• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.449-454
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• 2010

본 논문은 균질유동모델을 적용하여 단열 모세관내 R600a의 유동 특성을 이론적으로 조사하였다. 이 모델은 시뮬레이션 해석에 필요한 기본적인 질량, 에너지, 운동량 방정식에 근거하고 있다. 또한 2개의 마찰인자와 점성계수모델을 이용하여 유동특성을 조사하였다. R600a의 열역학 및 전달 물성치는 EES 물성치 코드를 이용하여 계산하였다. 작동변수들에 대한 기초 설계자료를 제공하고자 단열 모세관내 R600a의 유동 특성을 분석하였다. 본 연구의 작동변수에는 응축온도, 증발온도, 과냉각도, 모세관의 직경이 있다. 주요 결과를 요약하면 다음과 같다. R600a용 단열 모세관내 응축온도, 증발온도, 과냉각도, 관직경은 모세관 전체길이에 영향을 준다. 즉 R600a용 모세관 전체길이는 식(15)와 같은 상관식으로 나타낸다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제17권1호
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• pp.94-100
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• 2012

In this paper, the cavitating flows around a hydrofoil have been numerically investigated by using a 2-d multi-phase RANS flow solver based on pseudo-compressibility and a homogeneous mixture model on unstructured meshes. For this purpose, a vertex-centered finite-volume method was utilized in conjunction with 2nd-order Roe's FDS to discretize the inviscid fluxes. The viscous fluxes were computed based on central differencing. The Spalart-Allmaras one equation model was employed for the closure of turbulence. A dual-time stepping method and the Gauss-Seidel iteration were used for unsteady time integration. The phase change rate between the liquid and vapor phases was determined by Merkle's cavitation model based on the difference between local and vapor pressure. Steady state calculations were made for the modified NACA66 hydrofoil at several flow conditions. Good agreements were obtained between the present results and the experiment for the pressure coefficient on a hydrofoil surface. Additional calculation was made for cloud cavitation around the hydrofoil. The observation of the vapor structure, such as cavity size and shape, was made, and the flow characteristics around the cavity were analyzed. Good agreements were obtained between the present results and the experiment for the frequency and the Strouhal number of cavity oscillation.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권1호
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• pp.97-107
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• 2015

2 상 유동장에 놓인 열 교환기 튜브에 작용하는 점성 감쇠비와 압착막 감쇠비를 예측하기 위한 해석 모델이 개발되었다. 열 교환기 튜브에 작용하는 유동유발진동을 해석하기 위하여 감쇠에 대한 정보가 요구된다. 열 교환기 튜브에서 가장 중요한 에너지 소산 기구는 튜브와 지지물과 같은 구조물과 액체 사이의 동적 작용에 연계되어 있다. 본 모델은 1997 년 발표된 근사모델에 근거하고 부가질량계수를 고려하여 개발되었다. 어림적 해석모델은 동심환 내에서 진동하는 내부 실린더에 작용하는 수력학적 힘을 계산하기 위하여 개발되었다. 점성력을 포함한 수동력은 높고 혹은 낮은 진동 레이놀드 수에 따라 개발된 두 가지 모델을 사용하여 각각 계산할 수 있다. 관군과 지지대에서의 상당 직경과 침투깊이는 관군에 작용하는 점성 감쇠력과 지지대에서의 압착막 감쇠력을 각각 계산하는데 매우 중요한 변수이다. 2 상 유동의 기공률을 계산하기 위하여 균질모델이 사용되었다. 본 모델을 검증하기 위하여, 모델의 해석결과는 기존의 이론으로 구한 결과와 비교하였다. 본 모델을 사용하여 점성 감쇠비와 압착막 감쇠비를 어림적으로 구할 수 있음을 보였다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2005년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.72-75
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• 2005

본 연구에서는 야외규모 TCE (trichloroethylene) 질량전이역학을 평가하기 위해 TCE의 대수층 내 유입 및 용해상 거동을 고해상도 수치 모사를 실시하였다. 공간적으로 불균질한 대수층 $10{\times}10{\times}10m$ 도메인 내부의 유입된 TCE 분포를 모사하기 위해 본 연구를 통해 개발된 정성적 침투모델(percolation model)이 이용되었다. 이를 기초로 하여 연계되어진 (coupled) 지하수 유동 및 용해상 거동 장기 (long-term) 모사를 실시하였다. 지엽적으로 일어나는 질량전이는 기존 연구를 통하여 발표되어진 실험실규모 연구에 기초하였다. 지하수가 도메인을 지나 흘러나가는 경계면에서 측정되어진 용해상 (aqueous phase) TCE의 질량선속 (mass flux)을 통해 실질 야외규모 질량전이 상수가 계산되었다. 관찰된 바 야외규모 질량전이 상수는 실험실 연구를 통해 측정된 값에 비하여 휠씬 작은 값을 보였으며 이는 지하수 유속 및 TCE의 불균질한 분포에 기인한다. 야외규모 질량전이 상수는 평균 지하수 유속에 직접 비례하는 것으로 관찰되었고 이는 기존 실험실 연구를 통해 알려진 평균 지하수 유속의 0.7승이라는 결과와 대조되는 것이다. 또한 모사를 통해 관찰된 야외규모 질량전이 상수는 상대 TCE 질량의 고갈상수 승에 비례함을 보였다. 이러한 고갈상수는 TCE가 측방으로 퍼지는 현상이 강한 대수층, 즉 저투수성 층의 발달이 양호한 대수층, 에서는 1보다 작은 값을 갖고 그렇지 않은 대수층, 즉 저투수성 층의 발달이 미약한 대수층, 에서는 대체적으로 1보다 높은 값을 갖는 것으로 관측되었다. 이는 DNAPL의 측방 퍼짐이 강한 대수층에서는 용해로 인한 시간에 따른 오염원 부근에서의 농도 감소가 미약하기 때문인 것이며, 그와 반대로 DNAPL의 측방 퍼짐이 약한 대수층에서는 시간이 지남에 따라 용해에 의해 지속적으로 오염원 부근에서의 농도가 감소 또는 소멸함으로 인하여 측정되는 용해상 DNAPL의 질량 선속 역시 계속적으로 감소되는 것으로 밝혀졌다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권8호
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• pp.75-83
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• 2005

확대형 채널 내의 정상 천음속 희박 예혼합 연소에 대해 점근해석을 이용하여 연구하였다. 이 모델은 근음속의 유동 속도와 일직선 채널로부터 벗어난 작은 형상변화 그리고 1단 1차 Arrhenius 화학 반응율에 의한 적은 열 방출 사이에서 일어나는 비선형 상호작용에 대하여 탐구하였다. 반응유체 유동은 연소 가스의 질량 분율을 계산하는 상미분 방정식과 연계된 비균질 천음속 미교란 방정식(TSD)을 사용하여 묘사하였다. 또한 점근해석으로부터 반응유체 유동 문제를 지배하는 상사 파라미터들을 유도하였다. 수치 결과들은 대류와 화학반응 그리고 형상효과 사이에 일어나는 복잡한 비선형 상호작용과 유동에 미치는 이것의 영향 등이 잘 나타나 있다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1997년도 추계학술발표회논문집(1)
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• pp.627-632
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• 1997

FLECHT-SEASET 실험을 이용하여 냉각재상실사고시 Reflood에 대한 TRAC-PF1 전산코드의 예측 능력을 평가하였다. FLECHT-SEASET 실험 장치는 3.657m(12 ft) 높이 161개 전열 봉으로 이루어 져 있으며, 다양한 재관수율, 계통압력, 초기 피복재온도, 재관수온도 노심내 반경방향 출력분포 둥의 조건에 따라 수행된 실험이다. TRAC-PF1은 비균질 비평형 이상유동 열수력(Nonhomogeneous Non-equilibrium Two-Fluid Hydrodynamic)모델을 사용하고 원자로 압력용기는 3차원으로 모델할 수 있는 최적전산코드로서, 이 평가 계산에는 HP Version이 사용되었다. 본 연구에서는 재관수율 변화에 따라 달라지는 연료봉 최대 피복재온도와 Quench 시간에 대한 TRAC-PF1 전산코드의 예측 능력을 중점적으로 평가하였다. 계산 결과 TRAC-PF1은 최대 피복재온도는 약 20-100$^{\circ}$K 낮게, Quench 시간은 실험치와 비교하여 약 40-150초 정도 늦게 예측하는 것으로 나타났는데, 재관수율이 낮을수록 최대피복재 온도는 낮게, Quench 시간은 늦게 예측하는 경향을 보이고 있다. 또한 재관수율이 3 in/sec 이상에서 노심 상부가 일찍 Quenching 되는 것으로 계산되는데, 이는 노심상부 열전달 Regime의 부적절한 계산이 원인으로 보인다.

• 지질공학
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• 제4권2호
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• pp.219-229
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• 1994

균열 암반내 지하수 흐름은 공간적으로 불규칙하게 분포하는 균열 발달 상태에 영향을 받으므로 균질의 등방성 피압 대수층에 적용이 가능한 Theis식으로는 균열 암반 대수층의 수리지질학적 특성을 똑바로 이해할 수 없다. 본 연구에서는 지하수 흐름의 프락탈(Fractal)모델을 발전시킨 누수를 포함하는 프락탈모델의 이론적은 배경 및 수리상수 산출 방법을 제시하고,개발된 모델을 야외자료에 적용시켰다. 상기 모델은 홍천과 유성지역에서 수행된 양수시험 자료에 적용시킨 결과, 동일한 수리상수 값으로 양수정과 관측정에서의 관측된 수위하강 곡선과 이론적인 수위하강 곡선이 잘 일치하는 결과를 얻었다. 홍천 지역과 유성 지역의 시험공 주위의 프락탈 차원은 1.9로 구해졌으며, 이것은 이들 지역의 지하수 흐름이 2차원보다 약간 작은 프락탈 차원을 보인다는 것을 지시한다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제13권4호
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• pp.8-21
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• 2008

지질 매체의 층상 불균질성과 지하수 양수 방식이 해안 대수층 내에서의 지하수 유동과 염분 이동에 미치는 영향을 정량적으로 분석하기 위하여 수리동역학적 분산 수치 모델을 이용한 일련의 삼차원 수치 모델링이 수행되었다. 해수 침투에 대한 층상 불균질성의 영향을 평가하기 위하여 하부 사토층(대수층)과 상부 점토층(준대수층)으로 구성된 층상 불균질 해안 대수층과 이에 상응하는 등가의 물질로 구성된 균질 해안 대수층을 수치 모델링하였다. 또한 해수 침투에 대한 지하수 양수 방식의 영향을 평가하기 위하여 전체 수치 모델링 기간 동안에 동일한 양의 지하수를 양수하는 연속적인 지하수 양수 방식과 두 개의 주기적인 지하수 양수 방식을 상기한 두 해안 대수층에 적용하였다. 수치 모델링 결과는 주기적인 지하수 양수 방식이 층상 대수층의 하부 사토층뿐만 아니라 상부 점토층에서의 지하수 유동과 염분 이동에 보다 중대한 악영향을 끼치며, 주기적인 지하수 양수 시에 양수 강도가 클수록 지하수 염수화가 공간적 및 시간적으로 더욱 심화됨을 보여준다. 이는 해수 침투에 의한 지하수 염수화를 최소화하기 위해서는 지속적인 지하수 양수 방식이 보다 더 적합할 수 있음을 의미한다. 또한 수치 모델링 결과는 주기적인 지하수 양수시에 상부 점토층에서의 지하수 염수화 양상이 하부 사토층에서의 그것에 비해 매우 다르게 발생함을 보여준다. 이러한 두 지층 사이의 지하수 염수화 양상의 차이는 층상 해안 대수층의 층상 불균질성에 기인하는 것으로 해석된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권9호
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• pp.947-954
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• 2015

염료감응형 태양전지용 플렉시블 필름에 도포된 코팅물질의 균질한 코팅은 제품의 성능과 내구성과 매우 밀접한 관계가 있고, 균질한 코팅은 열풍건조로 노즐에서의 균일한 온도분포와 질량유량에 의해 얻어질 수 있다. 본 연구에서 열풍건조로의 성능향상에 영향을 주는 다양한 인자들에 대한 수치해석을 수행함으로써 열풍건조로 출구의 균일한 온도분포와 질량유량을 얻고자 하였다. 수치해석 모델은 유동방정식과 에너지방정식으로 구성되었고, 수치해석을 모델의 검증을 위해 수치해석 결과값과 실험결과를 비교하였다. 연구결과로서 열풍건조로의 타공판이 균일한 온도분포 및 질량유량에 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.141-147
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• 2016

Underwater cavitation is one of the most important issues because it causes not only vibration and erosion of submerged bodies but also significant flow noise problems. In this paper, flow noise due to cavitation flows around the NACA66 MOD hydrofoil is numerically investigated. The cavitation flow simulation is conducted using the Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations based on finite difference methods. To capture the cavitation phenomena accurately and effectively, the homogeneous mixture model with the Merkle's cavitation model is applied. The predicted results are compared with available experimental data in terms of pressure coefficients and volume fraction, which confirms the validity of numerical results. Based on flow field analysis results, hydro-acoustic noise field due to the cavitation flow is predicted using the Ffowcs-Williams and Hawkings equation derived from the Lighthill's acoustic analogy. The typical lift dipole propagation patterns are identified.