• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.47 no.3
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• pp.169-176
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• 2019

In the present study, a CFD/DSMC hybrid method performed by a coupled analysis between the CFD method and the DSMC method was developed to obtain the flow information on the rarefied gas flows effectively. Flow simulations around the high speed vehicles on the transition flow regimes were conducted by using the developed method. The FRESH-FX vehicle made of cone and cylinder shapes was considered for the simulations. The results of the hybrid method were compared with the results of the pure CFD and the pure DSMC method to confirm the reliability and efficiency of the hybrid method. It was found that the gradient and the intensity of the shock waves were weakened due to the relatively low density on the transition flow regime. It was confirmed that the results of the hybrid analysis were different to those of the pure CFD analysis and almost identical to those of the pure DSMC analysis. In addition, the computational time of the hybrid method was reduced than that of the pure DSMC method. As a result, it was obtained that the validity and the efficiency of the CFD/DSMC hybrid method.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.98-98
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• 2012

최고진공도 10-10 mbar, 배기속도 2500 L/s를 구현할 대용량 복합 분자펌프(TMP) 설계를 위한 3차원 유동해석을 실시하였다. 진공도가 10-5 mbar 이상이 되는 고진공도에서는 Knudsen 수가 102~107에 이르러 분자간 충돌을 거의 무시할 수 있게 되며, 이때의 유체해석 방법으로서는 통상 희박기체 해석법으로 많이 쓰이는 Direct Simulation Monte Carlo (DSMC) 방법이나 Continuum fluid에 대한 Navier-Stokes 해석보다, 충돌이 없는 분자의 자유운동을 모사하는 Monte Carlo 방법이 더 적합할 수 있다. 본 연구에서는 다단계 rotor와 stator로 구성되는 복합분자 내 유동장에 Monte Carlo 해석법을 적용하여 유동해석을 실시하였다. 해석 방법의 타당성을 확인하기 위해 동일한 형상에 대해 Navier-Stokes 해석과 DSMC 해석을 병행하였다. 각각의 수치적 해석에서 공통적으로, TMP의 성능에 지배적인 영향을 미치는 설계변수는 rotor-stator의 날개각임이 확인되었고, 이 설계변수들의 최적값을 다양한 3차원 유동해석을 통해 도출하였다. 해석결과는 펌프설계에 적용되어 펌프 성능시험결과를 통해 확증된다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2002.04a
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• pp.14-15
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• 2002

기체역학 이론에 의하면, 노즐의 공급압력과 노즐의 상세형상이 주어지는 경우에 추진 노즐로부터 방출되는 제트유동의 추력을 예측할 수 있으며, 최대추력은 노즐 출구에서 유동이 적정팽창 상태로 될 때 얻어진다. 실제의 추진 로켓에서나 다른 비상체에서는 추력의 예측뿐만 아니라, 얻어지는 추력의 방향을 적절하게 조절하여 제어하는 것이 요구된다. 종래 추력벡터 제어를 위해서 많은 연구들이 수행되었다. 일례로 추진노즐 내부에 베인(vane) 등을 삽입하여, 추력벡터를 조절하거나, 추진 노즐을 가변(movable nozzle)으로 하는 방법, 그리고 노즐내부에 2차 유동을 분사(secondary flow injection)하여 평균 추력벡터를 제어하는 방법 등이 제안되어 응용되어 왔다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.105.2-105.2
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• 2013

배기속도 2500 L/s, 최고진공도 10-10 mbar의 구현을 목표로 하는 대용량 복합 분자펌프 설계를 위한 3차원 유동해석을 실시하였다. 진공도가 10-5 mbar 이상이 되는 고진공도에서는 Knudsen 수가 102 이상이 되어러 분자간 충돌을 거의 무시할 수 있게 되며, 이때의 유체해석 방법으로서는 통상 희박기체 해석법으로 많이 쓰이는 Direct simulation Monte Carlo 방법보다, 충돌이 없는 분자의 자유운동을 모사하는 Monte Carlo 방법이 더 적합할 수 있다. 본 연구에서는 다단계 rotor와 stator로 구성되는 복합분자 내 유동장에 Monte Carlo 해석법을 적용하여 유동해석을 실시하였다. 다양한 변수의 조합에 대한 수치적 해석에서, 복합분자펌프의 성능에 영향을 미치는 중요한 설계변수는 rotor-stator의 날개각, 유동방향 회전축의 두께 변화 등, 진행방향 분자의 모멘텀에 직접적인 영향을 미치는 변수들임이 확인되었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.22-22
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• 2010

배기속도 2500 L/s, 최고진공도 $10^{-10}$ mbar를 구현할 대용량 복합 분자펌프 설계를 위한 3차원 유동해석을 실시하였다. 진공도가 $10^{-5}$ mbar 이상이 되는 고진공도에서는 Knudsen 수가 $10^2{\sim}10^7$에 이르러 분자간 충돌을 거의 무시할 수 있게 되며, 이때의 유체해석 방법으로서는 통상 희박기체 해석법으로 많이 쓰이는 Direct simulation Monte Carlo 방법보다, 충돌이 없는 분자의 자유운동을 모사하는 Monte Carlo 방법이 더 적합하게 된다. 본 연구에서는 다단계 rotor와 stator로 구성되는 복합분자 내 유동장에 Monte Carlo 해석법을 적용하여 유동해석을 실시하였다. 먼저 2차원 해석을 실시하여 분자펌프의 성능에 중요한 영향을 미치는 설계변수들을 도출하고, 이 설계변수들의 최적값을 다양한 3차원 유동해석을 통해 도출하였다. 해석결과는 펌프설계에 적용되어 펌프 성능시험결과를 통해 확증된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.58 no.2
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• pp.307-312
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• 2020

Fluidized bed reactors operated in subatmospheric pressure has been focused because several industrial applications such as vacuum drying and plasma cvd requires reduced pressure fludization. However, the hydrodynamics of fluidized beds in subatmospheric pressure has not been extensively investigated. The pressure drop in the fluidized bed has been measured with variation of downstream pressures from 1.33 to 101.3 kPa in the shallow and deep fluidized beds under the sub-atmospheric pressures. The obtained minimum fluidization velocity of powders is a function of pressure due to the changes of gas density and mean free path. We can experimentally determine the critical Knudsen number and the critical pressure to define the slip regime significantly to influence the hydrodynamics of fluidized beds.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.46 no.1
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• pp.56-62
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• 2008

Characteristics of heat transfer were investigated in a three-phase swirling fluidized bed whose diameter was 0.102 m and 2.5 m in height. Effects of gas and liquid velocities, particle size and liquid swirling ratio ($R_S$) on the immersed heater-to-bed overall heat transfer coefficient were examined. The heat transfer characteristics between the immersed heater and the bed was well analyzed by means of phase space portraits and Kolmogorov entropy(K) of the time series of temperature difference fluctuations. The phase space portraits of temperature difference fluctuations became stable and periodic and the value of Kolmogorov entropy tended to decrease with increasing the value of liquid swirling ratio from 0.1 to 0.4. The value of Kolmogorov entropy exhibited its minimum with increasing liquid swirling ratio. The value of overall heat transfer coefficient (h) showed its maximum with the variation of liquid velocity, bed porosity or liquid swirling ratio, but it increased with increasing gas velocity and particle size. The value of K exhibited its maximum at the liquid velocity at which the h value attained its maximum. The overall heat transfer coefficient and Kolmogorov entropy were well correlated in terms of dimensionless groups and operating variables.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.12 no.3
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• pp.197-201
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• 2009

As one of the promising model on the multiphase fluid mixtures, the Lattice-Boltzmann Method(LBM) is being developed to simulate flows containing two immisible components which are different mass values. The equilibrium function in the LBM can have a nonideal gas model for the equation of state and use the interfacial energy for the phase separation effect. An example on the phase separation has been carried out through the time evolution. The LBM based on the statistic mechanics is appropriate to solve very complicated flow problems and this model gives comparative merits rather than the continuum mechanics model.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2002.05a
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• pp.187-191
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• 2002

현재 석탄의 액화 및 가스화에 관한 연구가 활발하게 이루어지고 있으며 경제성과 환경문제에 우수한 성능을 보이는 석탄가스화 복합발전 시스템(PFBC, Pressurized Fluidized-Bed Combustion)이 부각되고 있다. 가압유동층 복합발전 시스템은 약 6~10기압 및 석탄 연소열에 의한 750~90$0^{\circ}C$의 고온고압의 연소기체를 가스터빈에 사용하여 증기터빈과 함께 복합발전을 한다.(중략)

• The Science & Technology
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• v.32 no.12 s.367
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• pp.30-31
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• 1999

포항공대 첨단유체공학연구센터는 기체나 액체의 흐름을 제어하여 효과적인 에너지 활용을 위한 연구에 총력을 기울이고 있다. 운송체 유동 연구부, 열교환기 연구부, 환경 및 생체유동 연구부로 나누어 효율적인 연구활동을 펴고 있는 이 연구센터는 비행기, 자동차, 건물 등 물체표면의 공기저항을 측정하는 풍동을 비롯해 고성능 수퍼컴퓨터 등 첨단장비를 갖추고 있으며 미국을 비롯한 세계 7개국의 10개 연구기관과 상호 교류를 하고 있다.