• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.610-616
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• 2020

본 연구에서는 대한민국 해군 함정의 하절기 운용 및 적도지병 파병 간 발생하고 있는 VRTU 과열로 인한 고온경보 발생과 장비정지 발생현상을 해결하기 위하여 해군 군수사령부 함정기술연구소와 공동연구를 수행하였다. 열전소자 냉각장치 설치에 따른 냉각효과를 확인하고, 전산 열 유동해석을 수행하여 VRTU 내부 열 유동특성을 분석하였다. 또 해석을 통해 기관실(디젤엔진룸) 내부의 온도분포를 살펴보고 VRTU 과열방지를 위한 최적의 설치위치를 알아보았다. 분석결과, 냉각장치를 설치함에 따라 VRTU 내부 평균 체적온도가 약 10 ℃ 감소하는 것을 확인하였으며 냉각장치에 설치된 Fan은 열 순환을 원활하게 하여 냉각효과를 높였다. 기관실 내부는 디젤엔진 상부에서 높은 온도분포를 나타냈고 통풍관 디퓨저 하부에서 가장 낮은 온도분포를 보였다. 열전소자 냉각장치는 높은 냉각성능을 나타내었으며, VRTU는 과열방지를 위하여 기관실의 통풍관 디퓨저 하부에 설치하는 것이 적절할 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권1호
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• pp.72-83
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• 2017

본 연구에서는 유도탄 사출관 내부의 수치모사를 통해 이상 유동에 대한 열 유체역학적 분석을 수행하였다. 고정된 해석영역에서 계산이 진행되었고 증발이 완료된 물을 냉각제로 사용하였다. 고온의 공기와 냉각제간의 상호작용 및 유동장을 해석하기 위해, Realizable $k-{\varepsilon}$ 난류 모델과 VOF (Volume Of Fluid) 모델을 선정하고 냉각제 유량에 따른 수치 해석을 진행하였다. 해석결과, 사출관 상부 압력은 냉각제 유량에 따라 비선형적으로 증가하였다. 그리고 내부에서의 유동 진행 과정과 온도분포, 냉각제분포가 밀접한 연관이 있음을 확인하였다. 사출관 하부의 초기 온도는 냉각제량의 증가에 비례하여 감소하지만, 특정시간 이후 경향이 역전되면서 오히려 온도의 상승을 유발하였다. 또한, 혼합가스의 순환유동에 의해 초기의 온도변화가 요동하는 경향도 확인되었다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1997년도 춘계학술발표회논문집(1)
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• pp.298-303
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• 1997

실제의 격납건물의 구조는 하부 원통형의 구조를 가지는 영역과 상부 돔 형태와 굴뚝 형태의 구조를 가지는 영역으로 나눌 수 있다. 하부 원통형의 구조만을 고려한다면, 고온의 철제 벽면과 콘크리트 벽면 사이의 gap 크기에 비해서 원통의 반지름이 상대적으로 매우 큰 값을 가지기 때문에 2차원 무한평판으로 가정하는 것이 가능하다. 그러나 돔 및 굴뚝 영역에서는 높이가 높아질수록 돔 단면직경이 감소하고 굴뚝 영역도 유동단면적이 작은 원통의 구조를 가져 2차원 무한평판의 가정에 많은 무리가 따른다. 앞에서 명시한 세 가지의 격납건물 형태에 있어서 ASPWR의 경우는 굴뚝을 포함한 영역까지도 무한평판으로 가정하는 것이 가능하나(돔에서의 열전달 단면적이 하부의 열전달 단면적에 비해 매우 작다는 가정을 한다면) 나머지 AP600과 HWRF의 격납건물에 있어서는 상부까지도 무한평판 가정을 사용하는 것에는 무리가 있다. 본 연구에서는 일반적인 유체해석 코드인 FLUENT V4.3을 이용하여 실제 격납건물 구조에 대한 분석을 시도하여 무한평판 구조에 대한 가정이 과도한 열전달량을 예측하고 있음을 확인하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1997년도 추계학술발표회논문집(1)
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• pp.627-632
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• 1997

FLECHT-SEASET 실험을 이용하여 냉각재상실사고시 Reflood에 대한 TRAC-PF1 전산코드의 예측 능력을 평가하였다. FLECHT-SEASET 실험 장치는 3.657m(12 ft) 높이 161개 전열 봉으로 이루어 져 있으며, 다양한 재관수율, 계통압력, 초기 피복재온도, 재관수온도 노심내 반경방향 출력분포 둥의 조건에 따라 수행된 실험이다. TRAC-PF1은 비균질 비평형 이상유동 열수력(Nonhomogeneous Non-equilibrium Two-Fluid Hydrodynamic)모델을 사용하고 원자로 압력용기는 3차원으로 모델할 수 있는 최적전산코드로서, 이 평가 계산에는 HP Version이 사용되었다. 본 연구에서는 재관수율 변화에 따라 달라지는 연료봉 최대 피복재온도와 Quench 시간에 대한 TRAC-PF1 전산코드의 예측 능력을 중점적으로 평가하였다. 계산 결과 TRAC-PF1은 최대 피복재온도는 약 20-100$^{\circ}$K 낮게, Quench 시간은 실험치와 비교하여 약 40-150초 정도 늦게 예측하는 것으로 나타났는데, 재관수율이 낮을수록 최대피복재 온도는 낮게, Quench 시간은 늦게 예측하는 경향을 보이고 있다. 또한 재관수율이 3 in/sec 이상에서 노심 상부가 일찍 Quenching 되는 것으로 계산되는데, 이는 노심상부 열전달 Regime의 부적절한 계산이 원인으로 보인다.

• 한국식품저장유통학회:학술대회논문집
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• 한국식품저장유통학회 2003년도 춘계총회 및 제22차 학술발표회
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• pp.139-139
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• 2003

원예작물은 수확 후 여러 가지 요인에 의해 품질이 저하되어 상품성을 잃게되는데, 특히 수확 후 품온상승에 의해 호흡작용이 왕성해져 품질변화를 촉진하게 된다. 그러므로 수확 후 품온을 가능한 한 빠르게 낮추어 신선도를 유지하기 위한 예냉, 저온저장, 저온수송기술등 저온유통시스템을 활용하는 것이 매우 필요하다. 저온유통시스템을 효과적으로 활용하기 위해서는 냉기의 순환이 원활하여 냉각효율이 좋고 파손의 위험과 물류비용을 줄일 수 있는 포장상자의 구조에 대한 연구가 필요하다. 포도, 방울토마토, 참외의 소비형태는 핵가족화와 더불어 신선 고품질의 농산물을 소량 구매하는 소비패턴으로 변화하면서 저온유통 및 소포장을 위한 포장형태의 개선이 요구되고 있다. 따라서 예냉.저온유통에 적합한 포장상자를 개발하기 위하여 연구소, 농협중앙회, 상자제작회사, 포장디자인 업체, 산지농협 작목반이 개발협의체를 구성하여 참외, 포도, 방울토마토의 저온유통용 골판지 상자를 개발하여 압축강도 및 냉각시험을 실시하여 소비지에 시범 보급하였다. 1. 참외 포장상자는 3kg용 상부 개방형 골판지상자로써 손잡이를 부착하고, 포장상자 상부에 덮개용 필름을 부착하였다. 제작된 상자의 압축강도는 저온유통 후 에도 안전압축강도 이상인 343kgf의 압축강도를 나타냈고, 냉각효율도 기존상자에 비하여 높게 나타났다. 또한 개발된 상자를 사용하여 시중에 출하할 경우 기존 5kg 상자에 비하여 8%이상의 부가가치를 높일 수 있었다. 2. 포도 포장상자는 소비자 기호도를 충족하고 다층적재시 손상을 방지하기 위하여 내용물을 1단 적재하고 상자를 개방형으로 하여 덮개용 필름을 부착하므로써 소비자가 내용물을 확인할 수 있도록 하고, 상자의 압축강도는 소비지까지 유통이 완료된 후 에도 수직압축강도가 400kgf이상으로 안전압축강도 보다 높아 저온에서 안전하게 유통할 수 있었다. 또한 개발된 상자를 사용하여 시중에 출하할 경우 기존 5kg 상자에 비하여 2kg상자는 21%, 4kg상자는 12%이상의 부가가치를 높일 수 있었음. 3. 방울토마토 포장상자는 외포장 상자를 4kg용 상부 개방형 골판지상자를 사용하고, 내포장상자는 500g용 PET용기를 사용하여 1상자에 8개의 내포장상자가 적재될 수 있도록 제작하였다. 제작된 외포장상자의 압축강도는 저온유통후에도 320kgf으로 안전압축강도보다 높게 나타났고, 파랫트 적재효율도 96%이상으로 나타나 물류의 효율성을 높일 수 있었다. 개발된 상자를 사용하여 시중에 출하할 경우 기존 산물형태의 4kg용 상자에 비하여 500g 내포장상자에 출하할 경우 20%이상의 부가가치를 높일 수 있었다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2003년도 하계 학술대회 논문집
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• pp.226-231
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• 2003

벼 저장에 영향을 주는 중요한 인자는 벼의 수분함량, 온도 및 습도이고, 이 이외에 생리적 현상으로서 곡물 자체의 호흡작용으로 인한 발열현상과 생물학적 요인으로는 해충, 미생물, 쥐 등이 있다. 따라서 저장성을 높이고 고품질로 유지하기 위해서는 저장 시 환경조건이 중요하며 현재 국내 환경에 적합한 벼 저장시설을 개발하기 위한 연구가 다각도로 진행되고 있다. (Kim 등, 1999, Keum 등, 2000) 일본의 경우 북해도 지역에서 자연냉기로 벼를 냉각시켜 곡온을 저온으로 유지하면서 고품질로 장기간 콘크리트 사이로에 저장하는 기술을 개발하여 보급하고 있다. (천촌주삼, 2000) (중략)

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(4)
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• pp.275-282
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• 1996

일체형 원자로는 증기발생기 및 가압기를 압력용기 내에 설치한 것으로서 연결배관이 없기 때문에 배관의 파단에 의한 대형 냉각재 상실사고를 근원적으로 배제하고 전체계통을 단순화 시킬 수 있다. 증기발생기는 대부분 관류식으로서 일체식과 모듈식이 사용되고 있다. 본 연구에서는 모듈식 나선형 증기발생기를 사용한 일체형 신형경수로의 예비 개념설계를 수행하였다. 가압기는 원자로 내에 별도의 용기를 설치하는 내장형 자기가압기를 채택하였다. 제어봉 구동장치는 핵분열 반응열을 이용한 원자로 기동을 위하여 반응도를 미세하게 조정하는 것이 가능하고 지진하중과 같은 동하중의 영향을 최소화하기 위하여 원자로용기 외부로의 돌출부분을 최소화하는 설계개념을 채택하였다. 냉각재 펌프는 Canned Motor Pump를 원자로용기 상부에 수직으로 직접 부착하는 개념을 사용하였다.

• 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.1707-1710
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• 2014

본 논문은 실리콘 원료의 용융과 방향성 응고에 의해 결정성이 양호한 방향성 응고에 대한 연구이다. 방사화 분석 결과 총 10가지 금속 불순물이 검출 되었지만, 농도 분포는 같은 위치에서 위와 아래의 차이는 크게 나지 않고, 어떤 특정한 위치에서 한쪽으로 집중되거나 어떤 경향성 없이 전체의 샘플의 모든 부분에서 농도가 거의 일정하게 분포를 나타냈다. 열 해석 시뮬레이션에 의한 결과, 용융은 유지 시간이 80분일 때 실리콘이 전체적으로 고르게 용융 온도에 도달하였고 냉각은 상부 냉각 온도가 $1,400^{\circ}C$와 60분 냉각 시 가장 좋은 결과 값을 나타내었다. 제작된 웨이퍼가 기존의 상용 웨이퍼보다 결정립계에서의 에칭이 훨씬 적게 이루어졌다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.68-68
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• 2011

본 연구에서는 PV cell이 직달 일사에 노출되는 경우와 집광된 태양광에 조사되는 경우의 성능을 비교하는 한편 집광기의 형태에 따른 열적 성능을 검토하고자 하였다. PV cell은 본질적으로 반도체의 특성을 가지므로 작동온도의 상승에 따라 성능이 저하된다는 사실이 알려져 있으며, 태양조사의 강도 및 밀도 등 특성에 따라서도 성능의 변화를 예상할 수 있다. 그러나 이러한 성능변화에 관련된 인자들과 그 영향의 크기에 대한 정량적인 기술자료가 부족하므로 설치와 이용에 한계가 있는 것이 현실이다. 인공태양 장치(solar simulator)를 이용하여 0.7에서 1.2 sun 범위의 태양 조사 환경에서 결정질 실리콘계 PV cell과 집광형 PV cell의 성능을 검토하였다. 집광에 사용한 PTC는 집광면적의 폭이 500 mm이며, 집광 조사면적이 최소 10 mm인 경우 이론적 최대 집광비가 50이었다. PTC의 축방향으로는 균일한 태양조사가 있게된다는 것을 가정하여 모델의 길이는 간편한 실험을 위해 150에서 500 mm의 범위에서 제작하였다. 수평으로 놓인 PTC의 상부 초점 위치로부터 집광면이 아래 쪽에 위치할수록 집광 조사 면적이 증가하므로 PV cell의 크기에 따라 PTC 초점의 위치로부터 거리를 결정하였다. 한편, PTC 자체의 성능도 촛점거리와 집광면 폭의 비에 따라 달라질 수 있다는 가정 하에, 포물면의 최저 위치로부터 촛점거리는 각각 300, 400 및 500 mm가 되도록 세가지 형태를 제작하여 사용하였다. 동일한 형태의 PTC에서 PV cell의 동일한 설치 위치에서도 최고 $110^{\circ}C$ 범위의 PV cell의 작동 (표면) 온도에 따른 성능의 차이를 관찰하기 위해 셀의 후면을 냉각시키는 경우와 그렇지 않은 경우를 비교하였다. PV cell의 표면 온도 측정을 위해서, 후면의 온도와 같이 광선 차단 효과의 우려가 없는 경우에는 열전대를 설치하였으며, 셀의 전면 온도 측정을 위해서는 비접촉식 적외선 온도계를 사용하였다. 냉각 방법으로는 공기를 이용한 자연대류와 액체를 사용하는 강제대류의 경우를 고려하였으며, 필요에 따라 적절히 설계된 히트싱크를 설치하여 비교 실험을 진행하였다. 강제대류 냉각의 경우는 항온조를 사용하여 순환하는 냉각수의 유량과 공급온도를 변화시킴으로써 PV cell의 작동온도를 조절하고, 이에 따른 발전 성능의 변화를 관찰하였다. 본 연구에서 도출한 실험 및 분석 결과는 PV cell의 설치 환경과 작동온도의 변화에 따라 그 성능 변화를 예측할 수 있는 기술적 자료를 제공함으로써 에너지 이용의 합리화를 도모하는데 기여할 수 있을 것이다.