• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.75-77
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• 2011

Thermofluid flow analysis is major subject in most computational fluid dynamics applications. Accompanying convective and conductive heat transport phenomena, radiation plays an important role in high temperature operating systems. Cares in which the radiation dominates are found in such systems as boilers, furnaces, rocket engines, etc. In this paper the finite-volume method (FVM) are employed to simulate two-dimensional radiation problems in concentric and eccentric horizontal cylindrical annuli with general body-fitted coordinates. In that case the simplest and intuitive remedies are proposed for mitigation of ray effect.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.46 no.1
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• pp.30.1-30.1
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• 2021

수소 라이먼 알파선은 관측이 어려운 외부은하의 성간 물질이나 성운 주위의 물질의 운동학적, 기하학적 상태를 알려주는 지표이다. 특히 라이먼 알파 방출 스펙트럼의 두 최고점에서 측정한 선속도 차이(Vsep)는 물질의 수축, 팽창 여부에 영향을 받기 때문에 은하의 역학적 특성을 연구하는 데에 있어 새로운 도구로서 각광받고 있다. 이 연구에서는 복사유체역학 시뮬레이션 코드 RAMSES-RT를 이용하여, 다양한 물리량을 가진 은하가 만드는 라이먼 알파선 특성을 분석하였다. 은하 내 기체 함량 및 중원소 함량비를 다르게 하였으며, 각 시뮬레이션들은 몬테-카를로 공진선 복사전달 코드 RASCAS를 이용하여 라이먼 알파선의 복사 과정을 계산하였다. 그 결과, 거대분자운 시뮬레이션 대비(Kimm et al. 2019) Vsep이 크게 증가하였으며 (약 150->300km/s), 관측되는 은하들 수준의 Vsep이 재현되는 것을 확인하였다. 은하의 중원소 함량비가 증가한 경우, 은하 내 먼지량과 젊은 별들이 거대분자운에 머무는 시간이 늘어나기 때문에 기준 은하와 비교하여 선속도 차이가 작아졌으며(Vsep~270km/s), 은하의 기체 함량을 증가시켰을 때는 산란 횟수 증가로 인하여 선속도 차이가 증가함(약 345km/s)을 확인할 수 있었다. 합병하는 은하의 경우, 성간물질의 역학적 상태를 극적으로 만든다고 알려져 있음에도 불구하고, 고립된 은하와 비슷한 정도의 산란 특성을 보였다. 마지막으로 시뮬레이션 상에서 강하게 발달하지 않는 중성상태의 은하주변물질의 존재가 선속도차이 예측에 미치는 영향에 대해서 토론하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.05a
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• pp.460-466
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• 2010

단일 알루미늄의 연소 모델을 사용하여 알루미늄 분말의 점화 과정에 대한 전산유체 해석 기법을 개발하였다. 유동의 계산은 Reynolds averaged Navier-Stokes식을 사용하였으며, $k-{\epsilon}$ 난류모델을 적용하였다. 입자는 Eulerian-Lagrangian 방법을 사용하여 유동과 독립적으로 계산을 수행하였으며 상용 전산유체해석 프로그램인 Fluent 6.3을 사용하여 해석을 수행하였다. 단일 모델에서 사용한 대류 및 복사 열전달, 표면이상반응, 알루미늄의 용융열을 입자 가열원으로 고려하였다. 같은 조건을 사용하여 단일 입자 모델 계산과 전산유체해석을 수행하였으며, 두 결과는 5% 이내로 잘 일치 하였다. 이를 통해 전산유체해석에서 알루미늄의 점화를 모사할 수 있음을 확인하였다.

• Journal of computational fluids engineering
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• v.12 no.1
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• pp.22-27
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• 2007

Automobile underhood thermal and airflow simulation h α s been performed by using a commercial CFD program, FLUENT. To implement the radiation heat transfer effect to the underhood thermal and flow field, Discrete Ordinates Method(DOM) was used. The cooling fan was modeled by using the Multiple Reference Frame(MRF) technique. For the implementation of the heat exchangers, such as radiator and condenser, which are located in the front side of vehicle, the effectiveness-NTU model was used. The pressure drop throughout the heat exchangers was modeled as Porous media. For the validation of the current computational method, the coolant temperature at the inlet port of the radiator was compared with experimental data, and less than 3% error was observed. Finally, the composed model was used for the cooling fan spec determination process in the development of a new vehicle, and the results showed that the current CFD method could be successfully applied to the vehicle development process.

• Journal of computational fluids engineering
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• v.16 no.1
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• pp.22-29
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• 2011

In this study, the glass fiber drawing from a silica preform in the furnace for the optical fiber manufacturing process is numerically simulated by considering the radiative heating of cylindrically shaped preform. The one-dimensional governing equations of the mass, momentum, and energy conservation for the heated and softened preform are solved as a set of the boundary value problems along with the radiative transfer approximation between the muffle tube and the deformed preform shape, while the furnace heating is modeled by prescribing the temperature distribution of muffle tube. The temperature-dependent viscosity of silica plays an important role in formation of preform neck-down profile when the glass fiber is drawn at high speed. The calculated neck-down profile of preform and the draw tension are found to be reasonable and comparable to the actual results observed in the optical fiber industry. This paper also presents the effects of key operating parameters such as the muffle tube temperature distribution and the fiber drawing speed on the preform neck-down profile and the draw tension. Draw tension varies drastically even with the small change of furnace heating conditions such as maximum heating temperature and heating width, and the fine adjustment of furnace heating is required in order to maintain the appropriate draw tension of 100~200 g.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.34 no.5
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• pp.553-561
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• 2010

A medium-scale helium loop that can simulate a VHTR (very-high-temperature reactor) is now under construction at the Korea Atomic Energy Research Institute. The heaters of the test helium loop electrically heat helium fluid up to $950^{\circ}C$ at pressures of 1 to 9 MPa. To optimize the design specifications of the experimental helium loop, the conjugate heat transfer in the high-temperature helium heater was analyzed by performing a CFD simulation. The analysis results indicate that the maximum temperature does not exceed the allowable limit. It is confirmed that the thermal characteristics of the loop with the given geometry satisfy the design requirements.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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• v.15 no.6
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• pp.543-550
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• 2003

In order to saving the energy for HVAC system of buildings, utilization of wind-induced cross ventilation is thought to be promising. However, utilization of natural ventilation alone is not sufficient for maintaining the human thermal-comfort such as in hot and humid regions. A hybrid air conditioning system with a controlled natural ventilation system, or combination of natural ventilation with mechanical air conditioning is thought to overcome the deficiency of wind-driven cross ventilation and to have significant effects on energy reduction. This paper describes a concept of hybrid system and propose a new type of hybrid system using radiational cooling with wind-induced cross ventilation. Moreover, a radiational cooling system is compared with an all-air cooling system. The characteristics of the indoor environment will be examined through CFD (Computational Fluid Dynamics) simulation, which is coupled with a radiation heat transfer simulation and with HVAC control in which the PMV value for the human model in the center of the room is controlled to attain the target value.

• The Bulletin of The Korean Astronomical Society
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• v.45 no.1
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• pp.63.3-64
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• 2020

수소 라이먼 알파선은 관측이 어려운 외부은하의 성간 물질이나 성운 주위의 물질의 운동학적, 기하학적 상태를 알려주는 지표이다. 특히 라이먼 알파 방출 스펙트럼의 두 최고점에서 측정한 선속도 차이는 물질의 수축, 팽창 여부에 영향을 받기 때문에 은하의 역학적 특성을 연구하는 데에 있어 새로운 도구로서 각광받고 있다. 관측에서 얻어지는 은하들의 선속도 차이는 100km/s에서 800km/s까지 넓은 영역에서 존재한다. 선행 분자구름 규모의 연구에서 얻어진 선속도 차이는 상대적으로 작은 선속도 차이(148.54km/s)를 가진다. 그래서 이 연구에서는 더 큰 규모인 은하에서 라이먼 알파 선속도 차이를 확인하고 은하내 물리량의 영향을 알아보았다. 이 연구에서는 복사유체역학 시뮬레이션 코드 RAMSES-RT를 활용한, 각각 다른 물리량을 가진 은하 시뮬레이션 결과를 활용하였다. 은하 내 가스의 비율, 금속함량비를 다르게 하였으며, 각 시뮬레이션들은 몬테- 카를로 공진선 복사전달 코드 RASCAS를 이용하여 라이먼 알파선의 복사 과정을 계산하였다. 첫 번째로 기준 은하 시뮬레이션과 분자구름 시뮬레이션(Kimm+19)의 결과를 비교한 결과 148.54km/s에서 221.76km/s로 선속도 차이의 평균 값이 상승한 것을 확인하였다. 이는 성간 물질의 존재 유무의 차이로 인한 것이다. 은하 내 가스의 금속함량비를 증가시킨 경우, 은하 내 먼지량과 젊은 별들이 별 생성 구름에 머무는 시간이 증가하기 때문에 기준 은하와 비교하여 선속도 차이가 작아졌다.(206.9km/s) 반면 은하의 가스량을 증가시켯을 때는 산란 횟수 증가로 인한 상대적으로 큰 선속도 차이(298.51km/s)를 확인할 수 있었다. 또한 기준은하에 대해, 난류의 효과를 포함하여 선속도 차이를 비교한 결과, 선속도 차이는 (308.8km/s)상승하였다. 이를 통해 성간 물질의 물리량 차이만으로는 400km/s 이상의 큰 선속도 차이를 만드는 것은 어렵다. 관측에서 보이는 400km/s 이상의 몇몇 큰 선속도 차이의 은하를 위해서는 이 시뮬레이션에 포함되지 않은 성운 주위의 물질과 같은 부분이나, 은하 합병과 같은 극한의 상황이 필요할 것이다.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.170-170
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• 2017

기후변화 따른 스마트팜 돈사 외부 환경의 변화에 대응하고, 사육 환경을 능동적으로 개선하기 위한 연구가 수행 중이다. 돈사 내 열전달 요소 간 상호 역학성 분석을 위해서 고려해야할 사항은 입기구, 보온 등, 열풍기, 단열제, 위치, 방향, 돈사의 연평균 온도, 습도, 연중 일사량, 가축의 열복사 등 상호 복잡하게 연관되어 있는 물리량이다. 돈사 전체 열손실, 자연발생 에너지량, 강제발생 에너지량, 난방용량 등을 고려한 순간 열부하 산정을 위한 여러 방법 중 우선적으로 CFD(Computational Fluid Dynamics)를 이용하였다. 순간 열부하 산정을 위한 해석 도구 선정에 있어서 다양한 유체 및 기체 전산 유체역학 Solver(Fluent, Open-FOAM, Blender)를 고려하였다. 공간 Mech를 수행하기 위한 도구로는 공개 소프트웨어 인 FreeFem++ 3.51-4 (http://www.freefem.org)를 이용하였다. 이 과정에서 일부 기체 (암모니아)의 농도를 난수로 변화시키는 기법을 적용하여 가상적으로 돈사의 환경을 Pseudo 시뮬레이션 하였다. 결과적으로 Fluent에 비하여 OpenFOAM을 이용하여 얻은 열유동의 방향(속도)과 크기 백터가 상대적으로 크게 나타났다. Fluent가 시계열 상에서 혼합 기체 물리량 변화를 무시할 수 있는 안정되고 균일한 환경에 적합하기 때문인 것으로 판단되었다. Blender의 경우 Lattice Boltzmann methods 과 Smoothed-particle hydrodynamics 방법을 이용한 유체/입자 동력학 모델링을 제공함에 있어 시각적 효과를 강조하는 기능에 중점을 두었다. Fluent와 Blender에서 제공하는 해석 연산 모듈의 정확성 검증을 위해선 공간 분해능을 높인 정밀 계측 시스템을 이용하여 검증할 필요가 있다. Open-FOAM를 이용한 열부하 분석 수행이 상대적으로 높은 절대값을 보이는 특성은 열부하 제어 시스템의 Overshoot를 유발할 가능성이 있으므로 이에 대한 해석 모델의 보정이 추가적으로 필요할 것이다. CFD의 한계인 시간 복잡도를 낮추고 상대적으로 높은 시계열 분해능을 확보할 경우 돈사 내 환기시스템에 맞는 소요 환기량 실시간 산정이 가능해지고 외부기상 및 돈사내부 복사열을 활용함과 동시에 돈군 순환에 상응하는 실시간 열부하 관리 시스템 도출이 가능할 것이다.

• Journal of computational fluids engineering
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• v.7 no.3
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• pp.17-26
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• 2002

Computational fluid dynamic(CFD) analysis has been frequently applied to the waste incinerators to understand the flow performance for various design and operating parameters. Since the computational modeling inevitably requires many simplifications and complicated sub-models, validity of the results should be carefully evaluated. In this study, major computational modeling and procedure of usual simulation methods for the grate-type waste incinerators were assessed. Usual simulation method does not explicitly incorporate the waste combustion, simply by assuming the combustion gas properties from the waste bed which is treated as an inlet plane. However, effect of this arbitrary assumption on the overall flow pattern is not significant, since the flow pattern is dominated by strong pattern of jet flows of the secondary air. Thus, this method is valid in understanding the effect of flow-related parameters. In analyzing the results, deriving conclusive information directly from temperature and chemical species concentration should be avoided, since the model prediction for the gaseous reaction and the radiation reveals significant discrepancies against the actual phenomena. Use of quantitative measures such as residence time is very efficient in evaluating the flow performance.