• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.469-473
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• 2009

저수지에서 잠재적 대규모 조류발생을 감소시키기 위하여 인공적 성층파괴 장치가 2006년 용담댐에 설치되었다. 본 연구는 저수지에서 여름철 발생하는 성층파괴에 대한 대류순환식 폭기장치의 효과를 검토하기 위해 수행되었다. 성층파괴 장치의 성능을 분석하기 위하여 반경 25m, 높이 45m의 실린더 용기에 34.6만개의 격자로 구성된 CFD모형을 적용하였다. 적용결과, 사면체 격자는 온도와 유속에서 실측자료와 밀접하게 일치하였다. 이와 같은 결과는 난류확산항이 제거되었을때 보다 태양광 열전도를 고려한 경우가 보다 좋은 결과를 보였다. 결과적으로 성층파괴 장치의 지속적인 운영은 인공적 외부력을 통하여 성층화된 수체를 혼합시키는데 유용할 것으로 나타났으나 현재 설치되어 있는 장비로는 크기나 숫자에서 충분하지 못해 원래 목적을 달성하기에는 부족한 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.952-956
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• 2010

저수지에 설치된 물순환장치는 저수지 수문상황과 자연조건의 변화에 따라 유동특성이 상이하므로 연구자가 고려하는 다양한 조건에서 현장 측정하기는 불가능하다. 이런 문제를 대체하는 방안으로 전산유체유동(CFD) 모형을 적용한 모사를 실시함으로서 다양한 조건에 따른 효과를 평가할수 있게 된다. 본 연구에서는 전산유체유동을 통한 대류식 물순환장치의 유동영향범위와 수질변화 등을 평가하고, 다양한 조건에서 모사를 실시하여 최적운영방안을 도출하고 실제운영에 활용토록 하고자 한다. 수체거동을 모사하기 위해 실제 저수지를 형상화한 Domain을 3가지로 구성하였다. 첫번째는 반경 20m, 깊이 40m Domain에 물순환장치를 중앙에 설치한 것이며(D20), 두 번째는 반경 40m, 깊이 40m에 두 개의 물순환장치를 양쪽에 설치하였고(D40), 세 번째는 반경 100m, 깊이 40m로 설정(D100)하였고 양쪽에 두 개의 물순환장치를 설치한 것으로 구성하였다. CFD에 의한 개별 대류식 순환장치의 유동모사결과 D20은 시간의 경과에 따라 수온성층이 하강하는 현상이 나타났으며 이러한 결과로 판단할때 40m 간격으로 대류식 순환장치를 설치하여 운영하면 탈성층이 나타날 수 있을것으로 판단되었다. D40에 대하여 CFD에 의한 유동모사를 실시하였으며 시간의 경과에 따라 수온성층의 변화는 나타나지 않았다. 이러한 결과로 판단할때 40m 간격으로 한줄로 대류식 순환장치를 설치하여 운영하면 성층을 깨는 현상은 나타나지 않을 것으로 평가되었다. 반면 Dye테스트시 심층에서 상승한 수체는 수온성층 표면에서 수평방향으로 계속 퍼져 나가면서 옆장치에서 상승된 수체와 혼합이 활발히 이루어 지는 현상을 나타내었다. 장치간 거리가 100m인 대류식 물순환장치에 의한 유동모사시 수온성층의 변화는 전혀 나타나지 않았으며, Dye테스트시 심층에서 상승한 수체는 수온성층 위에서 수평방향으로 퍼져 나가면서 옆에서 가동되는 장치에서 상승된 수체와 혼합 현상을 나타내기는 하나 D40보다 혼합시간이 더 걸리는 것으로 나타났다.

• 한국식품과학회지
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• 제32권2호
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• pp.341-348
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• 2000

기존 냉장고의 특선실과 새로운 냉각방식의 냉장고에 돼지고기, 쇠고기, 냉동참치를 저장하면서 그들의 품질을 비교하여 각 냉각방식의 차이가 부분 냉동식품의 품질에 미치는 영향을 조사하였다. 일반 냉장고 특선실$(-1^{\circ}C)$, 강제순환식 저장방법$(-5^{\circ}C)$, 그리고 자연대류식 저장방법$(-5^{\circ}C)$으로 저장하면서, 돼지고기와 쇠고기는 VBN, TBA, 및 수분함량을, 냉동참치는 K-value와 VBN값의 변화를 측정하였다. 저장 기간 중 모든 시료에 대해서 강제순환식 저장방법에서 수분함량이 급격히 감소하였으며 VBN의 경우도 수분함량에 영향을 받아서 강제순환방식이 다른 저장방법들보다 높은 수치를 보였다. 돼지고기의 경우 TBA값에 대한 유의적인 차이는 없었으며 쇠고기의 경우는 VBN에 대하여 유의적 차이는 나타나지 않았으나 TBA값은 일반 특선실과 자연대류식 저장방법에 대하여 유의적 차이를 보였다. 반면 포장을 한 경우는 일반 특선실과 강제순환 및 자연대류 저장방법에서 돼지고기의 품질의 차이가 발생하였다. 냉동참치는 VBN과 K-value에 대하여 일반 특선실과 자연대류식에 유의적인 차이가 있었다. 따라서 cold chamber의 온도를 $-5^{\circ}C$ 정도인 subfreezing온도로 유지하고, 자연대류 냉각방식을 적용하면 가정용 냉장고를 사용하여 육류 및 어류의 신선도를 현저히 연장시킬 수 있을 것으로 보인다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.322-324
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• 2008

현재 배전용변전소 대용량변압기 냉각방식은 주로 유입자냉식, 유입풍냉식, 송유풍냉식 및 수냉각 방식이 채용되고 있다. 유입풍냉식의 경우는 대기 공기의 자연대류 또는 냉각팬에 의한 강제대류에 의해 방열기 내부로 유입된 절연유의 온도를 낮추는 방식이고 송유풍냉식은 변압기 내부 절연유를 강제순환 시키면서 냉각팬을 가동하는 방식이다. 도심지 복합건물내 주변압기 냉각은 수냉식을 채용하여 절연유를 강제로 순환시키면서 열교환기 2차측에 냉각수를 순환시켜 열교환기 내로 유입된 절연유의 온도를 낮추는 방식이다. 그러나 도심지 변전소의 냉각방식 채택에 있어 냉각성능, 소음, 설비의 건전성등 여러 가지 문제점이 드러나 새롭고 획기적인 냉각방식이 요구되고 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.78-78
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• 2011

수자원 확보를 위해 건설된 저수지는 내외부위의 여러 가지 환경영향으로 인해 수질문제가 종종 발생한다. 이런 수질문제에 대처하기 위해 다양한 형태의 수질개선 장치가 고안되어 적용되고 있으며, 물순환장치도 그 중에 하나이다. 물순환장치는 수층에 산소를 공급하고 표층의 조류제어, 이취미 제거 등 다양한 목적으로 사용된다. 본 연구에서는 저수지에 설치된 대류식 물순환장치의 수질개선 효과를 평가해 보았다. 수체가 큰 저수지에서의 조사는 매우 어려운 점이 있으나, 조사방법은 물순환장치로 부터 일정거리에서 수심별 수질조사를 실시하였으며, 물순환장치가 가동되는 지역과 장치가 없는 지역에 대한 조사를 실시하여 그 차이 만큼을 수질개선 효과로 평가하였다. 현장조사는 물순환장치로부터 1m, 3m, 5m, 7m, 10m, 13m, 15m 떨어진 지점에서 유속과 수질조사를 실시하였으며, 유속은 표면유속만 측정하였고 수질은 수표면에서부터 저수지 바닥까지 조사를 실시하였다. 조사기간 동안 수체의 물리적 조건은 계절에 따라 다양한 변화를 보였으나, 양수된 저층수의 흐름은 수평방향으로 흘러들어가면서 온도변화에 따라 혼합되거나 하강하는 것으로 나타났다. 심층 혐기성층이 발달된 상황에서 물순환장치의 가동은 물순환장치 흡입구 근처의 혐기성층을 흡입하여 표층으로 확산시켰고 이로인해 주변의 수체가 물순환장치 흡입구로 밀려오면서 심층의 혐기성층이 약화되는 현상을 나타냈다. 조류가 발생한 기간중에 물순환장치에 의한 조류제어 효과는 심층수가 상승하여 확산되는 수평방향으로 반경 약 10m 지점까지 조류농도가 낮아지는 것을 확인할 수 있었으며 조류농도가 낮아지는 기간에는 그 영향범위가 조금 적어지는 것으로 나타났다. 이러한 결과로 볼때 저수지에 설치되어 운영되는 대류식 물순환장치는 심층의 혐기화 개선과 표층의 조류제어에 효과가 있는 것으로 판단할수 있으나, 조류제어에 대해서는 좀 더 심도있는 조사가 필요할 것으로 판단되었다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1997년도 춘계학술발표회논문집(1)
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• pp.422-429
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• 1997

피동형 격납용기 냉각계통 해석을 위하여 격납용기 압력, 온도 과도현상 분석 코드인 CONTEMPT4/MOD5 전산코드에 피동형 격납용기 열전달 모델을 추가하였다. 외부공기의 순환에 의한 철제 격납용기와 차폐건물 사이의 환형 공간의 냉각모델은 자연대류 및 혼합 대류의 기존 실험적 상관식을 사용하였고 상부에서 분사된 물의 증발에 의한 열전달 현상은 analogy 개념을 적용한 질량전달 모델을 도입하였다. 개선된 전산코드로 1000Mwe급 원전의 피동형 격납용기에 대하여 각 실험적 상관식의 차이, 물막의 형성비율, 습식냉각 지연시간 등의 민감도 분석을 수행하였다.

• 유변학
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• 제3권1호
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• pp.56-67
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• 1991

압출공정에서 발생하는 전달현상을 이해하기 위하여 싱글-스크류 압출기에서의 비 뉴톤성 유체의 비등온유동에 대한 수치해석을 위한 유한요서법(FEM)을 개발하였다. FEM 은 준-3차원 물리적 모델을 기본으로 하였고 온도분포해석을 위하여 전진방법을 도입하였 다. 본 연구에서 도입한 수치해석적 모델과 더 간단한 준-2차원 모델을 온도분포의 예측에 관하여 초점을 맞추어서 비교 하였다. 압출기의 내부채넬에서 순환유동이 온도분포에 미치 는 영향의 중요성이 강조되었다. 순환유동의 효과를 파악하기 위하여 유한 요소식에서 순환 과 관련된 대류항을 빼도록 유한요소 프로그램을 개조 하였고 개발된 원래의 프로그램과 개 조된 프로그램의 해석을 수행한후 해석결과 중에서 특히 온도분포에 있어서의 차이점을 비 교하였다. 이로부터 간단한 준-2차원 모델은 순환효과를 무시했기 때문에 속도분포의 예측 에서는 별문제가 없으나 온도분포의 예측에 있어서는 크게 잘못될 수 있음을 알수 있다.

• 태양에너지
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• 제19권3호
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• pp.29-41
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• 1999

본 연구에서는 돌출된 단일 모듈이 부착된 수직 채널내의 3차원 자연대류 특성을 실험적으로 조사하였으며, 특히 모듈로부터 대류에 의한 열에너지 제거에 초점을 두었다. 채널내의 유동장은 smoke-method를 이용하여 가시화 하였다. 또한 채널내부, 수직벽면 및 모듈표면의 국소온도를 열전대와 열플럭스 센서를 이용하여 측정하여 복사와 전도에의한 열손실량을 계산하였다. 실험결과 대류열전달은 모듈 하부의 모서리 부근에서 가장 활발히 일어나고, 모듈 상부에서의 재순환영역은 열전달을 감소시킴을 알 수 있으며 임계 채널간격비를 예측할 수 있는 상관식을 레일리히수의 함수로 구하였다. 또한 $8.28{\times}10^3<Ra^*_c<3.48{\times}10^6$의 범위에서 수정 채널 레일리히수의 함수로써 평균 누셀트수와의 상관식을 구하였다.

• 생태와환경
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• 제42권1호
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• pp.85-94
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• 2009

용담댐 저수지에 설치된 대류식 순환장치에 대한 현장 조사 결과에 의하면 수평방향의 직접영향권은 성층 강도에 큰 영향 없이 반지름 $7{\sim}10m$에 이르는 것으로 조사 되었으며 수직방향으로는 성층강도에 따라 또는 가동기간에 따라 조금씩 달라지는 것으로 나타났다. 즉 가동시간이 길어짐에 따라 하층에서 올라온 수온이 낮은 수체는 보다 깊게 먼 곳까지 이동하는 것으로 나타났으나 성층을 깨지는 못하는 것으로 나타났다. 2008년 현장에서 실측 조사한 결과와 CFD모사 결과에 의하면 이런 조건에서 한 달을 가동하면 하층에서 올라온 수체가 대류식 장치 주변으로 수심 8 m, 지름 120 m의 수층을 이루게 되며 50일을 가동하면 수심 10 m, 지름 130m의 수층을 이루는 것으로 평가되었다. 대류식 순환장치가 설치된 지역에 대한 CFD모사를 하기 전에 이 지역의 흐름특성을 평가하였다. 대상 지역의 흐름은 연중 크게 3가지로 구분되었으며 각각의 경우 유량은 다르지만 저수지 수체의 흐름 속도는 모두 $0.05{\sim}1.5cm\;sec^{-1}$로 나타나 CFD모사시에 저수지 흐름을 고려하지 않아도 될 것으로 평가되었다. CFD를 이용한 수체거동 모사결과 순환장치로부터 3m지점에서의 유속은 $0.25m\;sec^{-1}$를 나타냈고, 5m지점에서는 $0.2m\;sec^{-1}$를 나타냈다. 현장 실측 결과와 비교시 유속은 모사 결과가 조금 크게 산정되는 것으로 나타났으나 향후 보다 많은 자료를 확보하여 비교해 보아야 할 것으로 판단되었다. 반면 영향범위는 반경방향으로 10 m지점까지는 직접영향을 받고, 그 보다 먼 지점은 간접영향권임을 나타내고 있어 이는 모사결과와 실측치 간에 일치하는 것으로 나타났다. 수면에서의 온도분포는 순환장치로부터 분출된 저온의 물이 반지름 약 10 m지점까지는 수온변화에 영향을 미치는 직접영향권인 것을 알 수 있다. 이상과 같이 모사 결과는 현장에서 실측한 것과 유사한 결과를 나타내므로 결과의 신뢰성이 높은 것으로 판단되었다.

• 한국식품저장유통학회:학술대회논문집
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• 한국식품저장유통학회 2003년도 제23차 추계총회 및 국제학술심포지움
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• pp.173.2-174
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• 2003

국내 보급되고 있는 곡물건조기는 열풍형 순환식 곡물건조기가 주종을 이루고 있는데, 이건조기의 경우 곡물이 순환하면서 열풍공급과 템퍼링과정을 반복하면서 건조가 이루어지는 대류열전달 방식을 채택하고 있다. 대류열전달 방식은 복사열전달 방식에 비해 열전달률이 낮기 때문에 건조속도와 열효율이 떨어지며, 건조시 미질 향상과 건조비용 절감에 한계가 있어 왔다. 따라서 건조에너지의 절감과 동시에 고품질 쌀 생산을 할 수 있는 새로운 형식의 곡물건조기술을 확립하고자 원적외선 곡물건조기를 개발하였다. 원적외선은 0.56~l,000$\mu\textrm{m}$의 전자파로서 세라믹 도료표면에 열을 가하면 원적외선 파장대의 강한 에너지를 얻을 수 있다. 이같은 원적외선 에너지를 농산물에 조사시키면 열이 침투하게되고 동시에 농산물의 내부온도가 상승함에 따라 활발한 분자운동을 하면서 수분을 표면으로 이동시키기 때문에 열풍건조방법에 비해 열전달효율이 높고, 농산물을 보다 균일하게 건조가 가능하므로 좋은 품질의 쌀을 생산할 수 있는 특징을 가지고 있다. 시작기는 1회 3,800kg을 건조할 수 있도록 설계하였고, 템퍼링실, 건조실, 열풍실, 승강기 등으로 구성되었다. 원적외선 방사체의 형태는 실린더형이고, 방사체가 설치된 열풍실 위쪽은 타공망, 아래쪽은 방사량을 높이기 위하여 일부 개방된 구조로 제작하였다. 본 연구에서 구명된 원적외선 방사체 길이와 조사거리는 각각 1,470mm, 125mm가 적절한 것으로 나타났다. 시작기의 성능시험을 열풍건조기(대비구)와 비교한 결과 소음은 대비구에서의 94.12dB보다 13% 가량 낮게 나타났고, 건조온도를 45$^{\circ}C$로 설정하고 벼를 건조했을 때 건감률 0.58%,wb로 대비구의 0.47%,wb 보다 23% 높았고, 건조소요에너지도 470kcal/kg - water로 2%의 절감되었다. 또한 건조한 벼를 도정하여 색, 냄새, 윤기, 찰기 등에 대한 관능검사결과는 원적외선 건조방법이 종합기호도가 6.37으로 열풍건조방법 6.13보다 우수한 평가를 받았다. 건조비용은 시작기의 구입가격이 20% 비싸기 때문에 시간당 고정비가 높았으나, 건조성능이 우수하여 건조비용이 69,350원/톤으로 대비구보다 14% 절감되는 것으로 나타났다.