• 한국음향학회지
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• 제39권4호
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• pp.227-236
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• 2020

해양구조물의 파일링 소음을 줄이기 위한 기포커튼과 선체 진동에 의한 수중방사소음 차단을 위한 에어마스커에 대하여 각각의 삽입손실 해석해를 유도하였다. 해석해를 구하기 위해 기포커튼과 에어마스커를 각각 '유체-기포층-유체' 그리고 '진공-평판-유체-기포층-유체'의 단순 모델로 가정하였고, 각 모델에서 해당 기포층을 복소수 형태의 파수와 임피던스로 규정된 유효매질로 치환하였다. 수치 모의를 통해 기포의 분포, 기포율, 그리고 기포층의 두께에 따른 삽입손실의 특성을 살펴보았다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
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• 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제17권 2호
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• pp.121-124
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• 1998

수중에서 발생된 기포에 음파가 입사되었을 때, 입사된 음파는 물 속의 기포들에 강제적인 진동을 주어 새로운 음원으로서 활동하게 한다. 이런 경우 기포의 진동은 비선형적인 진동 특성이 강하게 나타나게 되어, 기포는 입사된 음파에 의존하는 비선형 인자로서 작용하게 된다. 본 논문에서는 수중에 발생되는 기포층의 비선형응답 및 다른 형태의 응답을 실험적으로 고찰하기 위하여, 인위적으로 제작된 기포 발생장치를 이용하여 발생된 기포층에 음파를 입사하였다. 이때 입사된 음파는 기포들과의 상호작용을 인하여 여러 가지 응답을 나타내었으며, 비선형 응답으로써 배진동 세기의 현저한 증가와 합주파수 음파 발생 등이 두드러지게 나타났다. 또한 개개 기포의 공진 주파수 근처에서는 물론, 그보다 높은 고주파수에서도 합주파수 형태의 비선형응답이 매우 특징적으로 관찰되었다.

• 한국음향학회지
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• 제42권3호
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• pp.227-232
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• 2023

수중 소음 공해는 해양 환경에 막대한 영향을 미친다. 본 연구에서는 기포층을 갖는 구조물의 음향 방사 효율을 추정하기 위한 간이 해석법을 제안하였다. 선행 연구 결과를 바탕으로 공기층에 의한 삽입 손실은 감쇠량과 동등하다고 가정하고, 기포층에 의한 삽입 손실은 수치해석 결과의 후처리 기법을 사용하여 계산되었다. 제안된 방법의 검증을 위해 판 구조물에 대한 음향-구조 완전 연성 해석을 수행하였다. 음향-구조 완전 연성 해석은 상용 유한 요소 프로그램 COMSOL Multiphysics를 사용하여 수행되었으며, 기포층의 음향 특성은 Commander 및 Prosperetti 이론을 사용하여 구현하였다. 음향 방사 효율 비교를 통해 간이 해석법과 완전 연성 해석 결과의 경향이 유사함을 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로 기포층을 갖는 쐐기 구조물의 방사 효율 메커니즘을 예측할 수 있음을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권10호
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• pp.710-716
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• 2013

대기 오염, 기후 변화 등 환경 문제와 자원 고갈로 인해 화석 연료를 대체할 에너지에 많은 관심이 집중되고 있다. 폐바이오매스의 에너지화 분야에서도 다양한 연구가 이루어지고 있다. 폐목질계 바이오매스의 급속열분해는 바이오매스 에너지화 기술 중 하나로 액상 연료를 생산할 수 있다. 바이오매스의 급속열분해에는 주로 기포유동층 반응기가 쓰이고 있으며, 기포유동층 급속열분해 반응기에서는 반응물에 열을 효과적으로 전달하기 위하여 고체입자의 유동매체를 이용한다. 이러한 기포유동층 반응기에서 유동층 내 고체 입자의 움직임과 혼합은 기포의 거동에 영향을 받는다. 이로 인해 열전달 현상이 달라지고 결과적으로는 폐목질계 바이오매스의 급속열분해 반응 속도가 변한다. 따라서 본 연구에서는 기포유동층 반응기 내부의 수력학적 특성과 폐목질계 바이오매스 급속열분해 반응에 관한 연구를 수행하였다. 반응기내의 기체-고체 유동에 대해 Eulerian-Granular 방법을 사용하여 반응기를 시뮬레이션 하였으며, two-stage semi-global reaction model로 폐바이오매스의 급속 열분해반응을 모사하였다. 결과를 살펴보면, 유동층 내에서 기포들이 생성되고 상승하면서 크기가 증가한다. 이러한 기포의 거동에 의해 기포 주위의 고체 입자는 여러 방향으로 움직이게 된다. 고체 입자상의 활발한 움직임으로 바이오매스 입자가 유동층에 골고루 퍼져 일차 반응이 유동층 전반에서 일어난다. 그리고 일차 반응 중 타르가 생성되는 반응 속도가 가장 높게 나타난다. 그 결과 기체상 생성물 중 타르가 약 66 wt.%로 가장 많이 발생한다. 반면 이차 반응은 유동층에서보다 freeboard에서 더 많이 일어난다. 따라서 기포의 거동이나 입자의 움직임에 의한 영향은 일차 반응보다 상대적으로 적을 것으로 판단된다.

• 한국음향학회지
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• 제41권2호
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• pp.174-183
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• 2022

본 논문에서는 내부 유체를 갖는 수중에 몰수된 탄성 쉘이 기포층으로 둘러싸여 있을 때의 음향 방사를 모드 이론을 이용해 연구했다. 전 방향성의 점음원이 내부 유체의 중심에 위치해 있고 음향 소음원으로서 사용되었다. 모드 해의 미지수는 매질 사이의 경계조건으로부터 계산된다. 넓은 주파수 대역에서 모드 해의 안정성을 유지하기 위해, 모드 해의 규격 기법이 사용되었다. 기포 층은 Commander와 Prosperetti의 유효 매질 이론에 기반하여, 단일 모드 분포, 균일 분포, 정규 분포, 멱함수 분포를 이용해 각각 모의되었다. 각각의 기포 분포에 대해 삽입손실이 주파수에 대해 계산되었다. 추가적으로 공극비, 탄성 쉘의 매질 특성, 탄성 쉘과 기포층의 간극의 영향에 대한 수치해석을 수행했다.

• 한국음향학회지
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• 제10권1호
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• pp.47-51
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• 1991

해양에서의 비, 바람, 파도 등 표층교란에 의해 수중에 형성되는 기포층은 수 미터 깊이까지 이르며, 이 기포층은 수중 소음을 발생시킬 수 있는 물리적 역학 매체로서 역할이 가능하다. 실험실에서 수중에 기포군을 형성하여 이에 의한 발생소음을 추적하므로 개개 기포들의 기포군 집단운동에서의 역할을 밝혔으며, 이론적 예측과 실측 기포집단의 모드 진동수가 매우 잘 일치함을 보였다. 이상의 분석결과, 수중 기포군의 집단운동이 수 백 hertz 영역의 수중 소음의 주된 소음원이 될 수 있음을 입증하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.58-65
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• 2021

본 연구에서는 순환유동층 보일러 애쉬의 재활용 가능성을 높이기 위한 방법으로, 경량기포콘크리트의 제조시 생석회 및 황산칼슘 성분이 필요하다는 점에 착안하여, 이를 생석회 및 석고의 대체재로 활용하여, 생산원가 절감, 자원재활용, 환경부하 저감 및 고부가가치화 등의 목표를 달성하고자 하였다. 다양한 배합설계를 도출하여 경량기포 콘크리트 물성을 평가하였고, 이를 바탕으로 실제 공장에서 시제품을 생산하여, 경량 기포 콘크리트의 제조에 순환유동층 보일러애쉬의 활용성을 검증하고자 하였다. 실험 결과에 따르면, 순환유동층 보일러애쉬를 슬러리로 선처리하여 활용하는 방법을 통해 석고를 CFBCA로 대체 가능한 것이 확인되었으며, 이를 통해 경쟁력 있는 경량기포 콘크리트 제품의 생산이 가능함을 보였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.1257-1268
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• 1989

본 연구에서는 이에 천이와 난류모델을 첨가하여 층류 경계층이 천이를 거쳐 난류 경계층으로 발달해가는 전과정을 해석하려고 한다. 또, 이러한 부분 면파의 특성을 needle contact법에 의하여 측정 포물형이나 완전 Navier-Stokes 방정식을 사용함에 있어서 표면곡률항의 중요성을 보이며, 익형의 선단등 표면곡률이 중요한 영역에서도 적용가능한 수치적 방법을 제시한다.

• 기계저널
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• 제35권7호
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• pp.620-637
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• 1995

이 글에서는 유동층소각로와 관련된 기술적 사항을 정리하고자 한다. 일부 교과서적인 내용이 서술되어 있으나, 자세한 이론적 고찰보다는 현상적인 이해에 중점을 두고, 실제 유동층 소각로와 관련된 분야에서 연구를 수행하는 연구자들과의 토론 및 설계시 고려하여야 할 사항들을 간략히 포함한다. 일반적으로 유동층은 효울적인 화학반응로로서 주로 이용되고 있으나, 이 글에서는 환경 및 에너지분야와 일정한 관계가 있는 폐기물 소각로 및 석탄연소로로서의 유동층의 응용에 초점을 맞추고 있다. 우선 환경 및 에너지산업의 현황을 이해함으로써 유동층의 핵심적 역할 담당 가능성을 밝힌다. 그리고 소각로의 종류 및 유동층의 역사와 응용에 대하여 각략히 설명 한다. 여타의 소각로와는 다른 특성인 기포유동특성 및 유동화에 대하여 논함으로써 유동층에 대한 기본현상을 파악한다. 유동층 소각로의 중요한 기능인 공해물질의 노내처리에 대하여 논 의하고, 기포유동층보다 효율적인 순환유동층 및 가압유동층의 특성과 역할을 소개한다. 그리고 유동층 소각로의 예로 일본의 폐기물소각로 및 하수슬러지 소각로개발 현황을 소개한다. 최종 적으로는 유동장 소각로의 실제 설계과장에 대하여 간략히 해설한다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제19권11호
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• pp.1222-1230
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• 2009

A theoretical model was developed to compute the effect of a bubble layer in reducing the radiation noise generated by a force applied on an infinite flat plate considering the noise of multi-bubbles. Using the model, the effectiveness of a bubble layer in reducing the structure-borne noise of the plate was evaluated to consider various parameters such as the source noise levels, the thickness of bubble layers, the volume fractions and the frequency characteristics of bubbly fluids. Considering the noise of multi-bubbles, the actual reduction effect of radiation noise using a bubble layer was expected in cases of high source levels, high volume fractions of bubbles and large thickness of the bubble layer above the resonance frequency of the bubble layer. Accordingly, it is recommended that the thickness of a bubble layer, the source noise level and the characteristics of bubbly fluids should be optimized cautiously to maximize noise reduction effects.