있다. 이중 가상 임팩터는 설계 및 제작이 비교적 간편하고, 입자를 분리 및 농축하는데도 좋은 성능을 나타냄으로 널리 사용되어져 왔다. (중략)
Since the intake air of gas turbine engine of marine purpose contains water particles, inertial separator for separating the air and water particles are provided. Saw type and wave type separator are now used to separate inflow water particle from the gas. In this paper, the design parameters of saw type separator are studied by numerical simulations. Using the commercial CFD program, Star-CCM+, Lagrangian-Eulerian method was used to perform the analysis of two phase flow of the mist in the air. This method solves Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations in Eulerian framework for the continuous phase, while solves equation of motion for individual particles in Lagrangian framework. Lagrangian multiphase method was applied to monitor the particles of different sizes and shapes and to verify collision between particles by chasing particles. Water particles were injected through injectors located at the inlet of the separator and escape mode was used which assumes that the particles attached on the surface of inertial separator were removed from the simulation, effectively escaping the solution domain. Through the numerical computations with the inlet condition of constant water particle size in the wetness fraction of 85%, efficiency of eliminating the water particle and the pressure drop between the inlet and outlet were examined.
현재 싸이클론, 임팩터, 원심분리기, 전기적 이동차분석기 등 다양한 기기들이 에어로졸을 샘플링 하거나 입경별로 분리하는데 이용되고 있다. 이러한 다양한 샘플러 중에, 임팩터는 설계 및 제작이 간편하고 입자를 쉽게 분리 및 포집할 수 있어서 입자 분리기술로 May(1945)가 개념을 처음 도입한 이래로 많은 연구가 진행되었고, 현재는 관성 임팩터(inertial impactor)의 단점을 극복한 가상 임팩터(virtual impactor) 및 컵 임팩터(cup impactor) 기술이 널리 적용되고 있다. 컵 임팩터 기술은 PM$_{10}$, PM$_{2.5}$ 등 많은 환경 계측 장비의 도입부에 사용되고 있는 기술이다 (중략)략)
우리나라에서의 실내공기 중 미생물에 대한 연구는 사무실, 유치원, 극장, 도서관등 다중이용시설과 병실 내 공간에 존재하는 곰팡이를 비롯한 오염 미생물 수에 대한 조사가 이루어지고 있으나 노인요양시설을 대상으로 한 바이오에어로졸이 포함되어 있는 미생물의 종류에 대한 연구는 아직 미비한 실정이다. 따라서 본 조사에서는 1개 광역도 1개 도농복합도시 지역의 노인요양시설을 대상으로 실내 미생물 오염상태가 건강에 미치는 영향과 적절한 실내 환경유지를 위한 미생물 오염 방지 및 개선방안에 대한 기초자료를 제공하고자 노인요양시설의 실내 미생물의 오염실태를 조사하였다. 2007년 4월 1일부터 5월 31일까지 2개월 동안 1개 광역도 1개 도농복합도시 지역의 노인요양시설 5곳을 대상으로 실내 외의 공기 중 바이오에어로졸 조사하기 위해 관성충돌 채취법을 적용한 미생물 채취기인 air IDEALTM(Biomerieux)를 이용하여 면양혈액한천배지와 Sabouraud Dextrose Ager를 사용하여 채취하여 배양하였다. 배양하여 분리 동정한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 각 시설별 전체 미생물의 분리는 300 L 실내에서 S 요양원이 263 cfu/m3로 가장 많았고, U 요양원이 123 cfu/m3로 가장 낮은 수가 분리되었다. 진균의 수는 300 L 실내에서 G 요양원이 73 cfu/m3로 가장 많았으며, C 요양원은 40 cfu/m3로 가장 낮은 비율로 분리되었다.
본 논문은 혼합 $H_2/H_{\infty}$ 제어를 이용한 강인한 서보시스템의 설계법을 제안하고 이것을 3관성 벤치마크문제에 적용하여 이 방법의 유용성을 확인한다. 먼저 내부모델의 원리를 이용하여 혼합 $H_2/H_{\infty}$ 제어기법을 적용할 수 있는 구조를 제안하고 이 구조의 타당성을 검토한다. 다음에 강인한 서보시스템의 설계조건을 각각 $H_2$ 및 $H_{\infty}$의 설계사양으로 분리한 뒤 제안된 혼합 $H_2/H_{\infty}$ 설계법에 적용하여 설계를 LMI이론에 의하여 실행한다. 마지막으로 3관성벤치마크 문제에서 부가된 몇 가지의 사양을 제안된 혼합 $H_2/H_{\infty}$법에 맞도록 수정한 뒤 제어기의 설계를 통한 설계사양의 만족도를 확인한다.
분리된 페어링의 동안정 미계수 예측을 위해 기술 및 비용적 측면을 고려하여 어떤 방 법이 가장 적합할지에 대한 검토가 수행되었으며, 탑재물 페어링의 형상적 특성, 계산 조 건, 그리고 요구되는 정확도 등을 고려한 최적의 예측 방법을 선정하였다. 관성 좌표계에 대해 기술된 Euler 방정식을 해석하여 강제조화운동이 가해진 분리 PLF의 비정상 공력계수를 구하였으며, 이를 한 주기 동안 적분하여 동안정 미계수를 산출하였다. 이와 같은 기 법을 적용함으로써 분리된 3차원 PLF 형상에 대해 마하수 0.60~2.00, 받음각 $-180^{\circ}$~$180^{\circ}$ 및 옆미끄럼각 $-90^{\circ}$~$90^{\circ}$에 대하여 동안정 미계수를 얻을 수 있었다.
본 연구는 입자가 혼합된 용제를 이중판형 열교환기 내에서 가열 및 증발과정을 통해 건조이자와 용제로 분리하여 회수하기 위한 연속식 순간 진공건조 시스템 해석에관한 것이다. 진공건조시스템은 용제 공급펌프, 이중관형 열교환기, 진공 스프레이 챔버 및 응축기로 구성된다. 연속적으로 공급되는 용제는 이중관형 열교환기 내에서 가열, 팽창 및 증발되며 관 출구부에서 팽창된 증기가 진공 스프레이 챔버 내로 분사되고 증기는 응축기로 수송되어 용제로 회수되고 입자는 관성력에 의해 증기로부터 분리되어 건조된다ㅣ. 안료입자가 함유된 벤젠 및 알킬벤젠의 분리 및 회수성능 실험을 수행한 결과, 습분양 1.1%로 건조된 안료입자를 94% 회수하였고, 99.9 wt%의 고순도 벤젠을 88% 회수하였다. 평균직경이 $6.5\mu\textrm{m}$인 안료입자를 진공건조시스템의 이중관형 열교환기에서 관출구부의 고속 분사에 의한 폭발적 분산력에 의해 입경이 14%감소된 $5.6\mu\textrm{m}$ 크기의 건조 안료입자를 회수하였다. 따라서 진공건조시스템은 용제에 함유된 입자를 건조 및 분리하여 미분제 제품으로 히수하는데 효율적이며 폐용제 정제용으로 적용이 가능하다.
본 연구는 "사이클론과 관성충돌 및 백필터의 제진원리를 일체화한 고효율 멀티 제진시스템의 최적화 설계를 위한 수치 해석적 연구(I) : 집진기 입구 최적화 설계"에 이은 일련의 연구로서 앞선 연구에서 도출된 사이클론부 하단 벤츄리(Venturi)에서의 강한 하향 기류의 가속에 따른 분진 재비산 가능성에 대한 추가적 검토를 위한 연구이다. 사이클론부를 통과한 기류가 상향 흐름으로 방향을 전환할때 좀 더 가속시켜 빠르게 곡률반경을 형성하여 조대 입자의 분리를 극대화시키기 위한 목적으로 사이클론부 하단을 벤츄리 형상으로 설계하였으나, 유동장 분석 결과 벤츄리를 통과한 처리가스 흐름이 가속되면서 호퍼 하단까지 약 4~5 m/s의 강한 하향 흐름을 형성하고 호퍼 하부의 말단 부근에서 상향 흐름으로 방향 전환을 하고 있는 것으로 예측됨에 따라 설계 의도와는 달리 벤츄리 설치시 호퍼 하단에 포집된 분진의 재비산을 예방하는데는 크게 역할을 하지 못하는 것으로 나타났다.
2007년 4월 1일부터 5월 31일까지 2개월 동안 1개 광역도 1개 도농복합도시 지역의 노인요양시설 5곳을 대상으로 실내 외의 공기 중 바이오에어로졸 조사하기 위해 관성충돌 채취법을 적용한 미생물 채취기인 air $IDEAL^{TM}$(Biomerieux)를 이용하여 면양혈액한천배지와 Sabouraud Dextrose Ager를 사용하여 채취하여 배양하였다. 배양하여 분리 동정한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 각 시설별 전체 미생물의 분리는 300 L 실내에서 S 요양원이 263 cfu/$m^3$로 가장 많았고, U 요양원이 123 cfu/$m^3$로 가장 낮은 수가 분리되었다. 2. 실내에서 300 L를 채취한 배지에서 분리된 세균의 수는 기타 동정되지 않거나 비병원성 그람양성구균이 321개로 가장 많이 분리되었으며, 기타 그람양성구균의 대부분은 CNS(Coagulase Negative Staphylococcus)이었다. 3. 실내에서 300 L를 채취한 배지에서 분리된 진균의 수는 Aspergillus spp. 가 66개로 가장 많이 분리되었으며, 다음으로 Mucor spp. 62개, Penicillium spp. 53개, Alternaria spp. 50개, 기타 동정되지 않거나 비병원성 진균들이 42개의 순으로 분리되었다. 4. 실내 외의 오염비율은 실외보다는 실내에서 모두 평균 집락수가 많았으며, 300 L와 500 L의 공기량의 차이를 둔 조사에서는 공기량이 많을수록 양적으로는 많은 세균이 검출되었지만 균종으로는 큰 변화가 없었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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