• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2003.05a
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• pp.244-245
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• 2003

고체나 액체 추진로켓에 비하여 하이브리드 추진 시스템은 작동조건의 안정성과 안전함등의 많은 장점을 가지고 있다. HTPB와 같은 고체연료는 제작 및 저장, 운송 그리고 장착상의 안정성을 가지고 있으며 하이브리드 로켓의 고체연료로의 산화제의 유입을 제어하면서 추력의 변화와 엔진내부의 연소중단과 재 점화를 용이하게 할 수 있다. 이러한 이유로 인하여 하이브리드 엔진은 좀 더 경제적인 장치로 기대를 모으고 있다. 그러나, 기존의 하이브리드 로켓 엔진은 고체 추진 로켓에 비하여 낮은 연료 regression 율과 연소효율을 가지는 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하고 요구되어지는 추력값과 연료유량을 증가시키기 위하여 고체연료의 표면적을 증가시킬 필요가 있다. 기존의 하이브리드 엔진에서는 연료 그레인에 다수의 연소포트를 만들어 표면적을 증가시켰으나 이는 비 활용 공간의 증가와 추진제의 질량 및 체적분율의 상당한 감소를 초래한다. 지난 수십년간에 걸쳐 하이브리드 엔진에서 연료의 regression 특성 및 엔진 성능 향상을 위한 연구가 계속되어 왔으며 최근에 엔진의 체적 규제를 경감시키고 연료의 regression율을 향상시키기 위하여 선회유동을 이용하는 하이브리드 로켓 엔진들이 제안되고 있다. 이러한 선회유동을 가지는 하이브리드 로켓은 고체연료 그레인에 대하여 평행하게 유입되는 기존의 하이브리드 로켓에 비하여 고체연료 벽면에서의 대류열전달이 현저하게 증가하게 되어 아주 높은 고체연료의 regression율을 얻을 수 있는 이점이 있다. 선회유동 하이브리드 로켓의 연소과정은 고체 연료의 열분해과정, 대류 열전달, 난류 혼합, 난류와 화학반응의 상호작용, soot의 생성 및 산화과정, soot 입자 및 연소가스에 의한 복사 열전달, 연소장과 음향장의 상호작용 등의 복잡한 물리적 과정을 포함하고 있다. 이러한 물리적 과정 중 난류연소, 고체연료 벽면 근방에서의 대류 열전달 및 연소과정에서 생성되는 soot 입자로부터의 복사 열전달, 그리고 고체연료 열 분해시 표면반응들은 고체연료의 regression율에 큰 영향을 미친다. 특히 고체연료의 난류화염면의 위치와 폭, 그리고 비 예혼합 난류화염장에서 생성되는 soot의 체적분율의 예측은 난류연소모델, 열전달 모델, 그리고 regression율 모델에 의해 크게 영향을 받기 때문에 수치모델의 예측 능력 향상시키기 위하여 이러한 물리적 과정을 정확히 모델링해야 할 필요가 있다. 특히 vortex hybrid rocket내의 난류연소과정은 아래와 같은 Laminar Flamelet Model에 의해 모델링 하였다. 상세 화학반응 과정을 고려한 혼합분율 공간에서의 화염편의 화학종 및 에너지 보존 방정식은 다음과 같다. 화염편 방정식과 혼합분률과 scalar dissipation rate의 관계식을 이용하여 혼합분률과 scalar dissipation rate에 따른 모든 reactive scalar들을 구하게 된다. 이러한 화염편 방정식들을 mixture fraction space에서 이산화시켜서 얻은 비선형 대수방정식은 TWOPNT(Grcar, 1992)로 계산돼 flamelet Library에 저장되게 된다. 저장된 laminar flamelet library를 이용하여 난류화염장의 열역학 상태량 평균치는 presumed PDF approach에 의해 구해진다. 본 연구에서는 강한 선회유동을 가지는 Hybrid Rocket 연소장내의 난류와 화학반응의 상호작용을 분석하기 위하여 Laminar Flamelet Model, 화학평형모델, 그리고 Eddy Dissipation Model을 이용한 수치해석결과를 체계적으로 비교하였다. 또한 Laminar Flamelet Model과 state-of-art 물리모델들을 이용하여 선회 유동을 갖는 하이브리드 로켓 엔진의 연소 및 Soot 생성 및 산화과정을 살펴보았으며 복사 열전달이 고체 연료 표면의 regression율에 미치는 영향도 살펴보았다. 특히 swirl강도, 산화제의 유입위치 그리고 선회유동의 형성방식이 하이브리드 로켓의 연소특성 및 regression rate에 미치는 영향을 상세히 해석하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 1995.10a
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• pp.31-36
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• 1995

비유선형의 물체 주위의 유동은 정체유동, 경계층 박리 및 주기적 와열 생성 등의 복잡한 유동현상이 공존한다. 본 연구에서는 비교적 단순한 형상인 정사각주 주위의 비정상 난류 유동을 2-방정식 와점성 난류모델인 표준 $k-{\varepsilon}$ 모델과 RNG $k-{\varepsilon}$ 모델을 이용하여 예측할 수 있는지를 검증하였다. 정교하게 수행된 최근의 실험과 대와류모사(LES)의 결과를 검증을 위한 비교의 자료로 삼았다. 적절한 난류모델의 선정과 더불어 시간 정확도, 공간 정확도 및 대류항 처리법 등이 해석결과에 미치는 영향도 살펴보았다. 기존의 표준 $k-{\varepsilon}$모델은 정체점 부근에서 난류 운동에너지를 과도하게 생성하는 근본적인 문제점 때문에 실험 및 LES의 결과를 제대로 예측할 수 없었다. 난류운동에너지의 초과 예측에 따른 운동량의 과도한 혼합으로 인해, 항력계수 및 양력계수의 비정상성 뿐 아니라 평균 항력계수도 부정확하게 예측하였다. RNG $k-{\varepsilon}$ 모델을 사용한 경우에는 정체점 주위 유동현상의 예측이 상당히 향상되어 항력계수 및 양력계수의 평균치, 진폭 및 비정상성의 주기 등을 정확하게 예측하는 것이 가능하였다. 그러나 이 경우에도 예측의 정확도가 시간 증분과 격자의 크기 및 대류항 처리법등에 영향을 받으며, 특별히 대류항 처리법에 상당히 민감하게 변하는 것을 알 수 있었다. 향상된 유동예측은 RNG $k-{\varepsilon}$ 모델의 난류에너지 소산율 방정식의 개선된 항이 과도하게 생성된 난류에너지를 정체점 부근에서 제거하기 때문에 가능하다는 것을 알 수 있었다.의 20세 이하 골절 및 탈구가$30.3\%까지 감소하게되어 년도가 증가함에 따라 청장년 층에 비하여 소아골절 및 탈구가 전체적으로 감소하는 경향을 보였다. 스키골절의 부위별 발생빈도는 1990년 이전까지 하지골절 및 탈구가 많았으나 이후 점차 상지의 골절 탈구가 증가하였다 하지에서 가장 많은 골절은 경골 골절이었으며, 경골골절은 회전력에 의한 나선형골절이 $76.5\%로 가장 많았고 년도에 따른 변화는 보이지 않았다. 스키손상의 발생빈도는 초기에 비하여 점차 감소하는 경향을 보였으며, 손상의 특성도 부위별, 연령별로 다양한 변화를 나타내었다.해가능성을 가진 균이 상당수 검출되므로 원료의 수송, 김치의 제조 및 유통과정에서 병원균에 대한 오염방지에 유의하여야 할 것이다. 확인할 수 있었다. 이상의 결과에 의하면 고농도의 유기물이 함유된 음식물쓰레기는 Hybrid Anaerobic Reactor (HAR)를 이용하여 HRT 30일 정도에서 충분히 직접 혐기성처리가 가능하며, 이때 발생된 $CH_{4}$를 회수하여 이용하면 대체에너지원으로 활용 가치가 높은 것으로 판단된다./207), $99.2\%$(238/240), $98.5\%$(133/135) 및 $100\%$ (313)였다. 각각 두 개의 요골동맥과 우내흉동맥에서 부분협착이나 경쟁혈류가 관찰되었다. 결론: 동맥 도관만을 이용한 Off pump CABG를 시행하여 감염의 위험성을 증가시키지 않으면서 영구적인 신경학적 합병증을 일으키지 않았고 좋은 혈관 개존율을 보여주었다. 따라서 동맥 도관을 이용한 Off pump CABG는 관상동맥의 협착의 정도에 따라 효율적으로 시행

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1994.05a
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• pp.28-38
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• 1994

분류층 가스화기 설계를 위한 일차연구로서 가스화기 이차공기 주입방법에 따른 비반응 난류장에 대한 수치해석을 검사체적에 기초한 유한차분방법을 이용하여 수행하였다. 압력과 속도의 연계문제는 SIMPLEC 알고리즘을, 레이놀즈 전단력은 k-$\varepsilon$ 난류모델을 사용하였다. 입자궤적 계산은 공기역학적 항력만을 고려하였으며 비선형적인 공기저항력에 의한 난류변동상관모델은 고려치 않았다. 이차공기 주입방법(parallel injection과 nonparallel 3$0^{\circ}C$ injection)에 따른 수치해석을 수행하여 Ar tracer의 질량분율에 대한 실험자료와 비교하여 만족할 만한 결과를 얻었으며 이차공기의 주입각 및 기타 제반변수에 따른 유동장 변화를 분석하였다.

• Journal of Power System Engineering
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• v.2 no.1
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• pp.31-38
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• 1998

A diffuser, an important equipment to change kinetic energy into pressure energy, has been studied for a long time. Though experimental and theoretical researches have been done, the understanding of energy transfer and detailed mechanism of energy dissipation is unclear. As far as numerical prediction of diffuser flows are concerned, various numerical studies have also been done. On the contrary, many turbulence models have constraint to the applicability of diffuser-like complex flows, because of anisotropy of turbulence near the wall and of local nonequilibrium induced by an adverse pressure gradient. The existing $k-{\epsilon}$ turbulence models have some problems in the case of being applied to complex turbulent flows. The purpose of this paper is to test the applicability of the nonlinear $k-{\epsilon}$ model concerning diffuser-like flows with expansion and streamline curvature. The results show that the nonlinear $k-{\epsilon}$ turbulence model predicted well the coefficient of pressure, velocity profiles and turbulent kinetic energy distributions, however the shear stress prediction was failed.

• Journal of Energy Engineering
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• v.1 no.1
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• pp.76-86
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• 1992

A three-dimensional model has been developed for pulverized coal combusters and gasifiers. Coal devolatilization, heterogeneous char oxidation, gas particle interchange, radiation, gas phase oxidation, primary and secondary stream mixing, and heat losses are considered. A finite difference method was used to solve the ordinary non-linear differential equations. The effects of primary and secondary stream flow ratio and coal particle size are investigated.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.4 no.4
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• pp.201-207
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• 1992

The averaged non-linear term in the turbulence equations, suggested by Yeo (1987), is analyzed theoretically and experimentally. It was formulated by applying the filtering concepts to the convolution integral average definition with the Gaussian response function. This filtering approach seems to be superior to the conventional averaging methods in which all four terms at the doubly average vol must be defined separately, and it also gives a very useful tool in understanding the turbulence structures. By theoretically analyzing the newly derived description for the averaged non-linear terms, it is found that the vortex stretching can be explicitly accounted for. Furthermore, comparisons of the correlation coefficients based on the experimental data show that the vortex stretching acts most significantly on the turbulence residual stress. Thus, it strongly supports the claim that the vortex stretching is essential in the transfer of turbulence. In addition. a general form of turbulent energy models in LES is derived, by which it is recognized that the Smagorinsky, the vorticity and the SGS energy models are not distinctive.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2000.04b
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• pp.479-484
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• 2000

A Navier-stokes based finite volume method has been developed to analyze an incompressible, steady state, turbulent wall-jet flow. The standard k-e model, the RNG ${\kappa}-{\varepsilon}$ model and their nonlinear counterparts are adopted as a closure relationship. Comparison with the experimental data shows that a linear ${\kappa}-{\varepsilon}$ model performs satisfatorily for two-dimensional wall-jet flows. However, as the flow becomes three dimensional, the linear model fails to predict the spanwise jet growth accurately and the nonlinear model needs to be adopted to capture three-dimensional flow characteristics.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.30 no.6
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• pp.270-285
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• 2018

The behavior of wave-induced pore water pressure inside the rubble mound and seabed, and the resultant structure failure are investigated, which are used in design of the composite breakwater representing the coastal and harbor structures. Numerical simulation techniques have been widely used to assess these behaviors through linear and nonlinear methods in many researches. While the combination of strongly nonlinear analytical method and turbulence model have not been applied yet, which can simulate these characteristics more accurately. In this study, olaFlow model considering the wave-breaking and turbulent phenomena is applied through VOF and LES methods, which gives more exact solution by using the multiphase flow analytical method. The verification of olaFlow model is demonstrated by comparing the experimental and numerical results for the interactions of regular waves-seabed and regular waves-composite breakwater-seabed. The characteristics of the spatial distributions of horizontal wave pressure, excess-pore-water pressure, mean flow velocity and mean vorticity on the upright caisson, and inside the rubble mound and seabed are discussed, as well as the relation between the mean distribution of vorticity size and mean turbulent kinetic energy. And the stability of composite breakwater are also discussed.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2001.05a
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• pp.892-896
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• 2001

Investigation is performed on the stability of nonlinear system under turbulent fluid motion modelled as white noise random process, which is a preliminary result in the course of research on the characteristic and nonlinear control of the stochastic system. Adopted physical model is beam-type structure with tip-mass and main base mass. The governing equation is derived via F-P-K approach in stochastic sense. By means of Gaussian Closure method infinite dynamic moment equations due to system nonlinearity is closed to finite one. At the best of authors' knowledge, it is the first trial to design nonlinear controller by using of sliding mode technique in stochastic domain and control performance and effect in stochastic domain is studied.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.20 no.7
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• pp.2386-2396
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• 1996

A numerical simulation has been performed for isothermal and reacting flows in an exisymmetric, bluff-body research combustor. The present formulation is based on the density-weighted averaged Navier-Stokes equations together with a k-epsilon. turbulence model and a modified eddy-breakup combustion model. The PISO algorithm is employed for solution of thel Navier-Stokes system. Comparison between measurements and predictions are made for a centerline axial velocities, location of stagnation points, strength of recirculation zone, and temperature profile. Even though the numerical simulation gives acceptable agreement with experimental data in many respects, the present model is defictient in predicting the recoveryt rate of a central near-wake region, the non-isotropic turbulence effects, and variation of turbulent Schmidt number. Several possible explanations for these discrepancies have been discussed.