• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.79-84
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• 2012

본 연구에서는 국내외 스프링클러헤드 감도시험 기준에 적용하고 있는 반응시간지수(RTI, Response Time Index)를 사용하여 대류항과 전도항 그리고 시간 변화량을 고려한 감열부의 열전달 현상을 해석적으로 분석하였다. 원형 실린더 형상을 갖는 감열부의 열적 특성을 분석하기 위해서 비제차 2차 편미분 형태의 에너지 방정식을 사용하여 감열부 표면의 온도가 일정하고 대칭(Symmetric)인 경계조건을 적용하여 시간 증가에 대한 감열부의 반지름 방향 온도분포를 구하였다. 그 결과 본 연구의 감열부 열적 특성에 관한 분석 기법은 스프링클러헤드의 감도시험 및 감열부의 설계를 위한 자료의 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권8호
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• pp.553-561
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• 2017

본 연구에서는 산업용 가열 설비에 대한 연소 유동장과 복합 열전달 해석을 위하여 오픈소스 기반의 3차원 해석 시스템을 구축하고 실제 운전 중인 재가열로에 대한 해석을 통해 유용성을 확인하였다. 효율적인 가열로 전용 해석 체계를 위하여 오픈소스 OpenFOAM 라이브러리를 적용함으로써 다양한 해석 기능들을 추가로 개발할 수 있는 확장성과 상용 프로그램 도입에 비하여 경제성 측면에서도 장점들을 가지고 있다. 개발된 프로그램을 활용하여 실제 연속 아연 도금 강판 생산 공정 내의 수평형 소둔로에 대한 해석을 수행하였다. 해석 결과로부터 대상 가열 설비의 가열 성능은 고온 연소 기체에 의한 대류 보다는 복사 열전달 효과가 지배적이며, 이송되는 강판 표면으로 유입되는 복사 열전달량은 총 열전달량의 76% 수준으로 분석되었다. 현 가열로 전용 해석 시스템은 핵심적인 가열 설비 해석 기능을 포함하고 있지만, 다양한 연소 조건에 적용 가능한 난류 연소 모델과 가열로 벽면 열경계에 대한 추가적인 연구가 필요함을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.80-86
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• 1994

자유수면을 항주하는 선박에 의하여 발생되는 비선형 조파현상을 해석하기 위한 수치해석법을 개발하였다. 유동은 비점성, 비압축성으로 가정하고 선체 및 자유수면 형상과 일치하는 좌표계의 생성을 위하여 타원형 편미분방정식을 수치해석하여 물체적합 좌표계를 생성하였으며 변환된 정규격자 물체적합 좌표계에 대한 Euler방정식을 유한차분법(Finite Difference Method)을 이용하여 계산하였다. 수치해석을 위하여 시간에 대한 미분항은 전진차분, 공간에 대한 미분항은 중심차분법으로 이산화하였고 대류항에는 수치계산의 안정을 위해 인위적인 소산(dissipation)항을 첨가하였다. 자유수면의 형상은 매 시간 단계마다 자유수면 경계조건들을 만족하도록 다시 계산되었고 격자점들은 자유수면형상의 변화에 적합하게 다시 생성되도록 하였으며 압력에 대한 Poisson방정식은 반복연산법에 의하여 풀고 그 결과를 이용하여 속도를 외삽하였다. 개발된 수치해석법의 검증을 위해 수식선형인 Wigley 모형에 대한 계산을 Fn=0.250-0.408에 대하여 수행하고, 그 결과를 실험 결과와 비교하여 잘 일치함을 보였다.

• 한국지형학회지
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• 제19권3호
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• pp.153-163
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• 2012

지구 지표는 암석권 내 혹은 암석권 하부의 다양한 동적 원인에 의해 수직적으로 변형될 수 있으나, 판 내부 지역에서 발생하는 다양한 수직적 지각 변형의 원인과 매커니즘을 구분해내는 일은 여전히 지구과학 분야에 있어 기초적인 도전의 영역으로 남아있다. 이러한 과학적 도전에 있어 가장 중요한 전제 조건은 다양한 지구조 환경에서의 보다 많은 대륙 지각 변형 사건들을 파악하고 시 공간적 패턴을 구분해보는 일이 될 것이다. 본 연구는 최근의 연구 성과들에 바탕하여 한반도의 신생대 신제3기 이후 융기 운동을 포함한 판 내부 대륙 지각에서 발생하는 다양한 수직적 변형 사건들의 다양한 지구역학적 요인들을 설명하고자 하는데 그 목적을 두고 있다. 궁극적으로 지구지표 형태와 지구 내부 활동간의 상호작용에 대한 이해는 지구 내부 활동의 다양한 신호들을 보여주는 이상적인 프리즘으로서 지표 지형의 중요성을 보여 줄 것으로 확신한다.

• Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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• 제10권E호
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• pp.332-342
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• 1994

40가지 이상의 대기중 화학성분과 기상조건이 1988년 5월과 6월 사이의 MLOPEX기간 동안 동시 측정되었다. MLOPEX의 기본 목표는 인간의 직접적 오염을 받지 않는 청정 대류권(free tropo-sphere)에 위치한 Mauna Loa(Hawaii) 관측소에서 대기중 여러 화학 물질들의 배경 농도들을 파악하고 그들의 상관관계를 규명하며, 그 결과를 광화학적 모델에 적응하여 모델의 적합성과 보완점을 이해하는 것이었다. 예상과는 달리 청정 대류권내에서도 상당히 복잡하고 다양한 농도의 변화를 보여 모델에 적용시킬 배경농도를 단순히 평균값으로 결정 하기에는 어려움이 있었다. 이 연구에서는 cluster와 factor 분석의 통계적 방법을 이용하여 MLOPEX 기간동안 관측소에 나타난 기단(airmass)의 특성을 분류하고, 그 중 청정대기를 대표할 수 있는 농도를 결정하는 것이다. cluster 분석방법은 13가지 분석변수(variable)들을 크게 3가지의 그룹; (1)상대적으로 깨끗하고 오래된 공기를 대표하는 변수들 (2)인위적인 오염을 지시하는 변수들 (3)주위 해양과 화산의 영향을 나타내는 변수들로 분리하였다. 또 factor분석에 의해서는 (1)화산 영향 대기 (2)성층권 대기 (3)오염된 대기경계층 공기(boundary-lay-er air) (4)광화학적 연무(haze) (5)해양성 대기경계층 공기 (6)해양성 청정공기들로 분류되었다. 이 결과를 가지고 계산한 Mauna Loa 관측소의 청정공기 배경농도와 조건값들은 다음과 같다. : $O_3$(41$\pm$10ppbv), HN $O_3$(94 $\pm$ 45pptv), N $O_3$$^{-}$(16 $\pm$ 10pptv), S $O_4$= (60 $\pm$ 0pptv), N $H_4$$^{＋}$ (71 $\pm$ 6pptv), $Na^{＋}$(5 $\pm$ 1pptv), PAN(13 $\pm$9pptv), MeN $O_3$(methyl nitrate, 3.5 $\pm$ 1.5pptv), 2- butyl N $O_3$(0.6$\pm$0.1pptv), $H_2O$$_2$(1015$\pm$44pptv), $C_2$C $l_4$(3.3$\pm$0.1pptv), 응결핵(249$\pm$13$cm^{-3}$), 이슬점온도(-8.5 $\pm$ 5.3$^{\circ}C$).

• 방사성폐기물학회지
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• 제9권3호
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• pp.161-167
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• 2011

사용후핵연료 운반용기 표면온도가 $85^{\circ}C$를 초과할 경우, 대인용 보호막(Personnel Barrier) 또는 운반용 덮개(Transport Hood)를 설치하여 운반 중 운반용기 표면에 사람이 직접 접근할 수 없도록 하여야 한다. 운반용 덮개가 설치된 경우, 열적 안전성 평가의 한 가지 경우인 정상조건 열해석 시, 외부환경 경계조건(환경온도 및 외부복사온도)으로 적용하기 위해서 운반용 덮개 내부 열 환경 조건(내부 공기온도 및 운반용 덮개 표면온도)을 계산해야 한다. 따라서 본 연구에서는 운반용 덮개 내부 공기온도 및 표면온도를 계산하기 위한 해석적 방법 및 열전달 특성에 대한 분석을 수행하였고 CFD 해석 결과와 비교를 통해 타당성을 검증하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제47권1호
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• pp.63-69
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• 2015

전자레인지 가열조리용 편의식품류는 레토르트 처리되어 장기간 저장 안정성이 부여되는 장점이 있는 반면, 높은 가열 조건으로 인하여 식품의 품질 저하뿐 아니라 내용물의 흡착에 의한 포장재의 착색이나 오렌지필과 같은 물리적 변화가 발생되기도 한다. 일부 매운 소스 제품들의 전자레인지 가열 조리 시 특정 부위에서 심한 포장재의 열 변형 현상이 확인되었다. 열화상카메라와 광섬유온도계를 이용하여 전자레인지 가열 중 포장재 내부의 온도 분포 및 변화 패턴을 관찰한 결과 내용물의 충진 경계인 액위선과 양 모서리 sealing 부위의 온도가 가장 높이 상승하여 hot spot이 형성되는 것을 확인하였고, 이때 온도는 순간적으로 최대 $190^{\circ}C$까지 상승하였다. 반면 내용물의 중심부에서는 온도 상승이 매우 느리게 이루어져 cold spot이 생성되었으며, 700W에서 2분 조리 후 도달 온도는 약 $55^{\circ}C$였다. 특히, 전자레인지 가열 시 내용물의 균일한 가열패턴을 보여주는 hot spot과 cold spot 사이의 온도 상승률은 최대 7,000배까지 차이를 보였다. 따라서 전자레인지 조리 시 내용물의 불균일한 가열로 특정 부위에 열이 집중되는 hot spot의 생성이 포장재 열 변형의 주요 원인으로 판단되었다. 이러한 가열 불균일성은 포장된 내용물에 함유된 당, 염, 수분과 같은 성분들이 점도에 영향을 주는 것에 기인하는 것으로 추측된다. 이러한 점도 변화는 궁극적으로 내용물의 물리적 또는 이온적 특성의 변화를 야기하고, 결과적으로 전자파가 내용물 내부로 침투하는 깊이가 감소되고, 이에 따라 내용물의 유전 특성과 대류 현상에 영향을 주는 것으로 판단된다. 그러나 전자레인지 조리 시 포장재 열 변형 문제의 완전한 해결을 위해서는 향후 포장된 내용물의 세부 성분 별 유전 특성에 대한 보다 세밀한 분석이 필요하며, 아울러 hot spot의 원인이 되는 식품 성분들의 적절한 함량 조절과 함께 포장재, 포장 형태 및 가열 조건 등에 대한 보다 포괄적이고 안정적인 포장시스템 설계와 개발이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.638-644
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• 2019

본 연구에서는 전산유체역학 해석을 이용하여 알루미늄 피라미드 트러스 심재 샌드위치의 열유동 특성을 분석하였다. 규칙적 다공질 금속인 피라미드 트러스 코어를 샌드위치 구조물에 채용할 경우 공기 매질이 자유롭게 유입, 유출될 수 있는 개방형 코어인 점을 고려하여 하중을 지지할 수 있는 구조성능과 함께 방열체로서 다기능성을 구현할 수 있는 구조가 된다. 따라서, 유입되는 공기의 속도변화, 설계변수인 트러스각에 따른 압력강하와 열전달 메카니즘을 확인하기 위해 ANSYS/Fluent를 이용하여 수치해석을 실시하였다. 해석모델에 사용된 샌드위치 패널은 알루미늄으로 이루어져 있으며, 샌드위치 패널의 위 면재와 아래 면재 사이에는 15개의 피라미드 트러스 유닛셀이 반복되고 있다. 폭 방향으로는 무한히 넓은 유닛셀을 모사하기 위해 대칭조건을 지정하였으며, 입구에는 균일한 속도분포를 경계조건으로 입력하였다. 해석결과 입구부와 첫 유닛셀까지의 구간에서 입구영향이 관찰되었으며, 입구영향을 배제하고 마찰계수와 누셀수를 분석하였다. 공기의 속도가 증가할수록 마찰계수는 감소하였으며, 누셀수는 증가하는 경향을 보인다. 한편, V=1m/s에서 5m/s에서의 마찰계수와 누셀수 변화가 확연하였으며, 이는 층류에서 난류로 유동패턴이 변하기 때문에 거시적으로 열전도보다 대류열전달의 비중이 커졌기 때문이다. 또한, 설계변수인 트러스각에 대해서는 의미가 있을 정도의 마찰계수와 누셀수의 변화는 관찰되지 않았다. 따라서, 트러스각이 강도, 강성 등 구조성능에 민감한 점을 감안하면 다기능성을 염두에 둔 알루미늄 피라미드트러스 심재 설계 시 설계변수의 변화는 구조성능에 더 민감할 것으로 판단된다.

• 한국대기환경학회지
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• 제28권5호
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• pp.581-594
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• 2012

The goal of this study is to investigate the effects of the chemical lateral boundary conditions (CLBCs) on Community Multi-scale Air Quality (CMAQ) simulations of tropospheric ozone for East Asia. We developed linking tool to produce CLBCs of CMAQ from Goddard Earth Observing System-Chemistry (GEOS-Chem) as a global chemistry model. We examined two CLBCs: the fixed CLBC in CMAQ (CLBC-CMAQ) and the CLBC from GEOS-Chem (CLBC-GEOS). The ozone fields by CMAQ simulation with these two CLBCs were compared to Tropospheric Emission Spectrometer (TES) satellite data, ozonesonde and surface measurements for May and August in 2008. The results with CLBC-GOES showed a better tropospheric ozone prediction than that with CLBC-CMAQ. The CLBC-GEOS simulation led to the increase in tropospheric ozone concentrations throughout the model domain, due to be influenced high ozone concentrations of upper troposphere and near inflow western and northern boundaries. Statistical evaluations also showed that the CLBC-GEOS case had better results of both the index of Agreement (IOA) and mean normalized bias. In the case of IOA, the CLBC-GEOS simulation was improved about 0.3 compared to CLBC-CMAQ due to the better predictions for high ozone concentrations in upper troposphere.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.567-575
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• 2012

이 연구는 실험과 병행 화재에 노출된 철근콘크리트 구조물의 갤러킨 유한요소해석 방법을 제시하였다. 이 방법은 비선형 비정상 온도분포해석에 관한 것으로 2차원 삼각형 요소에 대한 해석기법을 구축하였다. 해석기법의 검증을 위하여 실규모 철근콘크리트 슬래브에 대한 내화실험을 실시하였으며, 실험 결과와의 비교를 통해 해석기법의 유효성을 확인하였다. 또한 콘크리트 부재의 내화성능에 대한 실험 결과를 분석하였다. 변수분석에서는 화재규모, 콘크리트의 온도의존성 열적특성값, 콘크리트의 함수율이 콘크리트의 내화성능에 미치는 영향을 평가하였다. 이 연구에서 구축된 수치해석모델은 다양한 화재규모와 대류, 복사 경계조건, 재료의 온도의존성 열적특성값을 자유롭게 고려할 수 있다. 또한 이 논문에서는 콘크리트 슬래브를 대상으로 표준화재곡선을 대상으로만 분석하였지만 관련된 철근콘크리트 기둥 골조 해석에 용이하게 사용될 수 있을 것으로 판단되었다.