• 한국전산유체공학회지
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• 제14권4호
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• pp.13-22
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• 2009

A two-phase (gas and liquid) flow analysis solver, named CUPID, has been developed for a realistic simulation of transient two-phase flows in light water nuclear reactor components. In the CUPID solver, a two-fluid three-field model is adopted and the governing equations are solved on unstructured grids for flow analyses in complicated geometries. For the numerical solution scheme, the semi-implicit method of the RELAP5 code, which has been proved to be very stable and accurate for most practical applications of nuclear thermal hydraulics, was used with some modifications for an application to unstructured non-staggered grids. This paper is concerned with the effects of interpolation schemes on the simulation of two-phase flows. In order to stabilize a numerical solution and assure a high numerical accuracy, the second-order upwind scheme is implemented into the CUPID code in the present paper. Some numerical tests have been performed with the implemented scheme and the comparison results between the second-order and first-order upwind schemes are introduced in the present paper. The comparison results among the two interpolation schemes and either the exact solutions or the mesh convergence studies showed the reduced numerical diffusion with the second-order scheme.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제10회 학술강연회논문집
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• pp.9-9
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• 1998

가스터빈 연소기의 난류유동장을 구성하는 기본적인 유동형태는 크게 밀폐관내의 돌연 확대를 가지는 동축제트, 선회유동, 그리고 연소공기공 및 회석공기공을 통해 연소실에 수직방향으로 유입되는 제트유동 등으로 분류할 수 있다. 실제 가스터빈 연소기내의 난류유동장을 수치해석하기 위해서는 임의의 형상을 갖는 3차원 유동장을 모사할 수 있는 수치해석법과 고차정확도를 유지하면서도 수렴안정성을 만족시키는 대류항 처리기법 등과 같은 수치모델의 개발이 선행되어야 하며, 이와 함께 복잡한 난류연소유동장을 정확히 묘사할 수 있는 난류모델 및 난류연소모델의 개발 및 검증이 가장 중요한 요인이 된다. 또한 가스터빈 연소기의 최적 설계는 넓은 작동구간에서 높은 효율, NOx 및 CO 배기량의 저감, 희박연소 가연한계의 확장, 연소계통에서의 낮은 압력강하, 낮은 연소벽면온도와 온도구배를 유지시키기 위한 공기에 의한 충분한 냉각 같은 서로 상충되는 설계조건을 만족해야 한다. 그리고, 이러한 상충된 연소설계조건들을 충족시키는 최적 연소기의 설계를 위해서는 실험적인 연구뿐만 아니라 연소기내의 물리적인 현상을 잘 반영할 수 있는 물리적 모델을 바탕으로 한 연소유동의 해석적인 연구를 필요로 한다. 본 연구에서는 원통형 가스터빈 연소기의 등온 및 연소유동장, 그리고 연소기와 연결되는 Scroll 내부의 난류유동장에 대한 수치해석을 수행하여 수치 및 물리모델의 예측능력을 검증하였고, 가스터빈 연소유동장 해석에 관련된 중요 논점들에 대하여 심도있게 분석하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권3호
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• pp.1-13
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• 2001

사항상태의 선박 주위의 점성유동 계산을 위하여 RANS 방정식에 대한 수치계산법을 개발하였다. 수치계산법은 이산화방법으로 유한체적법에 기초하여, 비점성 대류항에 대하여는 3차 정도의 flux-difference splitting 방법을 사용하고 시간 적분은 Euler 음해법을 사용하였다. 난류모형으로는 Spalart-Allmaras one-equation 모형을 사용하였다. 개발된 수치계산법을 이용하여 선수형상은 같으나 선미형상이 다른 두 VLCC 선형에 대한 조종유체력 및 유동 특성을 계산하고 이를 실험결과와 함께 비교하고 살펴보았다. 계산결과는 구속모형시험과 국부유동계측으로부터 얻은 유체력 및 유동을 잘 예측하고 있을 뿐 아니라 선미형상 차이에서 나타나는 유체력 및 유동특성의 차이도 잘 보여주었다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.108-116
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• 2005

1계 미분항이 포함되는 미분방정식의 수치해를 구하고자 할 때 중앙차분을 사용한 유한차분법이나 Galerkin법을 사용한 유한요소법은 그 해가 매우 불안하여 요소분할을 세밀하게 하여야만 해를 얻을 수 있다. 이러한 해의 불안 정성이 일어나는 이유는 대류항의 크기가 커질수록 후류에서의 경계조건이 해의 급격한 변화를 요구하는데 수치해가 급격한 변화에 적응하지 못하기 때문이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 1970년대부터 upwind법이 개발되어 왔다. 본 논문은 1계 미분항이 표현되는 속도기전력이 발생하는 전자계 문제를 유한요소법을 이용하여 해석할 때 발생하는 해의 진동 문제를 해결하기 위해 Heinrich에 의해 제안된 upwind법을 적용하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1584-1585
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• 2011

분자의 전리(ionization)작용과 이온의 해리(dissociation)작용에 의한 유전체 내 방전해석을 위해서 전자, 양이온, 음이온의 생성과 소멸, 전자부착, 재결합 과정을 포함한 전하연속방정식, 전계에 의한 푸아송 방정식, 유전체 온도에 관한 열확산 방정식을 결합하여 해석하였다. 전계 방출 조건과 열전자 방출 조건이 경계조건으로 부여되었고 에너지 최소화 정류조건을 따르는 유한요소법(finite element method)을 이용하여 해석하였다. 비교적 작은 값을 가지는 확산성을 무시하고 대류성에 역점을 두어 발생하는 수치적 불안정은 인공확산항(artificial diffusion technique)을 도입하여 안정화하였다. 본 논문에서는 IEC standard 60897의 표준규격에 따른 2차원 축대칭 침-구 전극에 적용하여 제안된 다중물리해석기법의 타당성을 입증하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2002년도 추계 학술대회논문집
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• pp.64-69
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• 2002

A numerical study has been peformed for evaluation of convection schemes for thermal hydraulic analysis in a liquid metal reactor Four convection schemes, HYBRID, QUICK, SMART and HLPA included in the CFX-4 code are considered. The performances of convection schemes are evaluated by applying them to the five test problems. The accuracy, stability and convergence are tested. It is shown that the HYBRID scheme is too diffusive, and the QUICK scheme exhibits overshoots and undershoots, and the SMART scheme shows convergence oscillations, and the HLPA scheme preserves the boundedness without causing convergence oscillations. The accuracies of SMART, QUICK and HLPA schemes are comparable. Thus, the use of HLPA scheme is highly recommended for thermal hydraulic analysis in a liquid metal reactor.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 1993년도 한국우주과학회보 제2권2호
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• pp.9-9
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• 1993

GPS는 지구 중심으로부터 GPS 위성의 거리와 위성과 관측자사이의 의사거리(pseudorange)를 이용해서 위치를 결정하는 시스템이다. 1993년 6월 12일 연세대학교에서 3시간동안 관측하여 연세대학교의 위치를 구하였다. 이 위치는 WGS-84 타원체이므로 Bessel타원체로 좌표변환하였다. 위치를 결정하기 위해서는 정확한 위성의 위치와 의사거리에 미치는 잡음(noise)을 제거해야 한다. GPS 위성의 위치 결정에는 지구 비대칭중력항에 의한 섭동, 태양, 달에 의한 섭동, 태앙 복사압에 의한 섭동, 지각, 해양의 조석력에 의한 섭동, 태양빛의 지구 반사도(albedo)에 의한 섭동을 고려해야하며 이를 위해서 위성의 Telemetry를 분석하여 구해 보았다 의사거리의 잡음중 가장 큰 요소인 이온층, 대류층에 의한 지연(delay)에 대해 연구 하였고 각각 Kiobuchar모델, Hopfield모델을 써서 보정을 하였다. 자료 처리를 P모델, PV모델을 만들어 칼만 필터에 적용하였고 RV모델이 P모델보다 더 정확하였나, 위치 결정의 정확도를 알아 보기위해서 국립 천문대부설 GPS관측소에서 결정한 위치와 비교,분석하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권10호
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• pp.961-969
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• 2013

본 연구에서는 상용 전산유체역학 소프트웨어인 ANSYS CFX V.13을 사용하여 정상상태, 비압축성, 등온으로 가정된 엇갈림 관 다발 및 일렬 관 다발 주위의 난류유동을 계산하였다. 계산 결과는 전산유체역학 우수사례 지침에 근거하여 격자크기, 대류항 차분법의 정확도 및 난류모델에 대한 민감도 연구에 활용되었고 실험 결과와 정량적으로 비교함으로써 우수사례 지침의 적용성을 평가하였다. 결론적으로 전산유체역학 우수사례 지침이 관 다발 유동 분야에서 상용 전산유체역학 소프트웨어의 예측성능 향상을 반드시 보증하지 않음을 확인하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.7-15
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• 2001

본 연구는 3차원 아트리움 공간(일본의 SIVANS 아트리움)내에서 화재 발생시 복사가 고려된 연기의 거동을 알아보기 위해 자체개발한 SMEP(Smoke Movement Estimating Program) Held 모델을 사용하여 수치해석하였다. PISO 알고리즘과 부력항을 포함한 수정 k-$\\varepsilon$ 난류모델을 사용한 SMEP은 연속, 운동, 에너지, 농도 그리고 복사 열 전달 방정식을 풀었으며, 복사 열 전달 방정식의 해석을 위하여 S-N 구분종좌표법을 채택하여 사용하였다. 수치해석 결과 연기의 온도분포는 복사와 대류를 힘께 고려했을 경우가 대류만을 고려했을 경우 보다 실험결과와 근사한 경향을 나타내었다. 이것은 연기속에 포함되어 있는 연소생성을 중 $H_2$O와 $CO_2$ 가스의 복사 영향 때문이며, 따라서 좀더 실제적인 화재해석에 있어서 연기의 복사 영향을 고려하는 것이 필요하다. 또한 연층의 하강 복도는 약 0.l m/s이었으며 피난수준인 바닥 1.5m까지 연층이 도달하는 데에는 56 kW의 Ultra Fast Fire의 경우 약 450초의 시간이 걸렸다.

• 공업화학
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• 제5권1호
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• pp.127-138
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• 1994

CTA(cellulose triacetate) 막을 이용한 물과 에탄올의 투과증발(pervaporation) 막분리에서 수착과 투과실험으로부터 용해-확산 투과기구modeling 및 그 함수형과 parameters에 대한 해석을 시도하였다. 순성분들의 수착 data를 사용하여 Flory-Huggins 식으로 계산한 3 성분계(에탄올/물/CTA) 수착평형 조성을 추산하여 실측치와 비교하였다. 막 내부의 조성과 액상의 평형 조성간에 열역학적 평형 관계식을 적용하기 위해 막 내 겉보기 활동도를 Wilson식과 Van Laar식으로 상관시켰다. 투과속도식은 한 성분의 투과속도가 그 성분의 막 내 농도구배에 비례하며, 또한 확산계수의 농도 의존성이 에탄올 농도만의 지수함수라고 가정하여 물과 에탄을 투과속도를 계산하였으며 이는 실측치와 잘 일치하였다. 한 성분의 투과속도와 수착량이 다른 성분에 비해 현저히 작은 경우에는 대류항을 무시할 수 없음을 알았고, 온도가 높고, 투과측 압력이 낮을수록 투과속도와 투과선택도가 증가하였다.