• Nuclear Engineering and Technology
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• 제22권2호
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• pp.95-100
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• 1990

유체 유동상의 인자로 구성된 핵연료집합체에 걸리는 수력적 양력의 정확한 표현식은 핵연료의 건전성 설계 및 해석에 중요한 인자이다. 그러나 현재까지 이 양력에 대한 이론적인 해석이 제대로 이루어지고 있지 않아 이 분야에 혼란이 빚어지고 있다. 본 논문에서는 핵연료 집합체에 걸리는 수력적 양력에 대한 정확한 표현식을 이론적인 고찰을 통하여 유도하였으며 또한 양력에 관련된 제반 힘 요소들 즉, 압력강하, 부력, 전단응력, 집합체하중, 상호간의 관계를 검토하였다. 유도된 정확한 이론식을 이용하여 양력에 관한 간이식 오차의 특성을 분석한 결과 오차는 4가지 항으로 구성됨과 총 오차의 크기는 노심 유량의 변화 방향에 따라 달라짐을 알 수 있었다. 정량적인 분석을 COBRAIV-I를 이용하여 수행한 결과 총 오차의 크기는 약 1% 정도임이 밝혀졌다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권5호
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• pp.1-7
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• 2010

지하철 역사 화재는 다수의 인명피해를 동반한 대구 지하철사고 이후 지하철 차량 내장재, 지하역사의 제연 시스템과 승객이 지상으로 탈출하기 위해 필요한 피난시간 등과 같은 기존 시스템에 대한 적정성 논란을 가져왔다. 기존의 제연설비는 화재 시배기 용량과 역사 시설구조의 복잡성으로 인한 제어방법의 한계가 따른다. 특히 지하철 역사 화재는 지중에서 지상으로 대피하는 형태로서 이는 부력으로 인한 연기의 이동방향과 피난방향이 같아지게 되므로 피난자들이 일반화재보다도 더욱 많은 연기의 영향에 노출되어져 버리는 결과가 발생한다. 본 연구에서는 하향식 피난 동선을 설계하여 피난완료시간의 단축 및 연기 층으로부터 피난자들을 격리시켜 희생자를 줄일 수 있는 방안을 제안하였다.

• 태양에너지
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• 제17권3호
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• pp.67-73
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• 1997

공기는 열전도 계수가 낮으므로 밀폐공간 내에서 적당한 형태를 형성하여 자연대류 열전달을 촉진 시키다면 태양열 집열기로서 건물 난방에 이용할 수 있고, 또 자연대류가 일어나지 않도록 유동을 억제 시킨다면 매우 훌륭한 단열재로 사용할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 건물벽 구조에 따라 내 외벽 사이에 단순 사각 밀폐공간을 형성하여 외벽의 가열부와 내벽의 방열부의 위치를 변화시켜 가며 수치해석을 수행하여 최대 난방 및 단열효과를 얻을 수 있는 새로운 대체 건물벽 개발에 관한 기초 설계 자료를 제시하고자 한다. 연구 결과 부력에 의한 driving force를 얻기 위해서는 방열부가 가열부보다 항상 위쪽에 위치하고 크기는 전체 높이의 1/2 이하일 때 열전달이 촉진됨을 알았다.

• 대한기계학회논문집
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• 제9권5호
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• pp.555-563
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• 1985

본 논문에서는 원주(circular cylinder)가 균일속도장에 놓였을 때의 2차원적 인 난류후류유동 특성을 실험에 의해 조사하고, 근접후류에서의 주기적인 대규모 운동 에 의한 코히어런트구조가 하류에서 자체유사(selfpreserving)로 되어 가는 데 있어서 의 난류변동성분에 관한 해석을 위해 확률밀도함수, 자기상관계수, 파워스펙트럼 등과 같은 통계적 처리기법을 도입하고자 한다.

• 태양에너지
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• 제10권2호
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• pp.44-58
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• 1990

본 연구에서는 파라핀을 채운 수평 원관의 관벽을 가열하여 축열할 때에 관내에서 일어나는 열전달현상을 다루었다. 용융이 진행됨에 따라 고액 밀도차에 의해서 고상이 아래로 가라앉는 침강형을 대상으로 하여 고상 윗부분의 액상에서는 자연대류를 고려한 열전달모델을 세우고, 고상의 하부와 관벽 사이의 액막에서는 중력과 부력 그리고 액막 내의 압력에 의한 힘간의 평형관계를 이용하여 액막 내에서의 열전도모델을 세워 이를 수치모사하여 이론적으로 해석하였다. 그리고 실제 실험에 의하여 시간에 따른 용융형태를 사진으로 기록하여 이를 분석함으로써 용융량을 구하였고 유동장을 가시화하여 이론적 결과와 비교하였다. 실험에서 얻은 전체 용융량을 상부액상과 하부액막에서 녹은 양으로 구분하여 용융이 진행됨에 따른 각 부분에서의 용융속도 변화를 알아보았다.

• 물과 미래
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• 제23권4호
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• pp.445-457
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• 1990

난류 및 부력효과가 강한 온배수 확산을 예측하기 위하여 난류모델을 이용한 수치모델의 개발이 두드러지고 있다. 본 연구는 정지수역으로 유입하는 온배수 수치모델을 개발하였다. Reynolds 응력항 및 난류 열 프럭스항의 처리를 위하여 k-$\varepsilon$난류모델에 온도자승유동항과 이의 감쇄율 전달방정식을 추가한 4-방정식 난류모델을 이용하였다. 지배방정식을 부분적인 포물형태의 전환을 통한 수치해석이 이용되었다. 계산결과는 Pande 등의 실험결과와 비교적 잘 일치하였고, McGuirk 등의 2-방정식 난류모델에 의한 해석결과와 비교분석하였다. 아울러 고리 원자력 1호기에의 적용을 통하여 본 모델의 실용성 및 타당성 입증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권6호
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• pp.5-16
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• 2002

사면 내의 지하수 유동과 사면의 안정성에 대한 강수의 영향을 평가하기 위하여 수리지질역학적 수치 모델이 제시되었다. 이 수치 모델은 변형성 지질매체 내에서의 포화-불포화 지하수 유동을 설명하는 완전 연동된 간극탄성론적 지배 방정식들과 Galerkin 유한요소법에 근거하여 개발되었다. 이렇게 개발된 완전 연동된 수리지질역학적 수치 모델은 다양한 강수량 조건 하에 있는 불포화 사면에 대한 일련의 수치모의실험에 적용되었다. 이러한 수치모의실험 결과들은 강수량이 증가할수록 사면의 전반적인 수리역학적 안정성이 저하되며 잠재적인 파괴가 사면 전단부에서부터 시작되어 사면 정상부 쪽으로 팽창됨을 보여주고 있다. 강수량이 증가함에 따라 수리지질학적으로는 압력수두와 전체 수리수두가 증가한다. 그 결과 지하수면이 상승하고 불포화대가 감소하며 삼출면이 사면 전단부로부터 사면 정상부쪽으로 팽창하고 이러한 삼출면에서의 지하수 유동 속도도 증가하게 된다. 한편 강수량이 증가함에 따라 지질역학적으로는 사면 전단부를 향해 수평 변위는 증가하지만 수직 변위는 감소하게 된다. 이는 강수량 증가에 따른 지하수면의 상승에 수반하는 부력에 기인하는 것으로 해석된다. 그 결과 사면의 전반적인 변형이 사면 전단부를 향해 심화되고 전단파괴 안전율이 1 이하인 불안전한 지역이 사면 전단부에서 두꺼워지면서 사면 전단부에서부터 사면 정상부 쪽으로 팽창하게 된다. 또한 수치모의실험 결과들은 이러한 잠재적인 전단파괴면과 지표면 사이의 지반에서는 잠재적인 인장파괴가 발생할 수 있음을 보여주고 있다.

• 산업식품공학
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• 제21권3호
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• pp.267-272
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• 2017

분산성을 높이기 위한 첨가물이 들어가지 않은 선식을 제조하기 위하여 유동형 과립기를 이용하여 분산성, 용해성, 침강성 등이 개선된 선식을 제조하였다. 선식입자는 200-325 mesh ($45-75{\mu}m$) 사이에 분포하여 미세한 분말로 구성되어 있었고 입도분석기를 이용하여 측정한 입도분포도는 $D_{50}$은 $86.2{\mu}m$, 용적평균입도($D_{4,3}$)는 $123{\mu}m$이었다. 선식제품을 유동층 과립기를 이용하여 내부온도 $40^{\circ}C$, 송풍량 $30-90m^3/h$, 시료량 300 g, 입구온도 $90^{\circ}C$, 분무압은 2.5 bar로 고정하고 바인더량과 과립시간, 건조시간의 조건을 조절하여 과립시료를 제조하였다. 과립시료는 과립화 시간과 건조시간을 합친 처리시간과 바인더로 사용한 증류수 양에 크게 영향을 받는 것으로 나타나 처리시간 20분, 바인더 양 45%일 경우에 원물에 비하여 분산성이 73.46%에서 92.25%로 증가하였고, 습윤시간은 5,000초에서 7초로 현저히 감소하였다. 입자의 침강에 의한 층 분리 현상과 침강성은 원물과 과립 시료에서 거의 차이를 보이지 않았으며 이러한 현상은 습식으로 측정한 용적평균입도($D_{4,3}$)가 원물과 과립시료가 거의 유사한 것으로 확인되어, 과립되었던 입자들이 분산 시에 단일 입자로 쉽게 붕괴되어 원물과 거의 유사한 부력과 침강성을 갖는 것으로 판단되었다. 결론적으로 유동형 과립기를 이용하여 분산성과 용해성이 개선된 선식제품의 생산이 가능하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제28권3호
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• pp.225-233
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• 2019

여름철에 자연환기는 온실의 온도를 낮추는데 중요한 역할을 한다. 온실의 형태, 환기창 종류, 환기창의 위치 등은 자연환기 성능에 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 전산유체역학(CFD)을 이용하여 다양한 천창구조에 대하여 측창에 따른 부력환기 효과를 비교분석 하였다. Boussinnesq 가정을 사용하여 전체 계산영역에 대한 부력효과를 시뮬레이션 하였다. 또한 RNG $K-{\varepsilon}$ 난류모델을 사용하였다. 일사량 효과를 시뮬레이션 하기 위해 Solar ray tracing과 함께 Discrete originates (DO) radiation 모델을 사용하였다. 실험온실 내부의 온도를 측정하여 CFD모델을 검증하였으며, 실험값과 계산값이 잘 일치하는 것으로 나타났다. 7가지의 천창구조에 대하여 온실의 내외부 온도차이와 환기횟수를 비교하였다. 내외부온도의 차이는 $3.2{\sim}9.6^{\circ}C$ 범위로 나타났고, 환기횟수는 $0.33{\sim}0.49min^{-1}$ 범위로 나타났다. 고깔형 천창구조 온실의 경우 내외부 온도차이가 $3.2^{\circ}C$로 가장 낮았고 환기횟수도 $0.49min^{-1}$로 가장 높게 나타나 환기효과가 가장 우수한 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.638-643
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• 2021

농업분야를 비롯한 식품산업 등 다양한 산업에서 사용되고 있는 오일은 기능성 화장품 개발에도 주요한 원료로 사용되고 있다. 오일은 산소나 빛, 습기 또는 고온에 노출되면 화학적으로 불안정하고 산화되기가 쉬운 특징이 있어 이러한 환경에 그대로 노출되지 않도록 캡슐화하기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있다. 오일보다 밀도가 큰 냉매 안에 오일을 주입하면, 오일과 냉매의 밀도차로 인한 부력에 의해 오일이 떠오르면서 오일을 캡슐화 할 수 있는데, 본 연구에서는 이러한 방식의 오일 캡슐레이션 장비를 개발함에 있어 오일 캡슐화의 최적의 장비 구동조건을 찾기 위하여 다상유동에 대한 전산해석을 이용하여 오일 캡슐레이션 현상을 모사하였다. 냉매로는 물이나 세럼(Serum)을 이용할 수 있는 데, 상대적으로 점도가 상당히 작은 물을 냉매로 사용했을 경우는 오일과 물을 지속적으로 주입시키는 방식으로 장비를 구동하더라도 오일액적이 잘 생성됨을 알 수 있었으나, 점도가 매우 큰 세럼을 냉매로 사용했을 경우는 오일이 액적의 형태로 노즐에서 이탈되지 않고 길게 늘어지는 양상을 나타냈다. 세럼을 냉매로 이용한 경우는 오일을 연속으로 주입시키는 방법 대신 짧은 순간 빠르게 주입한 후 얼마의 시간동안 주입을 멈춰 부력에 의해 오일액적을 노즐로부터 이탈시키는 방법을 이용하면 오일액적 생성이 가능함을 알 수 있었다.