• 에너지공학
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• 제8권2호
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• pp.224-232
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• 1999

캡슐형 잠열재를 이용한 열저장 시스템은 바닥 난방 및 건물 난방에서 매우 효과적인 시스템이다. 이러한 시스템 개발에 필수적인 요소가 열유동 매체가 순환하는 파이프 주변의 캡슐내 온도 분포와 열유동 매체의 유량 등이다. 그러므로 본 연구에서는 3차원 비정상 상태에서 Navier-Stokes 방정식, 난류모델을 비롯한 스칼라 보존 방정식을 적용하여 캡슐 블록의 온도 분포 및 파이프 내의 유동장 해석을 수행하였다. 또한 본 연구와 같이 계산 영역이 특별한 기하학적 현상을 형상(circle+square)인 문제 해결하는데 적용할 수 있는 새로운 격자 생성 기술(MBFGE/CCM)을 개발하였다. 격자계는 파이프에서 원형 격자를 이용하였고, 캡슐 블록에서 사각 격자를 이용하여 다중격자와 미세격자를 결합하여 사용하였다. 본 연구의 목적은 컴퓨터를 이용한 수치해석적 방법을 미세 캡슐을 이용한 축열보드에 적용하여 2종류의 열경계 상태에 대하여 속도와 온도분포를 계산하여 비교분석을 하는 것이다. 온도는 축열 보드의 한 쪽면은 대류면이고 다른 한쪽면은 단열면인 경우(Case 2)보다 양면 모두 단열인 경우(Case 1)일 때 더 높게 상승하였다. 온수 파이프 중심선인 Y=0 에 가까운 영역에서 Case 1과 Case 2사이에 축열 보드 내에서 온도 차이는 확연하게 나타났다. 향후 수치해석의 정확도를 높이고 축열 보드의 열전달 현상을 보다 정확히 계산하기 위해서는 위치 및 시간에 따른 정밀한 온도 측정값이 필요하고 특히 잠열재인 미세 캡슐이 상변화를 하므로 온도 변화에 따른 물질의 비열(C$_{p}$)과 열전달율(λ)을 고려한 방정식이 요구된다.

• 터널과지하공간
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• 제12권3호
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• pp.142-151
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• 2002

대전 식품냉동저장창고 파일럿 공동주위의 거리에 따른 비정상상태의 온도 분포를 산정하기 위해 Claesson(2001)의 해석해 및 Dirichlet과 Neuman 내부 경계조건을 갖는 수치모델들을 검토하였다. 온도 강하 단계동안 일정 표면 온도 경계조건에 기초하고 있는 Claesson의 해석해를 활용한 결과, 실제 암반에서의 온도 계측결과를 오차 평균 0.89$^{\circ}C$ 수준으로서 비교적 정확히 예측할 수 있었는데, $0^{\circ}C$근처의 실험실 암석 열물성을 입력하였고 현지 암반 조건을 표현하기 위한 특별한 물성 보정을 하지 않았다. 내부 공동 암반 벽면을 통한 열유속을 갖는 수치해석의 경우, 대류 열전달계수와 공동 내부 온도가 냉각시간에 따라 변화하기 때문에 경계조건을 가하기 어려운 단점을 극복하기 위해 새로운 경계조건 설정 기법을 제안하였다. 그 결과 오차 평균 1.58$^{\circ}C$의 수준으로서 온도 계측치와 부합하였다. 또한 공동 벽면에서 고정 온도 조건을 갖는 수치해와 비교하였다. 마지막으로 Claesson의 해석해 및 다양한 내부 경계조건을 갖는 수치모델을 활용하여, 공동 주변의 온도 분포를 정확히 예측할 수 있는 일련의 해석 단계 프로그램을 제안하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.95-105
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• 2014

철근콘크리트 쉴드 터널 라이닝은 대형화재 등과 같은 고온에 노출될 경우, 구조체에의 급격한 온도 전달 및 내하력 저하로 구조체 붕괴의 원인이 될 수 있기 때문에 내화성능을 확보해야 한다. 이 연구는 쉴드터널의 프리캐스트 RC 세그먼트 라이닝에 대한 내화성능을 평가하고자 실험/해석적 연구를 수행하였다. 실험적 연구에서는 프리캐스트 RC 세그먼트내의 열적 취약부위를 실험변수로 하여 6개의 실 대형 실험체에 대한 내화실험을 실시하였으며, 화재조건은 RABT 곡선에 의한 온도이력을 이용하였다. 내화실험결과 이 연구에서 제시된 쉴드형 터널의 PP섬유 혼입콘크리트 충전부위는 폭렬이 발생하지 않는 우수한 내화성능을 나타내었다. 해석적 연구에서는 온도의존성을 고려한 재료의 열특성을 고려하여 비정상 유한요소 온도분포해석 기법을 이용하였는데, 실험결과를 잘 모사하는 것으로 검증되었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제28권2호
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• pp.1-8
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• 2014

보호복 섬유 및 재료의 개발을 통해 나아진 단열 성능을 제공함에도 불구하고 보호복의 화상 방지는 아직도 중요한 사항이다. 화염으로부터의 보호성능을 보장받기 위해서 보호복의 정확한 성능검증이 필요하며, 열보호 특성을 정확히 파악하기 위해 ISO 등은 시험방법을 표준화하여 제시하고 있다. 하지만 대부분의 경우, 높은 열유속 조건에 대해 보호복의 열보호 성능을 시험하는 것으로 되어 있어, 고열유속에 의한 시편의 파괴가 일어나기 쉽다. 그러므로 낮은 열유속 조건에서 보호복의 열보호 성능을 측정하는 방법이 필요하며, 본 연구에서는 낮은 열유속에 대한 열보호 성능을 측정할 수 있는 화상 및 통증유발시간에 기초한 개선된 RPP(복사열 보호 성능) 지수와 그의 측정방법을 제안하였다. 또한 제안된 열보호성능 측정 방법을 실험을 통해 확인하고, 보호복의 비정상열전달특성을 파악하였다. 또한 기존의 여러 가지 열보호성능지표들과 제안지표와의 관계를 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권9호
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• pp.69-76
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• 2018

본 연구에서는 가스터빈 블레이드의 필름 냉각에서 45도 리브가 있는 냉각채널의 필름 홀 위치가 블레이드의 표면냉각 성능에 미치는 영향을 전산유체해석 기법을 통하여 분석하였다. 또한 냉각채널의 리브 유무의 영향을 동일 분사율에 대해서 고찰하였다. 수치해석 도메인은 3차원으로 구성하였고 상용코드(Fluent ver. 17.0)를 사용하여 정상상태 조건 하에서 수치해석을 진행하였다. 그 결과를 바탕으로 블레이드 표면에서의 냉각효율, 유속, 유선, 압력 계수를 비교 분석하였고 홀 위치의 변화가 리브 구조에 의해 유발되는 이차 유동의 토출에 미치는 영향을 고찰하였다. 수치해석 결과로부터 리브가 설치되어 있는 경우 냉각채널의 내부유동은 상부에서 반시계 방향 및 하부에서 시계 방향의 와류쌍을 형성하는 것을 확인할 수 있었다. 리브가 있는 채널의 경우 리브에 의하여 발생한 와류유동이 홀 출구 부근에서 더 높은 압력 차이를 유발하여 리브가 없는 경우보다 최소 12% 이상의 높은 냉각 효율을 나타냈다. 또한 리브가 있는 채널 중에서 홀이 좌측에 위치한 경우(Rib-Left) 리브에 의하여 발생한 이차 유동이 홀 부근의 벽면에 부딪혀 홀 경사각 방향으로의 유동이 형성되는 것을 확인하였다. 블레이드 표면으로 토출된 냉각기체가 주 유동 경계층 내부에서 머무는 영역이 다른 케이스에 비하여 넓기 때문인 것으로 사료된다. 또한 이 경우 홀 출구 부근에서 가장 큰 압력 계수 차이를 나타내었고 이로 인하여 냉각기체의 토출이 촉진되어 냉각효율이 다소 증가하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권4호
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• pp.339-345
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• 2008

원자력발전소 열교환기 튜브의 대부분은 구리, 티타늄, 인코넬합금 등의 비자성체로 제작되어 있으나 2차 터빈계통의 습분분리재열기(moisture separator & reheater), 급수가열기 등의 튜브는 고압, 고온 등의 열악한 운전조건에서 상대적으로 고온 강도가 우수한 탄소강 또는 페라이트계열 스테인레스강 등의 자성체로 제작되어 있다. 특히 습분분리재열기 튜브와 같은 열교환 매체가 증기인 경우 열전달 능력을 증가시키기 위해서 핀 튜브를 사용한다. 탄소강 또는 페라이트계열 스테인레스강 등의 자성체 튜브는 고온, 고압에서 강도가 우수하지만 운전 중에 증기 커팅, 침식, 기계적 진동 마모, 응력부식균열 등의 사용 중 결함이 발생하여 발전소 정상운전에 지장을 초래할 수 있기 때문에 전열관의 건전성 평가를 위한 주기적인 비파괴검사의 수행이 필요하다. 하지만 자성체 열교환기 튜브는 투자율이 높은 전기적 특성으로 인하여 기존의 와전류검사기술로는 비파괴검사가 어렵기 때문에 원격장검사기술을 적용해야 한다. 따라서 본 연구에서는 원자력발전소 습분분리재열기세관의 현장적용에 필요한 검사기술을 개발하기 위해서 원격장탐촉자, 인공결함 시험편 및 탐촉자 구동장치를 설계하였으며, 이를 활용하여 발전소 현장 검사에 적용하였다.

• 한국산림과학회지
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• 제33권1호
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• pp.33-58
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• 1977

수피(樹皮)는 원목(原木) 체적(體積)의 10~20%를 차지하고 있으며 일반적(一般的)을 운반(運搬), 제거(除去), 처리(處理)에 따른 비용에 비(比)해 효용가치(効用價値)는 적다. 뿐만아니라 세계적(世界的)인 임산자원(林産資源)의 부족(不足)에 따른 전수체이용화(全樹體利用化)의 개념이 점고(漸高)되면서부터 수피(樹皮)의 이용(利用)에 관심(關心)을 가지게 되었다. 본연구(本硏究)는 수피(樹皮)에 대(對)한 연구(硏究)가 전무(全無)한 국내(國內)의 실적(實積)에 비추어 국내주요(國內主要) 수종(樹種) 수피(樹皮)는 소나무속(屬), 사시나무속(屬), 참나무속(屬)을 대상(對象)으로 수피(樹皮)의 물리기계적(物理機械的) 성질(性質)을 구명(究明)하고 수피(樹皮)의 가능(可能)한 이용(利用) 책을 위한 기본적 성질을 밝히고자 하였다. 본(本) 연구(硏究)에서 사용(使用)한 공시수피(共試樹皮)는 서울대학교(大學校) 농과대학(農科大學) 부속연습림(附屬演習林)과 임업시험장(林業試驗場) 중부지장(中部支場) 부근에서 벌채이용(伐採利用)이 적령기(適齡期)에 달(達)하고 포고직경(胞高直徑)이 동급(同級)인 건전하고 정상적(正常的)으로 생장(生長)하는 입목(立木)의 흉고직경 부위(部位)에서 수종별(樹種別) 20주(株)씩 $200cm^2$로 채취(採取)하였다. 물리적(物理的) 성질(性質)로는 수피(樹皮) 전건비중(全乾比重), 내피(內皮) 및 외피(外皮)의 생수피(生樹皮) 함수량(含水量), 섬유포화점(纖維飽和點), 수분이력곡선(水分履歷曲線), 전수축율(全收縮率), 흡수량(吸收量), 비열(比熱), 습윤열(濕潤熱), 열전도도(熱傳導道), 열확산(熱擴散), 시차열분석(示差熱分析) 및 발열량(發熱量)을 측정(測定) 연구(硏究)하였다. 다음 기계적(機械的) 성질(性質)로는 곡강도(曲强度)와 압축강도(壓縮强度)를 측정연구(測定硏究)하였으며 본(本) 연구(硏究)에서 얻은 결론(結論)은 다음과 같다. 1. 전건비중(全乾比重)은 같은 개체(個體) 내(內)에 있어서도 목질부(木質部)와 수피간(樹皮間)에 차이(差異)가 있을 뿐아니라 수피(樹皮)에 있어서도 내피(內皮)와 외피간(外皮間)의 차이(差異)가 있다. 2. 수피(樹皮)의 전건비중(全乾比重)이 목질부(木質部) 비중(比重)보다 높은 사실(事實)은 수피내(樹皮內)의 사부섬유(篩部纖維) 및 보강세포(保强細胞)가 많이 있다는 해부적(解剖的)인 구조적(構造的) 특징(特徵)에 기인(基因)한다. 3. 전건비중(全乾比重)에 있어서 잣나무를 제외하고는 내피비중(內皮比重)이 외피비중(外皮比重)보다 높았으며 이는 내피(內皮)보다 높은 수축율(收縮率)에 기인(基因)한다. 4. 수피내(樹皮內)의 해부적(解剖的) 구조(構造)에 있어서 사요소(篩要素)의 구성비율(構成比率)이 높을수록 함수율(含水率)은 높아지고 후막조직(厚膜組織)과 주피조직(周皮組織)이 많으면 많을수록 함수율(含水率)은 떨어진다. 5. 수피(樹皮)의 섬유포화점(纖維飽和點)을 습윤열측정(濕潤熱測定)에 의(依)하여 구(求)할 수 있는 가능성(可能性)을 제시(提示)하였으며 그 결과(結果) 소나무에서는 26~28%사이에 상수리나무에서는 24~28%사이에 있는 것으로 나타났으나 이에 대(對)한 것은 금후연구(今後硏究)에 의(依)하여 더 밝혀져야 할 것이다. 6. 수피(樹皮)의 수축율(收縮率)은 목질부(木質部)와는 달리 경단방향(經斷方向)에서 제일 높고 수축방향(樹縮方向)에서 제일 낮았으나 졸참나무와 굴참나무에서는 열외(列外)이었다. 7. 수피(樹皮)의 비열(比熱)은 목질부(木質部)와 같고 습윤열(濕潤熱)은 목질부(木質部)보다 다소 높았다. 열전도도(熱傳導度)는 목재(木材)보다 낮으며 전건수피비중(全乾樹皮比重)과 수증기비중(水蒸氣比重)을 알고 열전도도(熱傳導度)를 계산할 수 있는 다음과 같은 회귀방정식(回歸方程式)을 유도(誘導)하였고 이 방정식(方程式)에 의(依)하여 얻어진 열전도도(熱傳導度) 수치는$(0.8{\sim}1.6){\times}10^{-4}cal/cm{\cdot}sec{\cdot}deg$이었다. $$K=4.631+11.408{\rho}d+7.628{\rho}m$$ 8. 수피(樹皮)의 열확산(熱擴散)은 $(8.03{\sim}4.46){\times}10^{-4}cm^2/sec$이며 시차열분석(示差熱分析)의 결과(結果)에 의(依)하면 발열량(發熱量)은 발열반응(發熱反應)이 시작(始作)되기 전(前)까지는 목질부(木質部)가 높고 발열반응(發熱反應)이 시작(始作)되면서부터는 수피(樹皮)가 목질부(木質部)보다 상회(上廻)하였다. 9. 경단방향(經斷方向)의 수피곡강도(樹皮曲强度)는 수피비중(樹皮比重)에 비례(比例)하고 회귀식(回歸式)은 M=243.78x-12.02(F=31.41)이었고 압축강도(壓縮强度)는 목질부(木質部)와는 달리 경단방향(經斷方向)이 가장 높고, 경단방향(經斷方向), 수축방향순(樹軸方向順)으로 적어졌다.