• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.409-414
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• 2021

수상함이 전투 환경에서 우수한 임무수행능력과 생존성을 구현하기 위해서는 구획을 차단하는 수밀/기밀 성능이 중요하다. 위와 같은 요구사항을 충족을 위해 함정 건조 후 시운전에서 구조요소(격실 및 탱크)에 대한 밀폐성과 특정부위에 대한 강도의 적합성을 검사하며, 특히 수선에 인접한 격실들의 격실기밀시험(Air test)을 수행한다. 격실기밀시험은 대상 격실에 공기를 주입하여 시운전 평가서 상의 요구압력까지 압을 적용하고, 일정 시간동안 압력강하 값을 확인하여 해당 구역의 요구조건 충족여부를 판단한다. 검사 기준은 10분 동안 감소된 압력이 시운전 평가서의 압력강하 허용치 이내이어야 한다. 하지만 외기온도의 영향이 큰 여름철에 격실기밀시험 진행 간 유입되는 열이 내부 공기의 온도를 상승시키고, 이로 인해 공기가 팽창하여 격실 내 압력이 증가하는 현상이 식별되었다. 이러한 현상은 격실기밀시험에서 최종 압력강하 값을 정확히 판단할 수 없게 하고 평가결과에 대한 신뢰성을 결여시킬 수 있다. 본 연구를 통해 격실 내 온도변화 영향을 보정하기 위한 시스템을 고안하였다. 개발된 시스템은 격실 내 온도변화에 의한 압력 변화량을 계산하여 보정값을 출력한다. 이상기체 방정식을 통해 압력변화량을 계산하며, 격실기밀시험 간 온도유지 및 증가/감소를 반영할 수 있도록 개발되었다. 계산된 압력 보정값을 NIST REFPROP의 데이터 베이스와 비교하였을 때, 최소 0.126 %에서 최대 0.253 %의 차이를 보였다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권1호
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• pp.61-67
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• 2015

연소기 시험 장치의 구축 시 고온의 연소 가스의 냉각은 중요한 설계요구조건이다. 물 분무(Water spray) 냉각 방식은 증발 과정에서 물의 잠열을 이용하므로, 효과적인 연소 가스 냉각이 가능하다. 본 연구에서는 연소기 시험 설비 구축 과정의 일환으로, 물 분무를 이용한 연소 가스의 냉각을 이해하기 위하여 연속방정식, 에너지 보존식과 포화 증기의 압력-온도 관계식을 이용한 1차원 해석을 수행하였다. 연소기 시험 장치에서 배출되는 고온, 고압의 연소 가스는 냉각수와의 혼합과정에서 배출가스의 온도가 낮아지며, 분무된 물의 일부는 기화하여 연소가스와 함께 배출되고, 일부는 다시 응축 되어 집수조로 모인다. 냉각수는 연소 가스의 온도를 낮춰주는 동시에, 증발된 증기는 연소기 내부의 압력을 증가시키므로 1차원 해석에서 증기의 압력-온도 관계식을 고려하여 해석을 수행하였다. 1차원 해석으로부터 연소가스의 적절한 냉각과 배기 덕트 내부의 압력의 지나친 상승을 피하기 위한 최적의 물 분무량을 확인하였으며, 물 분무 냉각 방식에 대한 물리적 이해를 얻을 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권4호
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• pp.349-360
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• 2012

본 연구에서는 3차원 점성 흐름에 적용될 수 있는 비정수압 자유수면 모형을 수평방향 직교 곡선좌표계에서 개발하였다. 개발된 수치모형은 엇갈린 격자를 사용함으로써 발생되는 자유수면에서의 경계조건 종결 문제를 수면층 방정식을 도입하여 해결하였으며, 난류의 유동 해석을 위한 폐합식으로 등방성의 k-${\varepsilon}$ 난류모형을 이용하였다. 본 연구에서 운동량방정식은 이송-확산항만으로 중간단계의 유속을 예측하고, 압력 및 중력을 포함하는 생성항과 연속방정식을 결합하여 다음 시간단계의 유동장을 결정하는 계산 단계 분리법을 이용하였다. 수치모형의 적용성 평가를 위하여 폐쇄된 2차원 수조에서의 취송류, 급경사를 가지는 2차원 수로에서의 흐름, 원심력에 의한 이차류 흐름특성 분석을 위한 3차원 급변 만곡류에 대한 모의를 실시하였다. 수치모의 예측치는 수리모형 실험값과 수위, 유속, 난류특성 등에서 일치하는 양상을 보이는 것이 확인되었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.70-76
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• 2000

2차원 순환 제어 날개 주위의 점성 유동을 수치적으로 해석하여 선박 해양 분야에 적용하기 위한 기초적 연구를 수행하였다. 지배 방정식으로는 2차원 비 압축성 RANS 방정식과 연속 방정식을 사용하였으며, 유한 차분법과 MAC법을 이용하여 이를 차분화 하였다. 또한, 압력 Poisson 방정식은 SOR 법을 이용하여 계산하였고, 모든 물리량이 격자점에 위치하도록 하였으며, 슬롯의 형상을 잘 표현하기 위해 격자계가 엇갈린 O형 비교차 중첩 격자계를 도입하였다. 코앤다 효과는 주로 난류 영역에서 나타나므로 수정된 Baldwin-Lomax 난류 모델을 도입하였다. 본 연구에서는 이러한 수치 계산 조직을 활용하여 뒷날이 원형으로 변형된 20% 두께의 타원 날개에 대한 코앤다 효과를 조사하기 위하여 분사 모멘텀을 달리 하며 시간에 따른 양 항력 특성의 변화를 계산하고, 그 결과를 실험치와 비교하여 잘 일치함을 보였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.2189-2205
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• 1991

본 연구에서는 혼합냉매의 열역학적 물성치를 정확하게 예측하기 위하여 척력 과 인력항으로 된 간단한 형태의 상태방정식을 택하고 이를 이용하여 순수성분에 대한 열역학적 물성치 자료와 혼합냉매에 대한 기액평형상태 자료를 이용하여 혼합물에 대 한 열역학적 물성치를 보다 더욱 정확하게 예측 할 수 있는 방법에 관해 연구하고자 한다.혼합냉매에 대한 상태방정식과 이상기체 상태의 비열자료를 기초로 열역학적 관계식을 이용하여, 압력-엔탈피, 온도-엔트로피 관계를 공식화하며, 혼합냉매에 대한 열펌프 및 냉동사이클 해석에 필요한 자료를 제시한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.181-193
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• 2000

본 논문에서는 파랑이 존재할 때 모래결위에서의 흐름과 부유사의 거동에 관하여 기술한다. 새로운 수치모형시스템을 구축하였으며 이를 규칙파랑을 이용한 기존 실험실 실험조건과 가상적불규칙파랑조건에 적용하였다. 흐름장 계산은 SMAC 방법에 근거한 프로그램 SOLA를 Kim 등(1994)이 일부 수정하여 제시한 프로그램을 사용하였다. 흐름계산 부모형은 x-z 면에서의 연속방정식과 Reynolds의 운동방정식을 기본방정식으로 한다. 흐름부모형으로 파랑궤적도, 전단응력, 압력의 분포를 계산하였다. 모형실험결과 중 수직방향궤적도는 관측자료와 잘 일치하였다. 퇴적물이동 부모형은 부유사의 이류확산을 나타내는 식을 기본방정식으로 한다. 수치기법은 분리기법을 이용하며, 모래결 표면으로부터 퇴적물이 연행되어 유체내로 투입된다. 규칙파랑 실험조건에 수치모형을 적용한 결과, 부유사농도의 연직분포가 Deltaflume의 실험자료와 유사하게 재현되었다. 가상적인 불규칙 파랑조건에 모형을 적용한 결과 부유사농도의 높게, 부유사확산 범위가 더 넓게 예측되었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.13-29
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• 1996

이 논문은 자유표면을 포함하는 시리즈 60($C_B=0.6$)선형 주위 유동장에 대한 계산결과를 보여준다. 지배 방정식으로는 3차원 Navier-Stokes 방정식을 사용하고, 높은 레이놀즈수에서의 난류 유동장을 계산하기 위하여 Baldwin-Lomax난류모형을 채용하였으며 계산시간을 줄이기 위해 물체 표면에서는 벽법칙을 채용하였다. 지배 방정식은 유한 차분법에 의해 차분화 되었으며, 음해법[1]에 의해, 압력 Poisson방정식은 완화법(successive-over-relaxation method)에 의해 프로그램을 구성하였다. 자유표면 유동을 정확히 계산하기 위해서는, 동역학적 자유표면 경계조건식의 수치해법이 매우 중요하다. 이 논문에서는 세 가지의 수치해법을 채용하여 그 결과를 실험결과와 비교하였다. 결론적으로, 계산된 저항계수($C_F,\;C_P$와 파형은 실험 값과 잘 일치하고 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.1747-1753
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• 2010

본 연구에서는 최대 공비점 압력을 가지는 에탄올과 벤젠 이성분계 혼합물의 기액 상평형 추산을 위하여 상태방정식 모델식과 액체활동도계수 모델식 사이의 비교 연구를 수행하였다. 상태방정식 모델식으로는 Peng-Robinson (PR) 상태방정식을 이용하였으며, Panagiotopoulos 혼합규칙(PRP)을 적용하였다. 한편, 액체 활동도계수 모델식으로는 Renon이 제안한 NRTL 액체 활동도계수 모델식을 이용하였다. PRP 모델식은 2개의 매개변수를 가짐에도 불구하고 3개의 매개변수를 가지는 NRTL 모델식에 비하여 에탄올-벤젠 이성분계에 대해서 저압 영역에서는 유사한 정확성을 고압 영역에서는 좀 더 정확성이 우수함을 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제14권5호
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• pp.32-37
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• 2010

본 연구에서는 이산화탄소와 에탄 이성분계에 대해서 여러 등온 조건하에서 기액 상평형을 PRO/II with PROVISION (PRO/II) 전산 모사기에 내장되어 있는 Peng-Robinson (PR) 상태방정식의 이성분계 상호작용 매개변수를 이용하여 추산하였다. 또한, 이산화탄소와 에탄 이성분계의 각각의 등온 기액 상평형에 대해서 기포점 압력의 편차의 제곱에 대한 합산값을 목적함수로 하여 PR 상태방정식의 이성분계 상호작용 매개변수를 회귀분석을 통하여 새로 결정하였다. 기존의 PRO/II에 내장되어 있는 이성분계 상호작용 매개변수를 사용한 것과 새로 결정한 매개변수를 사용하여 기포점 압력의 편차의 절대값에 대한 평균값을 각각 비교하였다. 본 연구에서 새로 결정한 매개변수를 이용하여 추산한 결과가 기존의 PRO/II에 내장되어 있는 매개변수를 이용하여 추산한 결과보다 우수함을 알 수 있었다.

• 한국광물학회지
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• 제27권4호
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• pp.283-291
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• 2014

층상규산염광물 중 하나인 활석($Mg_3Si_4O_{10}(OH)_2$)은 경도가 매우 낮고, 산업분야에서 매우 다양하게 이용되는 재료물질이다. 실험에 이용한 활석은 외부가열열수고압기기를 이용하여 압력 200 MPa, 온도 $600^{\circ}C$인 조건하에서 합성한 분말시료이다. 포항가속기연구소에서 대칭다이아몬드 앤빌 기기와 방사광 및 각분산 X-선회절방법을 이용하여 상온에서 11.06 GPa까지 압축실험을 시행하였다. 본 실험의 압력 범위 내에서 상변이는 관찰하지 못하였다. 체적탄성률은 버치-머내한 상태방정식을 이용하여 72.4 GPa로 결정되었으며, 이 값은 천연산활석에 비해 낮은 것으로 나타났다.