• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.18 no.2
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• pp.175-181
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• 2016

In this paper, the liquid air was selected as the refrigerant in artificial ground freezing to be used for rapid ground freezing and to reduce the risk of suffocation and the applicability of liquid air was verified. In order to evaluate the stability of the liquid air, the oxygen concentration of mixtures with liquid nitrogen and liquid oxygen was experimentally examined to meet the oxygen concentration criteria in the Occupational Safety and Health Act. In addition, the effects of the mixture ratio of liquid nitrogen and liquid oxygen, pressure and flow rate change in the storage vessel on the oxygen concentration in the liquid air were investigated. As a result, the ratio of liquid nitrogen and liquid oxygen 8: 2 was shown to meet the oxygen concentration standards. Pressure and flow rate change in the storage vessel did not have significant effects on the oxygen concentration in the liquid air.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2002.11a
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• pp.293-296
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• 2002

본 논문에서는 수소/액체연료/공기의 연소특성에 대해 CFD상용프로그램을 사용하여 수치해석을 수행하였다. 먼저 프로그램을 검증하기 위하여 수소/공기의 난류 비예혼합 화염에 대한 반응물과 생성물의 몰분율을 Barlow실험 결과와 비교하였고, X축 방향의 온도분포를 Flury의 실험 값과 비교하여 값이 물리적으로 근사함을 확인하였다. 혼합분율(Mixture Fraction)과 확률밀도함수(PDF)의 접근 방법을 이용하여 화염진단과 오염물질발생에 중요한 역할을 하는 중간 종들의 몰분율을 확인하였다. 수소/액체연료/공기에 대해서는 화염형성에 있어서 가장 중요한 연료와 산화제의 속도비 변화(100,10,1,0.1)로부터 산화제속도가 연료속도 보다 클 경우 고속 측인 산화제에 의해 연료의 확산이 지배되는 현상으로 인하여 화염의 온도분포가 최고가 됨을 확인하였다. 또한, 연소과정 중 발생하는 오염물질의 농도를 수치적으로 해석하여 최저의 오염농도를 가질 수 있는 속도 비를 찾아 낼 수 있었다. 수소/공기와 수소/액체연료/공기의 온도 장 비교를 통하여 수소/액체연료/공기의 혼합물이 대체에너지로서의 가능성을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.10a
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• pp.11-11
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• 1998

최적의 액체 램제트 연소기 설계를 위하여 흡입공기와 분무, 혼합 그리고 이에 따른 연소의 일련의 과정이 일어나는 램제트 연소기의 유동해석을 2차원 및 3차원으로 수행하였다. 격자구성은 연소기에 공기를 공급하고 연료를 분무하는 공기 유입관 영역과 연소실 및 노즐 영역, 그리고 출구 대기 영역으로 나누어 독자적으로 격자를 생성시켰다. 연소실 내의 유동 특성에 있어서 2차원과 3차원의 유동해석 결과는 선회영역 유동특성이 크게 차이가 남을 알 수 있었다. 따라서 실제 액체 램제트 연소기의 설계를 위해서는 3차원 유동해석과 실험이 반드시 필요하다.

• Journal of the Korea Computer Graphics Society
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• v.9 no.1
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• pp.1-2
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• 2003

본 논문에서는 액체와 기체가 상호작용 하는 현상들에 대한 새로운 유체 애니메이션 기법을 액체 속 공기방울의 예를 사용하여 제시한다. 기존의 자유표면 시뮬레이션 기법들과는 달리 액체와 기체를 함께 시뮬레이션 할 경우에는 기체의 유동과 액체의 유동을 동시에 다루어야 하며 비중 차에 의한 부력과 경계면에서의 표면장력 등을 추가적으로 고려해야 한다. 유체의 토폴로지 변화를 쉽게 다루면서도 수치적 분산을 막기 위하여 유체 역학 분야의 VOF (Volume of Fluid) 기법과 프론트 추적 (Front-tracking) 기법을 혼합하여 사용하였다. 액체와 기체의 경계면은 마칭 큐브즈 알고리즘을 사용하여 폴리곤으로 복원된 후 버텍스 쉐이더 기술들을 사용하여 액체-기체 경계면의 광학적인 특성을 표현할 수 있었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.37 no.9
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• pp.837-845
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• 2013

An airlift pump can be used to pump liquids and sediments within itself, which cannot easily be pumped up by a conventional method, by using the airlift effect. This characteristic of the airlift pump can be exploited in a DCFC (Direct Carbon Fuel Cell) so that molten fuel with high temperature may be carried or transported. The basic characteristics of airlift are investigated. A simple system is constructed, where the reservoir is filled with water, a tube is inserted, and air is supplied from the bottom of the tube. Then, water is lifted and its flow rate is measured. Bubble patterns in the tube are observed in a range of air flow rates with the parameters of the tube diameter and submergence ratio, leading to four distinct regimes. The pumping performance is predicted, and the correlation between the supplied gas flow rate and the induced flow rate of water is found.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.1 no.1
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• pp.17-25
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• 1977

The purpose of this paper is to clarify the effect of wall proximity on the terminal velocity of single air bubbles in vertical tubes. As an initial step, experiments were conducted to determine the terminal velocity, shape, and path of single air bubbles rising freely in water. The terminal velocity of air bubbles rising through water was measured in cylindrical tubes, rectangular tubes, and parallel plates respectively. The results of effect wall of cylindrical tubes were shown as a dimensionless plot, and may also be used to arrive at a decision regarding the minimum size of tube.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.61 no.3
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• pp.446-455
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• 2023

A mathematical model for predicting the liquid circulation velocity in an airlift reactor was developed based on the mechanical energy balance of the fluid circulation loop. The model considered the energy loss due to a 90° turn, the energy loss due to friction, and the energy loss due to the change in cross-sectional area at each part of the reactor. The model that separately considered the loss coefficients related to friction, direction change, and cross-sectional area change was able to predict the liquid circulation velocity better than the previous model using lumped parameters. The liquid circulation velocity was measured by the tracer pulse method. Most of our experimental results obtained in external-loop airlift reactors, which had the top and bottom connecting pipes, as well as other investigators' results obtained in various types of airlift reactors, were well predicted by the developed model with an error within 20%. Useful empirical equations for the loss coefficient related to the 90° turn of the circulating fluid were obtained in external and internal-loop airlift reactors and used to predict the liquid circulation velocity.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2000.04a
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• pp.11-11
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• 2000

액체렘제트 엔진에서는 고온·고속의 공기가 공기흡입구로 유입되기 때문에 고성능 램제트 연소기의 설계를 위하여 실제 비행조건을 모사할 수 있는 고온 고속의 공기 발샐장치가 필요하다. 본 연구에서는 수소연소에 의해 Vitiated Air를 발생시키도록 설계된 Vitiated Air Heater(VAH)를 제작하였으며, VAH의 성능평가를 통하여 80∼120m/s 와 400∼800K 범위에서 손쉽게 속도와 온도의 조절이 가능하고 균일한 속도 및 온도분포로 대기공기와 같은 Vitiated Air를 얻을 수 있었다. 그리고 VAH을 연결하여 Dump형 연소기의 특성을 실험하였다. 액체 램제트 엔진에 있어서 공기흡입구가 하나인 Dump형 연소기에 주요변수로서 흡입공기의 온도와 공연비를 변화시키면서 연소기내의 화염형상을 관찰하고, 온도분포를 계측하였으며 Injection 위치에 따른 화염현상을 관찰하였다. 각 경우의 연소효율을 계산하여 실험범위에서의 최적 연소조건을 제시하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1999.04a
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• pp.11-11
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• 1999

액체 램제트 연소기는 흡입공기와 분무, 혼합 그리고 이에 따른 연소 등 일련의 과정에 따라 다수의 복잡한 현상들이 상호 밀접하게 관련되어 있다. 본 연구에서는 액체 램제트 연소기내의 유동특성을 파악하기 위해서 2차원 및 3차원 연소기 형상에 대해서 수치적 실험을 수행하였으며, 격자구성은 연소기에 공기를 공급하고 연료를 분무하는 공기 유입관 영역과 연소실 영역, 그리고 출구 대기 영역으로 나누어 독자적으로 격자를 생성시켰다. 2차원과 3차원 유동해석을 비교하였고 분무모델의 적용에 따른 연소특성 및 분사위치에 따른 연소특성을 비교하였다. 유동해석 결과 2차원과 3차원의 유동특성은 달랐으며, 분무모델을 적용해야 정확한 연소 유동 현상을 예측할 수 있음을 알 수 있었다. 그리고 유입관의 안쪽에 연료의 분사위치를 준 경우가 연소의 안정화에 필요한 재순환영역으로의 연료의 혼합이 잘 되어 유입관 바깥쪽에 연료를 분사시키는 것보다 좋은 분사위치임을 알 수 있었다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.12 no.1
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• pp.16-22
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• 2008

The effect of two-phase spray injected into subsonic cross-flow was studied experimentally. External-mixing of two-phase spray from orifice nozzle with L/d of 3 was tested with various air-liquid ratio that ranges from 0 to 59.4%. Trajectory of spray and breakup phenomena were investigated by shadowgraph photography. Detailed spray structure was characterized in terms of SMD, droplet velocity, and volume flux using PDPA. Experimental results indicate that penetration length was increased and collision point of liquid jets approached to nozzle exit and distributions of mist-like spray were obtained by increasing air-liquid ratio.