• 대한기계학회논문집B
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• 제33권5호
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• pp.381-388
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• 2009

In some portions of nuclear piping systems, stratification phenomena may occur due to the density difference between hot and cold stream. When the temperature difference is large, the stratified flow under diverse operating conditions can produce high thermal stress, which leads to unanticipated piping integrity issues. The objectives of this research are to examine controvertible numerical factors such as model size, grid resolution, turbulent parameters, governing equation, inflow direction and pipe wall. Parametric three-dimensional computational fluid dynamics analyses were carried out to quantify effects of these parameters on the accuracy of temperature profiles in a typical nuclear piping with complex geometries. Then, as a key finding, it was recommended to use optimized mesh of real piping with the conjugated heat transfer condition for accurate thermal stratification analyses.

• 설비공학논문집
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• 제29권7호
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• pp.341-349
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• 2017

Formation and transportation of $CO_2$-hydrate slurry was conducted by circulating saturated water with $CO_2$ through a double-tube type heat exchanger which was cooled down by brine. The inner diameter and circulation length of the heat exchanger were 1 inch and 20 m, respectively. Water in tank was supersaturated by injected $CO_2$ and the operation pressure was maintained at 3,000 to 4,000 kPa with fluid-temperature of less than $9^{\circ}C$. $CO_2$ hydrate mass fraction was calculated based on density of $CO_2$-hydrate slurry mixture. Results showed that the $CO_2$-hydrate slurry could be circulated without blockage for 1 hr. Circulation status of the $CO_2$-hydrate slurry was also visualized.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제26권5호
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• pp.463-468
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• 2015

This study describes the effect of upstream curved pipe on internal flow characteristics ball valve. Continuity and three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes equation have been used as governing equations for the numerical analysis. The upstream curved pipe - ball valve model was assumed that it is used for Alaska pipeline project which was planned to provide reliable transportation of natural gas from ANS to Alaska-Yukon border. Therefore the characteristics of pipe and operating condition of pipeline were from report of Alaska pipeline project. The three curvature and three location of upstream curved pipe were analyzed. The results shows that there are typical flow patterns at ball valve and the upstream curved pipe makes some differences to the internal flow of ball valve.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제26권5호
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• pp.438-444
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• 2015

This study describes the effect of T branch shape on internal flow characteristics inside itself. Continuity and three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes equation have been used as governing equations for the numerical analysis. The T branch was modeled assuming that it is used for Alaska pipeline project which was planned to provide reliable transportation of natural gas from ANS to Alaska-Yukon border. Therefore the characteristics of T branch and operating condition of pipeline were from report of Alaska pipeline project. The nine T branch shapes were analyzed and the mass flow rate ratio between mainline and branch was assumed to be 0.95 : 0.05, 0.9 : 0.1, 0.85 : 0.15. The results shows that there are typical flow patterns in T branch and the shape of T branch makes some differences to the internal flow of branch rather than mainline.

• 한국추진공학회지
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• 제23권3호
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• pp.96-103
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• 2019

본 연구에서는 지상 시험과 수치해석을 비교하여 시험용 달 궤도선의 추진제 공급부 설계 검증을 하고자 한다. 비행 모델의 유동 흐름을 모사할 수 있는 지상 시험용 검증 모델을 제작하고 있으며, 지상 시험용 검증 모델과 비교하기 위한 항목을 배관 내 전체 압력 강하량, 추력기 밸브 구동에 의한 수격현상 그리고 유량 제어 및 수격현상 완화를 위한 오리피스 장착의 세 가지로 선정하였다. 해석 결과를 향후 지상 시험 결과와 비교하여 최종적으로 설계 확정을 위한 근거 자료를 확보하고자 한다.

• 에너지공학
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• 제26권4호
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• pp.67-73
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• 2017

미세조류를 바이오 연료로 전환하여 이용하기 위해서는 미세조류의 배양, 응집 수거, 바이오 지질 추출, 에너지 전환 등 여러 공정을 거친다. 각 부분 공정 마다 필요한 비용이 발생하며 이러한 비용을 합산하여 미세조류의 에너지화로의 생산 단가가 만들어진다. 미세조류의 생산비용은 기존의 바이오 연료에 비하여 아직 높은 수준이다. 각 공정에서 생산 비용을 저감하는 것이 미세조류의 바이오 연료로서 가격 경쟁력을 높이는 것이다. 미세조류의 응집 수거는 미세조류가 물과 유사한 밀도로 물에서 분리하기가 어려운 물질이기 때문에 저비용으로 미세조류를 응집하고 수거하는 기술이 필요하다. 미세조류의 응집과 수거를 위해 초음파를 이용하는 공정은 기존 공정에 비하여 환경 위해 요소가 거의 없으며 저비용 고효율의 공정으로써 연구가 필요한 분야이다. 본 연구는 미세조류를 응집 수거하는 방법으로 초음파를 조사할 때 일어나는 유동과 미세조류 거동에 대한 메카니즘을 수치해석을 통해 규명하고자 수행 하였다. 이를 위해 미세조류가 포함된 유체를 배관에 흐를 때 초음파 압력장에서 미세조류가 응집이 일어나는 현상을 비정상상태 유동해석으로 시간 변화에 따라 속도, 압력, 미세조류의 농도 변화를 관찰하여 초음파를 이용한 미세조류 응집에 대한 최적 설계의 토대를 정립하는 것을 목적으로 수행하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제18권3호
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• pp.200-208
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• 1986

원자로 냉각 계통의 배관 파열에 근거한 냉각재 상실 사고를 방출계수 0.4에 대하여 분석하였다. 분석은 원자로 냉각계통의 배관 파열에 의하여 발생된 감압부터 노심 복구까지의 전 과도 상태를 포함한다. 계통 열수력과 핵연료 성능 평가를 위하여 BLOWDOWN 단계에서는 RELAP4/MOD6-EM 코드와 RELAP4/MOD6-HOT CHANNEL 코드를 사용하였으며 REFLOOD 단계에서는 RELAP4/ MOD6-FLOOD 코드와 TOODEE2 코드를 각각 사용하였다. LOWER PLENUM 충전을 고려하기 위하여 DOWNCOMER에서 증기-물역방향 유동과 과열벽효과를 근사하여 간단한 해석적 모델이 개발되었다. EOB 발생시의 정보를 근거로 하여 재충전지속 시간과 초기 복구 온도가 계산되었으며 RELAP4/MOD6에 의한 분석결과와 비교하여 상당한 일치를 보였다. 또한, 조기 EOB 발생에 영향을 미치는 계통변수의 연구가 수행되어졌다. DOWNCOMER와 UPPER HEAD사이의 마찰손실이 조기 EOB 발생에 지대한 영향을 미쳤으며 적당한 마찰손실계수의 선택을 통하여 조기 EOB 발생을 방지할 수 있었다. 노심 nodalization이 여섯 개인 경우와 세 개인 경우의 분석 결과가 계통열수력학적 면에서 유사한 결과를 나타내지만, 좋은 결과를 얻기 위하여 전자의 경우가 요구된다.

• 에너지공학
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• 제19권2호
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• pp.116-120
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• 2010

국내 집단에너지 사업의 대표적인 지역난방시스템은 전체 배관망이 약 3,000 km에 이르고 있다. 이러한 장거리 배관망을 통한 열수송에서는 마찰 저항으로 인해 많은 펌프동력이 필요하게 된다. 효율적인 장거리 열수송을 위한 연구로서 대표적인 방법 중 하나가 마찰저감제를 투입하는 것이다. 이러한 마찰저감제는 파이프내 표면의 마찰저항을 감소시킴으로써 유체의 유동을 향상시키게 되는 것이다. 본 연구에서는 친환경 계면활성제인 Amine Oxide $C_{18}$을 이용하여 $80{\sim}110^{\circ}C$의 온도범위에서 단기간 동안에 마찰저감 특성을 비교하고, 장기간 동안 퇴화현상을 비교 평가함으로써 향후 지역난방 시스템에서 적용 가능성을 평가하기 위하여 지역 난방시스템을 축소하여 실험장치를 제작하였다. 마찰저감제를 첨가하지 않은 파이프내의 차압과 마찰저감제를 첨가하였을때의 차압을 비교하여 마찰저감율을 측정하였다. 단기성능 실험결과 마찰저감제는 온도의 영향을 받아 유체의 온도가 높아질수록 마찰저감율이 낮게 나타났다. $80^{\circ}C$의 실험에서 최대 30%의 마찰저감율이 나타났으며, $100^{\circ}C$ 이상에서는 마찰저감율이 감소하여 약 15%의 마찰저감율을 보였다. 장기성능 실험결과 $80^{\circ}C$의 실험에서는 1000 ppm 0.8 m/s의 유속에서 마찰저감율의 지속시간이 155시간동안 유지되었으며 온도가 높아질수록 지속시간이 감소하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제28권3호
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• pp.1-9
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• 2014

본 연구에서는 이산화탄소 소화설비의 설계이론, 소방방재청 고시 제2012-11호, KS B 6261과 최적화 기법 중 최대 경사법을 바탕으로 이산화탄소 소화설비의 설계인자를 최적화할 수 있는 설계프로그램을 개발하였다. 설계프로그램은 정립된 로직 및 알고리즘을 바탕으로 C++ 컴파일러를 이용하여 개발하였고 윈도우 운영체계에서 운영되도록 하였다. 이산화탄소 소화설비 설계인자의 최적화는 제한조건으로 구속되어있는 약제유동율, 방출시간 및 설계변수(배관내경 등)를 최소화하였다. 시험장치에 의해 설계프로그램의 성능을 검증하였고, 소방분야에 최적설계의 기틀을 마련하였다. 또한 최적설계인자를 바탕으로 이산화탄소 소화설비를 시공함으로서 소화설비의 효율성을 높이고 화재진압을 극대화할 것으로 본다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권6호
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• pp.638-643
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• 2013

유압시스템의 출력밀도를 높이기 위해 고압화, 대형화 되고 있으나, 유압동력 발생장치(HPU)를 구동할 때 110 dB(A) 정도의 높은 소음이 발생한다. 최근 산업안전규제 강화와 작업장 환경개선 요구 등으로 인하여 HPU의 소음저감을 위한 방안으로 실외나, 지하에 별도의 설치공간을 만들어 HPU를 이용하는 경우가 있었으나, 배관에서의 작동유 유동마찰로 인한 동력손실과 고장 났을 때 신속하게 대응하는데 문제가 있었다. 본 연구에서는 HPU의 동력변환 과정에서 필수적으로 발생되는 소음을 효과적으로 차폐시키면서 동력손실을 저감시키는 방음챔버(chamber)를 채용하여 소음특성을 개선하는 연구를 실험적으로 하였다.