• 대한기계학회논문집B
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• 제39권7호
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• pp.549-555
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• 2015

적외선 카메라를 이용한 입자추적유속계(IR-PTV)를 활용하여 물-공기 분리유동 시 계면속도를 측정하는 기법을 개발하였다. $3-5{\mu}m$ 파장대의 적외선은 물에 대해 $20{\mu}m$ 이하의 침투 깊이를 가지므로 입자추적유속계 기법에 활용 시 물-공기 계면 근처에 존재하는 추적입자들의 이동속도를 선택적으로 측정할 수 있다. IR-PTV 기법의 측정 정확도를 검증하기 위하여 물에 잘 뜨는 스티로폼 입자를 이용하여 $10^{\circ}$ 기울어진 경사면에서 공기-물 분리유동 시 계면속도를 측정하여 비교한 결과 5% 이내의 오차를 보이면서 잘 일치하였다. 개발한 기법을 이용하여 획득한 실험결과로부터 공기 속도가 증가함에 따라 계면속도가 비례하여 증가하는 것을 관찰하였으며 이는 계면전단력의 증가에 의한 것으로 해석된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권2호
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• pp.185-189
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• 2010

본 연구에서는 진동자를 이용하여 채널 내 공기 중 산소의 확산을 증대시키는 방법을 고안하였다. 왕복 유동 시 물질 전달을 지배하는 두 가지 요소인 왕복 유동 주파수와 왕복 유동 거리가 채널 내의 길이방향 확산에 어떤 영향을 미치는지에 대해 선행연구 결과를 이용한 이론적 해석을 통하여 보여주었으며, 이러한 채널내의 길이방향 확산 량의 증가가 스택 성능에 미치는 영향에 대해 알 수 있었다. 스택의 채널 내의 길이방향 확산량은 연료전지가 반응하는 반응량에 비례하게 되며, 따라서 스택내의 길이방향 확산 량을 늘려주는 만큼 연료전지의 최고 파워 밀도가 늘어나게 된다. 이러한 길이방향 확산 량을 증가시키기 위해서는 왕복 유동이 좋은 방법이 되며, 연료전지 운전 시 왕복 유동의 주파수를 증가시키게 되거나 왕복 유동의 거리를 증가시킬수록 채널 내의 길이방향으로 확산 량이 증대되게 된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.1775-1780
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• 2009

개수로 마찰흐름 특성에 관한 연구로서 유량조사사업단(2006)의 우리나라 3대강 유역 하천 관측자료와 Jarrett(1984)의 미국 Colorado지역 하천의 관측자료로 부터 흐름특성을 구분하여 개수로 흐름의 마찰특성 또는 조도계수의 변이특성을 분석하였다. 기존 지수형 완난류 마찰계수 산정식(유동훈과 이민호,1997)의 비례상수 $\alpha$에 조도계수 n을 도입하여 실무에서 보다 편하게 적용할 수 있는 새로운 산정식을 개발하였다. 유량조사사업단의 관측자료 분석에 있어서 유량 관측시 관측지점의 수면경사 및 하상경사의 미관측으로 하천정비기본계획상에 제시된 지형으로부터 관측지점의 하상경사를 추정하였으며 1차적으로 에너지경사는 하상경사와 동일하다고 가정하였다. 이러한 가정하에 하천정비기본계획상에 제시된 Manning의 조도계수를 인용하여 관측유속과 계산유속을 비교8 분석하였다. 또한 전통적 산정식인 Ganguillet & Kutter(1869)식과 Manning(1889)식으로 부터 산정된 유속과의 비교를 통하여 조도계수 n을 추정하였고 추정된n을 도입하여 새로 개발된 지수형 마찰계수 산정식의 적용성을 입증하였을 뿐만 아니라 기존 조도계수 산정의 문제점을 제시하였다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2006년도 추계학술발표회
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• pp.239-244
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• 2006

공기양정(air-lift) 펌프는 양수 조작이 어려운 곳이나 물밑의 탐사, 특히 수중의 부서지기 쉬운 침전물을 손상시키지 않고 제거하거나 회전 임펠러를 손상시킬 수 있는 혼합물의 이송에 이용하는 특수한 양수펌프이다. 이 연구에서는 공기양정펌프의 주요부 분인 라이저 즉, 수직상승관에 대한 기액유동 이론 및 기존의 연구 결과에 따른 실험식을 이용한 성능예측 프로그램에 의해 양수 특성을 운전조건에 따라 고찰하고 기존의 실험결과와 비교하였다. 그 결과 공기양정펌프의 양수성능은 잠수비와 라이저의 단면적에 근사적으로 선형비례하며 최적의 효율이 얻어지는 가스질량유량을 설정할 수 있음을 보였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제11회 학술강연회논문집
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• pp.34-34
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• 1998

차세대 비행체가 갖추어야 할 요건으로 다양한 작동 범위에서 다목적으로 사용될 수 있어야 한다는 점이다. 비행체는 작전시 초음속으로 순항해야 하며, 폭탄으로 손상된 비행장에서도 이륙하여 작동할 수 있도록 짧은 이륙과 착륙 거리를 가져야 하기 때문에 현재 비행체보다 더 큰 받음각에서 작동하여 비행시 뛰어난 기동성을 가져야 한다. 제어력을 향상시키기 위해서 받음각과 동압에 의존하지 않고 큰 제어 모멘트를 제공하는 차세대 방법은 엔진의 배기가스를 원하는 비행 방향으로 제어하는 것으로 이러한 방법을 추력 편향 제어(Thrust Vector Control)라고 한다. 기존 공력에 의한 비행 자세제어 방법은 속도의 2승에 비례하는 제어력을 발생하지만, 실속을 피해야하기 때문에 공기력을 이용한 날개 및 비행체의 받음각에 한계가 있어 비행체의 선회능력을 제한하며 고공에서 저속비행 하는 경우에는 공기의 밀도가 낮고 동압이 작게 작용하여 선회능력은 낮아진다. 그러나, 추력 편향 장치는 공력을 이용하지 않고 추력을 이용하기 때문에 실속에 의한 제한이 없어 큰 받음각(70$^{\circ}$-90$^{\circ}$)으로 선회할 수 있어 월등한 기동성을 발휘할 수 있다. 이러한 추력 편향 장치 중 제트 베인형은 소형화가 가능하고, 하나의 노즐로 수직, 수형 및 횡 방향의 3축 제어를 할 수 있어 많이 사용되고 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.92-92
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• 2010

전북대학교에서는 우리나라 최초로 0.4 및 2.4 MW 급 초음속 열플라즈마 시험 시설 구축사업을 진행하고 있으며, 이를 이용한 응용 분야 별 선행연구를 수행하고 있다. 구축 시험 시설의 핵심장치인 MW 급 대출력 초음속 열플라즈마 발생기로는 양극과 음극 사이에, 전기적으로 절연된 도넛 형태의 간극을 다수 삽입하여 아크 길이를 늘림으로써, 플라즈마 출력을 비례하여 높일 수 있는 Segmented 형 아크 직류 토치를 사용하고자 하며, 제작을 위해 설계 중인 토치는 0.4 및 2.4 MW 출력에 대해, 마하 2 이상의 초음속 유동에서 각각 13 및 20 MJ/kg 이상의 플라즈마 비엔탈피 구현을 목표로 하고 있다. 특히, 이와 같은 고엔탈피 초음속 유동의 달성은 0.4MW 급의 경우엔 공기유량 0.01 kg/s 이상에서, 2.4 MW 급의 경우엔 0.05 kg/s 이상에서 10Torr 이하의 진공과 투입된 MW 규모의 열량을 지속적으로 유지 및 제거할 수 있는 시설이 있어야 구현 가능하므로 이를 위한 건축과 지원시설 구축을 동시에 진행하고 있다. 본 발표에서는 0.4 MW 급 초음속 열플라즈마 시험 시설을 중심으로, 상기 MW 급 Segmented 형 아크 직류토치와 이를 구동하기 위한 대출력 초음속 열플라즈마 시험 시설에 대해 그 동안 전북대학교에서 진행되어 온 개념설계 내용을 소개하고자 한다. 덧붙여, 최근 본 사업단에서 선행 연구 중인 고엔탈피 초음속 열플라즈마 진단 계측 기법과 향후 응용분야 및 핵심 연구개발 과제 등에 대한 간략한 소개도 함께 하고자 한다.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제14권1호
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• pp.14-22
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• 2017

Flow force is the additional unbalanced force acting on the valve spool by fluid flow, excluding the static pressure force that is offset on the spool land wall at the same magnitude. When designing the valve spool, it is assumed that the same average value of static pressure is applied to the inlet and outlet spool land wall in one chamber. However, the high velocity of the fluid flow by the inlet or outlet metering orifice creates unbalanced pressure distribution and generates additional force in the opposite direction to that of the solenoid attraction force. This flow force has a negative effect on the control performance of the EPPR valve, which needs to develop uniform output pressure along the entire spool control range. In this study, we developed a 3D model of the EPPR valve and conducted flow force characteristic analysis using CFD S/W (ANSYS FLUENT). The alleviated flow force model was derived by adjusting the design parameters of the spool notch.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권5호
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• pp.619-627
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• 2018

선박의 고속, 대형화 및 규제강화의 추세에 따라 유동소음의 중요성이 강조되고 있다. 그러나 항공, 철도 등의 공력소음 분야에서 유동소음을 설계에 반영하고 있는 것에 반해 조선해양분야에서는 고려되지 않고 있다. 본 연구에서는, 선체유기 유동소음의 해석절차를 정립하고 쇄파의 영향이 작고 선체선형에 의한 유기소음의 특성이 뚜렷한 파랑관통형 선형에 대해 소음특성을 분석하였다. 선체유기 유동소음의 주요 메커니즘인 난류경계층 내부의 복잡한 난류유동과 구조물의 유체-구조 연성적 소음원은 벽면변동압력을 이용하여 가진력을 모델링하고 파워흐름해석법을 이용하여 진동음향 응답해석을 수행하였다. 주파수 영역 및 선체부위에 따라 상의한 소음특성을 가지며 저주파수 영역에서 선형의 영향이 상대적으로 크고 유속에 비례하는 경향을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권7호
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• pp.625-638
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• 2014

본 연구에서는 천연가스 유량 측정에 사용되는 임계유동함수(CFF)를 AGA8-dc 상태방정식으로 계산할 때 CFF 계산값의 불확도를 평가하였다. CFF 계산에 사용되는 엔탈피, 엔트로피, 음속 식은 불확도 분석이 가능하도록 무차원 헬름홀츠 자유에너지(Helmholtz free energy, HFE)와 이의 편도함수로 표현하였고, HFE의 불확도를 추정하였다. 압축인자의 불확도에 의해 유발되는 종속 변수의 불확도를 반영하기 위해 AGA8-dc 압축인자 식을 해당 불확도만큼 편차가 생기는 형태로 변형하였고, 각 불확도 요인별로 불확도 기여도 평가 모델을 만들었으며, 이를 CFF 계산 프로그램에 적용하였다. 그 결과 CFF의 불확도는 압력 10, 50, 100 bar 에서 각각 0.025, 0.055, 0.112 % 정도로 평가 되었고 압력에 비례하여 증가하는 것을 확인하였다. 또한 본 결과를 기존 CFF 국제비교시험결과(1999년)에 적용한 결과 각 기관별 CFF 값의 차이를 적절히 설명하는 것도 알 수 있었다.

• 수산해양기술연구
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• 제39권1호
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• pp.27-32
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• 2003

본 논문에서는 수중익주위의 비선형/비정상 자유표면 유동을 다룰 수 있는 시간영역 수치해법으로 고차 스펙트럴법과 경계적분법을 조합한 고차 스펙트럴/경계적분법을 이용하였다. 이 수치해법은 자유표면 요소수를 N이라 할 때 그 산술 계산량이 NlogN에 비례하여 증가하므로 N 이 클 때는 거의 선형적으로 증가한다. 따라서, 이 수치해법은 자유표면 유통의 계산에 있어 매우 효율적인 방법이다. 적용예로서 균속전진하는 수중익에 의한 발생파형 계산결과를 Duncan/sup 3)/의 실험결과와 비교하였고 대체로 좋은 일치를 보이고 있다. 또한, 전진하며 상하동요하는 수중익에 의한 발생파형과 양력, 후류 보오텍스 둥을 시간영역에서 시뮬레이션하여 본 방법이 수중익주위 자유표면 유동의 다양한 문제들에 적용될 수 있는 강력한 수단임을 보였다.