• 한국추진공학회지
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• 제23권4호
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• pp.28-34
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• 2019

본 연구에서는 터빈 냉각에 널리 사용되는 핀-휜 배열에 대한 연구를 진행하였다. 본 연구에서 원형 튜브 전방에 익형 와류발생기가 위치하며, 익형 단면 형상은 NACA-9410을 사용하였다. 본 논문에서는 와류 발생기가 있는 핀-휜 배열 유동의 전열 성능과 유동 특성을 수직인 방향으로 변화시키며 기존의 핀-휜 유동과 비교하였다. 레이놀즈수 영역은 6000, 10000 그리고 15000 세 가지를 계산하였다. 전산 해석은 상용 프로그램인 ANSYS v18.0 CFX, 난류 모델은 $k-{\omega}$ SST를 사용하였다. 결과적으로 전열 성능은 최대 5.8% 증가하였고 압력 손실은 1% 미만으로 증가하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.243-246
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• 2010

최근 정보량의 급격한 증가로 데이터센터는 점차 대형화되고 있으며, 통합적으로 관리/운영되기 위해서는 전산실내 적절한 온도와 습도의 유지가 필수적이므로, 전산실내 에너지의 사용 효율을 극대화하기 위한 연구가 꾸준히 이루어지고 있다. 이 연구에서는 국내 공공부문의 대형 전산실을 모델로 선정하여 전산실 내 서버의 위치, 용량 그리고 냉각시스템 등을 고려하여 전산실내 열/유동특성을 수치적으로 규명함으로써, 에너지 효율 극대화를 추구하고 전력을 절감하여 저탄소 녹색성장과 그린IT 환경을 구축 하고자 한다. 이를 위하여 실제 측정한 환경 데이터를 바탕으로 전산유체역학(CFD)을 이용하여 3차원 비압축성, 정상상태의 열/유동특성을 예측한다. 또한 기존 및 개선된 전산실에 대한 비교결과를 바탕으로 새로운 열/유동조건을 도출하며, 이를 통하여 전산실 운영에 필요한 에너지 효율향상 방안을 제안하고자 한다. 연구 결과, 전산실 천장의 냉기유입부분과 열기배출부분으로 나뉘어 냉복도와 온복도를 형성하며, 내부 서버와 기타 각종 장비들의 발열 등으로 부분적인 열섬(Thermal island)현상이 나타났다. 이러한 열섬현상을 줄이고, 전산실내 환경을 최적화하기 위하여 찬공기 유입부분의 속도, 배출구의 유량, 그리고 냉/온 복도의 역할 변경 등 여러 가지 가능한 매개변수에 대한 연구가 필수적이다. 또한, 서버에서 발생한 고온의 공기를 배출하는 것이 전산실 내 적절한 온도구현에 효과적이며, 열섬현상을 방지하기 위해서는 이 부분에 차가운 공기의 유입이 필요하다는 것을 알 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.439-446
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• 2023

In this study, the computational fluid dynamics (CFD) simulations were conducted to verify the cooling capacity of the cryocooler used for pre-cooling of hydrogen gas. Based on the experimental results, the effect of the flow rate on a copper pipe attached to the bottom of the cryocooler was investigated. In this study, the temperature data was calculated through the change of boundary condition for heat flux in the copper pipe. In addition, the cooling capacity of the cryocooler for pre-cooling hydrogen gas was considered by calculating the cooling temperature according to the flow rate in the certified operating range. Consequently the pre-cooing system for hydrogen gas was validated with a reasonable accuracy through CFD simulations.

• 자원환경지질
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• 제22권4호
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• pp.303-314
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• 1989

경남거제지역 금(金)-은광상(銀鑛床)들은 후기 백악기 안산암류와 화강섬록암(83 m.y.)내의 열극을 충진한 함금(含金)-은(銀) 열수맥상(熱水脈狀) 광체로 구성된다. 열수광화작용(熱水鑛化作用)은 구조운동에 의하여 시기적으로 3회에 걸쳐 진행되었다. 초기 제$370^{\circ}C$의 고온에서 후기 $200^{\circ}C$에 이르는 제 I, II 광화기(鑛化期)에서는 각기 상이한 열수계(熱水系)에 의하여 석영, 유화물이 침전하였으며, $320^{\circ}C$를 전후로 하여 광화류체(鑛化流體)의 비담(沸膽)현상이 일어났다. 제 I, II 광화작용(鑛化作用)시의 압력은 <100기압이고, 심도는 500~1,250m였다. 금(金)-은(銀)의 주광화시기(主鑛化時期)인 광화(鑛化) I 기(期)의 공생광물에 대한 유체포유물(流體包有物) 및 광물열수학적(鑛物熱水學的) 연구에 의하면, 황철석, 섬아연석, 황동석은 $290^{\circ}C$ 이상의 고온에서 비담작용(沸膽作用)과 동시에 정출하였고, 사면동석, 에렉트렘, 스튜자이트는 금(金)-유황종(硫黃種)의 농도가 $10^{-3}{\sim}10^{-4}$molal, 상당염농도(相當鹽濃度)가 2~6wt.% NaCl인 광화유체(鑛化流體)로부터 $220{\sim}260^{\circ}C$, 유황 및 산소분압이 각각 $10^{-11.8}{\sim}10^{-14}$, $10^{-35}{\sim}10^{-36}$ atm인 물리 화학적 환경하에서 침전하였다. 균질화(均質化) 온도와 염농도(相當鹽濃度)와의 관계는 천수류입(天水流入)에 의한 광화류체(鑛化流體)의 냉각(冷却) 및 희석(稀釋)작용이 광석광물 침전의 주된 메키니즘이었음을 지시해 주며, 유체내(流體內) 환원(還元) 유황종(硫黃種)($H_2S$)의 감소에 따른 금류화복합체(金硫化複合體)($Au(HS)_2$) 의 파괴로 금(金)의 침전이 유도되었으리라 사료된다. 유황 및 탄소, 산소 안정동위원소(安定同位元素) 연구(硏究)결과, 광화류체내(鑛化流體內)의 유황 및 탄소는 심부화성(深部火成)기원이었고, 방해석의 산소 안정동위원소(安定同位元素)값으로부터 열수계(熱水系)에서 천수(天水)가 지배적인 역할을 하였으리라 사료된다.

• 한국광물학회:학술대회논문집
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• 한국광물학회.한국암석학회 2001년도 공동학술발표회 논문집
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• pp.143-144
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• 2001

경기육괴의 남서부에 해당하며 옥천구조대의 북쪽에 위치한 백동-홍성 일대의 충청남도 일원에는 선캠브리아기의 편마암복합체내에 초염기성암체들이 소규모 렌즈상의 암체로 이 지역에 우세한 구조선 방향인 북북동 방향으로 배열되어 산출된다. 이들 초염기성암채들이 조산대에 형성되는 알파인형이며 전형적인 상부 맨틀기원의 암석이 부분용융된 맨틀 잔여물로서 지표로의 이동과정에서 변성작용을 받아 대부분은 사문석화 혹은 활석화된 것으로 보고되어 있다. 본 연구의 주대상인 변성염기성암을 포함하는 백동지역의 초염기성암은 홍성도폭내 덕정리 편암암체 내에 주변 편마암체와 단층으로 접하면서 나타난다. 덕정리 편마암체는 주로 각섬석 화강편마암으로 구성되어있다. 백동지역의 초염기성암내에는 변성염기성암이 층상으로 협재되어 나타난다. 이들 변성염기성암은 석류석, 단사휘석, 각섬석, 사장석으로 주로 이루어진 석류석 각섬암이며 금홍석도 포함하고 있다. 많은 석류석 주변에는 사장석과 각섬석으로 이루어진 심플렉타이트가 발달되어있다. 석류석 각섬암내 심플렉타이트가 형성되지 않은 석류석 가장자리로부터 계산된 변성 온도-압력 조건은 590-72$0^{\circ}C$, 9-l0kb이며 심플렉타이트가 잘 형성된 석류석 주변부로부터는 490-$600^{\circ}C$, 4-6.3kb의 변성 온도-압력 조건이 계산되었다. 이에 반해 변성염기성암을 포함한 초염기성암체 주변에 나타나는 석류석-각섬석 화강편마암으로 부터는 570-78$0^{\circ}C$, 11.6-l6kb의 변성 온도-압력 조건을 얻었다. 석류석 각섬암에서 석류석내에 포획물로 나타나는 휘석(Xjd, 4-11)이 기질에 나타나는 휘석(Xid, 1-6)보다 높은 제이다이트 성분을 갖는다. 이는 석류석 중심부가 석류석 주변부보다 변성압력 조건이 높았을 가능성을 지시한다. 즉 연구지역의 석류석 각섬암은 주변의 각섬석 화강편마암과 같이 에콜로자이트상-상부각섬암상-고압백립암상의 점이대에 해당하는 변성작용을 받은후 초염기성암의 사문암화 작용시기에 1차 후퇴변성작용을 그리고 그후의 활석화 시기에 심플렉타이트를 형성하는 2차 후퇴변성작용을 받았다. 이러한 후퇴변성작용시기에 많은 유체가 침입하였고 그 결과 초염기성암내의 변성염기성암이 주변 화강편마암보다 후퇴변성작용을 강하게 받았을 것으로 예상된다. 변성염기성암의 변성연대를 구하기 위해 두 석류석 각석암 시료에 대해 석류석-전암 Sm-Nd 등시선 연령을 구하였다. 두 개의 석류석 각섬암으로부터 계산된 전암-석류석 연령은 297.9$\pm$5.7(2$\sigma$)Ma 그리고 268.7$\pm$3.3(2$\sigma$)Ma를 나타낸다. 석류석의 Sm-Nd 폐쇄온도가 700-75$0^{\circ}C$임을 고려할 때 두 석류석 각섬암으로부터 계산된 연대는 최고 변성작용 혹은 초기 냉각 시기를 지시할 가능성이 높다. 한편 전암의 두 동위원소 자료로부터 계산된 전암의 연령은 408Ma이다. 이러한 연구 결과는 연구지역의 석류석 각섬암이 시루리아기 후기 혹은 데본기 초기에 관입 후 석탄기 후기에서 페름기 중기에 주변 화강편마암과 함께 섭입작용을 받았을 가능성을 지시한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권2호
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• pp.189-196
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• 2012

현 운행중인 중수로의 안전장치인 감속재는 원전사고시 최종 열침원의 역할을 감당한다. 감속재 연구 수행을 위해 CANDU6 의 축소화 모델인 HUKINS 는 최대출력 10kW 로, 칼란드리아 직경은 원모델의 1/8 에 해당하는 0.95m 이며 축방향 길이가 38.4mm 의 열원 88 개가 삽입되어 있다. HUKINS 내 감속재 유동패턴의 발생 여부를 판단하고자 화학처리기법을 활용하였고 그 결과 출력파워 약 7.7kW 에서 각입력유량을 4,7,11L/min 으로 유입시 감속재의 유동패턴이 부력기조유동, 혼합양상유동, 모멘텀 기조유동의 양상을 나타났다. 3 가지 유동패턴에 대해 육면체 격자를 기본으로 구성된 약 190 만개의 격자수 내에서 난류모델 $k{\varepsilon}$의 예측결과와 실험결과간에 유사성을 보임으로써 HUKINS 가 CANDU6 감속재 유동의 실험적 연구에 사용 가능함을 입증했다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제14권4호
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• pp.186-195
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• 1982

SYSRAN code를 사용하여 고리 1호기의 중기배관파열사고를 분석하였다. SYSRAN code는 중성자출력과 열선속계산은 각각 점근사 중성자 운동방정식과 집중정수 모형을 이용하고 냉각수 계통 과도현상에 대해서는 전 계통을 균일한 압력으로 취급하여 질량 및 에너지 평형방정식을 이용하여 계산한다. 사고 결과를 심각하게 만드는 노심상태로 부냉각재 온도계수가 커지는 노심말기와 증기발생기의 유체함량이 가장 많은 고온 정지상태를 호기조건으로 하여, 격납용기외부의 가장 큰 배관면적인 1.4f $t^2$ 크기의 증기배관이 파열되었을때 Moody critical flow model에 따라 증기가 방출된다고 가정하여 분석하였다. 그 결과 노심의 최대 열선속은 사고후 60초에 정상상대의 38%로서 FSAR의 26%에 비해 높은 값을 나타냈으나 모든 과도현상의 경향은 FSAR의 결과와 잘 일치하였다. 민감도 조사결과 이 사고는 냉각재밀도 계수와 노심 하부공간혼합인자에 가장 민감한 것으로 나타났다. B bank중 한 개의 RCCA가 완전인출 상태에서 노심에 삽입되지 않았다고 가정했을 경우의 FSAR 분석결과인 $F_{$\Delta$H}$를 3.66으로 Fz를 1.55로 하여 DNBR을 계산해 본 결과, 최소 DNBR은 1.62가 되어 핵연료의 손상은 예상되지 않았다. 점근사중성자 운동방정식, 집중 정수모형 및 질량과 에너지평형 방정식을 이용한 계통 과도 현상모델은 발전소 전 계통의 과도 현상의 경향을 연구하는데 적합한 것으로 밝혀졌다.구하는데 적합한 것으로 밝혀졌다.

• 태양에너지
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• 제12권3호
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• pp.70-83
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• 1992

본 연구에서는 개방된 정사각형 공간안에 일정한 열유속을 방출하는 발열체가 존재할 때, 부력과 표면복사를 고려한 혼합대류특성을 수치적으로 연구하였다. 본 연구의 대상인 유입구를 통해 유체가 흘러들어와서 다시 유출구로 나가는 정사각형공간은 공냉식 전자장비를 모사한 것이다. 이러한 공간안에 존재하는 발연체는 전자칩과 같은 발열성 전자부품을 나타낸다. 본 연구에서 채택한 모델의 크기는 높이 X 넓이가 $0.1[m]{\times}0.1[m]$이며 공간내부는 2차원 층류유동으로 간주하였다. 공기의 유입속도는 0.07[m/s]이고, 유입온도는 $27^{\circ}C$이며, 유입구의 위치는 일정한 위치에 고정되어 있다. 주요 변수로는 발열체의 열유속, 유출구의 위치, 발열체의 위치, 그리고 벽면이 방사율을 선택하였다. 본 연구에서는 외부로부터 유입되어지는 찬공기와 발열체에 의해서 부력의 상승하는 뜨거운 공기의 혼합에 의한 유동특성 및 열전달특성을 복사를 고려하여 고찰하였다. 결과로써 가장 열전달이 활발한 발열체의 위치는 바닥의 좌측벽으로부터 0.075[m]일때이다. 이러한 연구는 실제적으로 전자부품 같은 것의 효율적인 냉각목적에 적용되어질 수 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권9호
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• pp.786-790
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• 2016

본 연구는 자연대류상의 할로우 하이브리드 휜 히트싱크 (HHFHS) 의 열성능에 대한 방향 영향의 전산연구결과에 대해 논한다. HHFHS 는 휜 베이스 근처에 천공을 포함하는 중공 핀 휜과 판 휜의 결합형 휜들의 배열로 구성된다. HHFHS의 베이스면적기반, 질량기반 열성능에 대한 방향영향이 0 ~ 180도의 방향각에 대해서 수치적으로 연구되었고, 유사구조의 핀 휜 히트싱크 (PFHS) 와 비교되었다. PFHS 와 달리 HHFHS 의 열저항은 직립상태에서 45도까지 변화가 미미하며, 이후 증가하여 90도에서 최대이며, 이후로는 180도까지 감소함을 보인다. 이러한 열저항 특성의 차이는 HHFHS의 중공 휜의 내부유동에 의한 열펌핑 효과의 영향으로 사료된다. 다양한 방향각에도 HHFHS 의 질량기반 열저항은 약 30% 정도 PFHS 보다 작음을 보여주는데 이 결과는 자연대류 상의 전자장치에 대한 HHFHS 의 경량열관리 적용 가능성을 보여준다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권11호
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• pp.915-924
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• 2014

항공기용 가스터빈 엔진에 있어서, 기어 어셈블리 및 전자장비에 사용되는 오일의 냉각을 위하여 열교환기가 사용되며 이를 Surface air-oil heat exchanger (SAOHE) 라고 한다. 이 열교환기는 엔진 팬 케이싱 내부에 설치되며 기어박스 시스템 및 전자장비로부터 바이패스 덕트 후류 쪽으로 열을 소산시킨다. 본 연구의 목적은 SAOHE 의 설계를 위한 효율적인 수치해석방법을 개발하는 것이다. SAOHE 설치에 따른 핀에서의 열공력학적 성능을 평가하기 위하여 다공성 모델을 활용한 2 차원 수치해석을 수행하였고, 열교환기 성능평가에 대해 시간 및 비용적으로 효과적인 1 차원 열유동 네트워크 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램을 이용하여 열교환기의 압력강하 및 열전달 성능을 예측하였고, 1 차원 열유동 네트워크 프로그램을 검증하기 위해 2 차원 전산해석 결과 및 실험 결과와 비교하였다.