• 제목/요약/키워드: 냉각기법

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핀휜이 부착된 회전하는 냉각유로의 최적설계 (Shape Optimization of a Rotating Cooling Channel with Pin-Fins)

  • 문미애;아프잘 후세인;김광용
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제34권7호
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    • pp.703-714
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    • 2010
  • 본 연구에서는 크리깅 기법을 이용하여 엇갈린 핀휜이 부착된 회전하는 내부냉각유로의 형상 최적화를 수행하였다. 냉각유로 형상의 여러 매개변수 중 핀의 지름과 높이의 비, 핀의 지름과 핀과 핀 사이의 거리의 비를 최적설계를 위한 설계변수로 선택하였다. 열전달 관련 목적함수와 마찰손실 관련 목적함수를 가중계수를 이용하여 선형적으로 결합한 목적함수를 정의하였다. 크리깅 모델을 구축하기 위해 라틴하이퍼큐브 샘플링기법에 의해 생성된 20개 실험점에서 목적함수가 SST난류모델을 사용한 삼차원 레이놀즈평균 나비어-스톡스(RANS) 유동해석법에 의해 계산되었다. 크리깅 기법을 통하여 예측된 목적함수값은 RANS해석을 이용해 계산된 값과 매우 작은 오차 범위 내에서 일치하였으며, 최적설계를 통해 목적함수가 11% 감소하는 결과를 얻었다.

액체추진제 로켓 엔진 연소장치 개발에 있어서의 전산유체역학 응용 (Application of Computational Fluid Dynamics to Development of Combustion Devices for Liquid-Propellant Rocket Engines)

  • 조미옥;김성구;한상훈;최환석
    • 항공우주기술
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    • 제13권2호
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    • pp.150-159
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    • 2014
  • 본 연구에서는 액체산소/케로신 추진 로켓 엔진 연소장치의 국내 개발에 있어서의 전산유체역학 응용 사례를 간략히 소개하였다. 추진제 공급부에 대한 다차원 유동 해석을 통해 유동 균일성을 확인하고 및 압력 손실을 예측할 수 있으며, 개념 설계 단계에서 추진제 매니폴드 형상 설계안을 비교/선택할 수 있다. 다분야 연소/냉각 성능 통합 해석을 통해 로켓 엔진 연소기의 연료 막냉각 및 열차폐 코팅 조건 등 연소/냉각 성능 관련 설계 문제 해결에 필요한 주요 정보를 도출할 수 있다. 향후 분사면 근처에서의 추진제 혼합 및 연소특성을 파악할 수 있는 해석 모델/기법을 개발할 필요가 있다.

재생냉각식 액체로켓엔진의 연소기 형상 결정을 위한 예비 설계 방안 (Preliminary Design Plan for Determining Combustor Configuration of Regenerative-cooled Liquid Rocket Engine)

  • 손민;서민교;구자예;조원국;설우석
    • 한국추진공학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.83-89
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    • 2011
  • 재생냉각식 액체로켓엔진의 예비 설계 단계에서 연소기 형상을 결정하기 위한 설계 방안을 제안하였다. CEA에서 예측된 연소 후 가스 물성치를 이용하여 로켓의 성능 및 재생냉각 성능을 계산하였다. 요구 추력, 연소실 압력, 주위 압력, 추진제 혼합비에 대해 1차원 관계식과 경험식으로 최적 유량과 연소기 성능을 예측하고, Rao 노즐 설계 기법을 활용하여 최종적으로 연소기 형상을 결정할 수 있는 방안을 제시하였다.

방사능 누적 저감을 위한 원자로 수질관리 (A Technique for Reactor Water Chemistry to Reduce Radioactivity Build up)

  • 이용우;김홍태
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제14권2호
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    • pp.37-44
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    • 1989
  • 원자로 냉각재에서의 방사능 누적 저감을 위한 수질 관리 개선 방안으로 현재의 coordinated lithium-boron 운전 방식을 elevated lithium 방식으로 전환시켜 냉각재의 pH를 높게 유지시키는 기법에 대해 검토하였다. 국내 PWR원전에서의 pH와 원자로 냉각재내의 방사능 누적 관계를 분석하였으며 그 결과, 고 pH 운전이 현재의 pH 운전 방법보다는 방사능 누적 저감에 유리하다는 것을 알 수 있었다. 이러한 결과는 냉각재중의 부식생성물의 구성이 magnetite 보다는 nickel ferrite 쪽이 지배적인 비중을 차지하고 있음을 보여주는 것이며, 고 pH 운전 범위는 pH 7.0-7.4가 적합한 것으로 나타났다.

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재생냉각식 액체로켓엔진의 연소기 형상 결정을 위한 예비 설계 방안 (Preliminary Design Plan for Determining Combustor Configuration of Regenerative-cooled Liquid Rocket Engine)

  • 손민;서민교;구자예;조원국;설우석
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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    • pp.37-42
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    • 2010
  • 재생냉각식 액체로켓엔진의 예비 설계 단계에서 연소기 형상을 결정하기 위한 설계 방안을 제안하였다. CEA에서 예측된 연소 후 가스 물성치를 이용하여 로켓의 성능 및 재생냉각 성능을 계산하였다. 요구 추력, 연소실 압력, 주위 압력, 추진제 혼합비에 대해 1차원 관계식과 경험식으로 최적 유량과 연소기 성능을 예측하고, Rao 노즐 설계 기법을 활용하여 최종적으로 연소기 형상을 결정할 수 있는 방안을 제시하였다.

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데이터 센터 환경에서의 전력 절감을 위한 마이그레이션 기법 (Migration Scheme for Power Saving in Data Center Environments)

  • 김용헌;김정선
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2010년도 추계학술발표대회
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    • pp.1662-1665
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    • 2010
  • 그린 컴퓨팅의 일환으로 데이터 센터(Data Center)의 전력 효율을 고려한 소프트웨어/하드웨어 기술연구가 활발하게 진행되고 있다. 데이터 센터에서는 부하 분산(Load Balancing) 서비스의 마이그레이션(Migration) 기법을 통해 서비스의 품질을 높이고 데이터 센터의 효율성을 극대화 시킨다. 본 논문에서는 데이터 센터에서 냉각으로 소모되는 전력 절감을 위해 데이터 센터의 환경과 시스템 부하(Work Load)량에 기반을 둔 프로세스 마이그레이션(Process Migration) 기법을 제안한다.

엔진발전기 냉각팬의 유동-구조 연성해석 기법을 이용한 최적설계 (Optimal Design using Flow-structure Interaction Analysis Method of Engine Generator Cooling Fan)

  • 김승철
    • 한국가스학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.47-53
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    • 2020
  • 본 연구에서는 엔진발전기에 사용되는 냉각팬 형상을 단방향 유동-구조 연성해석을 통하여 냉각팬의 성능과 내구성을 분석하여 최적화 설계자료를 제시하였다. 이를 위해, 냉각팬 내부 유동장에 대해 정상상태 해석을 수행하고, 정상상태 계산 결과를 구조해석을 위한 입력 데이터로 사용함으로써 내구성을 분석하였다. 냉각팬의 블레이드와 스윕 각도를 변경하는 작업을 통해 6가지 type을 모델링하여 유동해석을 진행하였으며, 질량유량과 토오크의 비는 A type이 가장 우수하지만, 질량유량이 상대적으로 큰 B type이 유동성능이 가장 좋은 냉각팬의 형상이라고 판단하였다. 유동해석을 통해 선정된 B type의 블레이드 두께를 4가지로 설정하여 구조해석을 검토한 결과, 피로안전계수까지 고려하였을 때 B Type-3가 가장 적합하다고 판단되었다.

증발법과 냉각거울법에 의한 불포화토의 함수특성 획득기법 연구 (A Study on the Acquisition Technique of Water Retention Characteristics Based on the Evaporation Method and the Chilled Mirror Method for Unsaturated Soils)

  • 오세붕;유영근;박규순;김성진
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제23권4호
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    • pp.11-20
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    • 2022
  • 불포화층의 수리특성을 획득하기 위하여 증발법, 압력판추출시험, 냉각거울법으로 함수특성시험을 수행하고 비교하였다. 증발법과 냉각거울법은 신시험법으로서 신속하고 정확하게 불포화토의 함수특성곡선을 획득할 수 있다. 증발법과 압력판추출시험에서는 100kPa 범위의 모관흡수력까지 함수특성을 획득하여 비교하였으며, 이로부터 증발법 시험결과를 검증할 수 있었다. 매우 높은 수준의 모관흡수력에서는 냉각거울법을 통하여 함수특성을 측정하고 이로부터 전체적인 함수특성곡선의 양상을 파악할 수 있었다. 모든 함수특성시험을 통하여 얻은 함수특성의 대표곡선을 구하고 각 시험법의 적용성을 비교하였다. 증발법 및 냉각거울법 시험을 병행하면 전체 모관흡수력 범위에서 함수특성곡선을 합리적으로 획득할 수 있었다.

Hardware-In-the-Loop Simulation을 이용한 고분자 전해질 연료전지 냉각시스템 최적 제어기법 연구 (Optimal Ccontrol Strategy of Cooling System for Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell using Hardware-In-the-Loop Simulation)

  • 최은영;지현진
    • 에너지공학
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    • 제25권1호
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    • pp.113-121
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    • 2016
  • 고분자 전해질 연료전지는 운전온도에 따라 효율과 출력이 변화하기 때문에 $65^{\circ}C{\sim}75^{\circ}C$정도의 적정 운전온도를 유지하기 위한 냉각시스템을 필요로 한다. 따라서 PEMFC 운전온도를 유지하기 위한 냉각시스템 및 이를 위한 제어로직을 적용할 필요가 있다. HILS는 이러한 냉각시스템 제어로직을 검증하고 연구하기 위한 방법 중 하나이다. 본 논문에서는 냉각수 제어 알고리즘 연구를 위해 HILS 시스템을 구성하였다. HILS 시스템 모델은 PEMFC, 열교환기 및 온도와 관련한 외부환경 모델로 구성되며, HILS 시스템의 하드웨어는 삼방밸브, 펌프, 열교환기로 이루어진다. 이러한 HILS를 활용하여 냉각시스템 제어 효율 향상을 위한 제어우선순위 및 제어 대상온도 설정에 대한 연구를 수행하였다. 1차 냉각회로의 삼방밸브를 우선제어대상으로 설정하고, 2차 냉각회로의 온도제어성능 보정을 위해 2차 냉각회로 삼방밸브의 개도율 하한값을 PEMFC 출력과 2차 냉각회로 냉각수 온도의 함수로 작성하여 온도제어성능을 보상할 수 있도록 하였다. 그 결과 안정적인 PEMFC 온도 제어성능을 확인하였다.

가스터빈 블레이드의 얇은 벽에서의 팬 형상 홀 최적화 (Optimization of Fan-Shaped Hole for Gas Turbine Blade on Thin Wall)

  • 현민주;박희승;김태현;송호섭;이희재;조형희
    • 한국추진공학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.71-77
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    • 2021
  • 가스터빈 블레이드를 고온의 주유동으로부터 보호하기 위해 다양한 냉각 기법이 연구되었고, 팬 형상 홀을 포함한 다양한 막냉각 홀 형상에 대해서도 연구가 수행되어왔다. 하지만, 소형 가스터빈에 대한 수요가 증가함에 따라 얇은 벽에 적용할 수 있는 막냉각 홀에 대한 연구가 필요하다. 이에 따라 본 연구에서는 수치해석을 통하여 분사율 1과 2에서 팬 형상 홀의 형상 변수의 영향을 연구하였다. 또한, 원형부 길이와 전방향 및 횡방향 확장각, 세 가지 변수에 대하여 최적화를 수행하였다. 각 분사율에서 최적화된 두 형상은 유사한 형상 변수와 냉각 성능을 갖는 것으로 나타났다.