• 에너지공학
• /
• 제10권3호
• /
• pp.214-222
• /
• 2001

회전형 히트파이프는 다수의 히트파이프 요소를 원통형으로 열교환기를 구성하고 회전시키므로서 열전달 효과를 향상시키고 배가스에 포함되어 있는 분진대책을 용이하도록 하여 오염폐가스에 대해서도 연속적으로 운전을 가능하게 하기 위한 것이다. 이러한 회전형 히트파이프 요소는 작동유체의 귀환을 원심력을 이용하여야 하므로 중심회전측과 2$^{\circ}$내지 5$^{\circ}$경사각으로 조립하여 회전반경을 갖고 회전하는 것이다. 본 연구에서는 회전형 히트 파이프식 열교환기의 구성요소인 히트파이프요소에 대해서 회전반경, 경사각 및 회전속도에 따라 작동유체의 귀환력에 대한 이론해석을 수행하였다. 한열당 20개씩 총 60개의 히트파이프요소가 3열로 배열된 열교환기를 제작하여 성능실험을 수행하였고, 비회전형 히트파이프열교환기와 성능을 비교하여 16%정도의 성능향상이 있음을 알았다.

• 태양에너지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.45-56
• /
• 1997

본 연구는 제설설비에 히트파이프를 사용할때 기술적, 경제적 문제에 대해서 고찰하고, 히트파이프식의 제설구조물를 제작 설비하는 경우의 적용범위와 작동조건에 따라 전열효과를 실험적으로 검토한 것이다. 제설 제빙용으로 개발된 히트파이프식 설비는 히트파이프 배열의 피치에 관계없이 상호보완적으로 작동하였으며 제설설비를 위해 충분한 성능을 보였다. 작동액체의 충전량은 증발기의 체적을 기준으로 하여 $0.96{\sim}1.3$배인 경우가 가장 적합 하였다. 가열액체의 온도가 증가할수록 안정한 운전이 가능하였고 경사도는 4.5도에서 9도사이가 가장 양호했다. 경사가 크고 가열매체 입구온도가 증가할 때 온도진동수는 증가하고 진폭은 감소하고 열전달 효과는 크게 나타났다.

• 한국기계가공학회지
• /
• 제21권6호
• /
• pp.50-59
• /
• 2022

The design of the substrate significantly affects the thermal history and the residual stress formation in the vicinity of a repaired region by a directed energy deposition (DED) process. The occurrence of defects in the repaired region depends on the thermal history and residual stress formation. The objective of this study was to investigate the influence of the inclined angle and depth of the substrate on the thermal and residual stress characteristics in the vicinity of a repaired region by a DED process through two-dimensional finite element analyses (FEAs). The temperature and residual stress distributions in the vicinity of the repaired region were predicted according to the combination of the inclined angle and depth of the substrate. The effects of the inclined angle and depth on the depth of the heat affected zone and the maximum value of the residual stress were examined. A proper combination of the inclined angle and depth of the substrate was estimated to decrease the residual stress in the vicinity of the repaired region.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제22권6호
• /
• pp.758-765
• /
• 2016

본 연구에서는 유한한 깊이의 투수층에 의한 파랑 감쇠 현상을 흐름함수에 대한 확장형 완경사방정식을 사용하여 해석하였다. 에너지 감쇠율을 흐름함수에 대한 완경사방정식에 고려할 수 있도록 감쇠항을 제시하였다. 수치실험 시 계산영역에서 반사된 파가 경계에서 재반사되는 문제를 극복하기 위해서, 델타함수 형태의 원천함수를 유도하여 계산영역 내에서 조파하였다. 경사면 위의 파랑의 반사율 측정 실험을 다양한 주기에 대해서 수행하였다. 투수성이 있는 수중둔덕에 대해서, 수치실험 결과는 해석해인 적분방정식의 결과와 대체로 잘 일치하였다. 그러나, 투수계수가 크고 파장이 길수록 본 연구의 결과가 상대적으로 높은 투과율을 보였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
• /
• pp.236-236
• /
• 2011

진천지역의 지하수 유동체계를 분석하기 위해 진천지역 내 530개 공의 지하수위를 1년간 관측하였다. 이중 360개 공에서는 분기별로 한번씩 총 4회, 130개 공에서는 월1회씩 총 12회 지하수위를 관측하였으며, 40개 공에 대해서는 1시간 간격으로 자동관측을 실시하였다. 관측결과를 수집하여 지하수위의 변동특성, 지하수위 분포, 지하수 심도분포 등을 실시하였으며, 이와 같은 지하수위 분석 결과를 바탕으로 지하수 유동체계를 분석하였다. 조사지역의 평수기 지하수위 분포에 대해 수리학적인 접근법(hydraulic approach) 및 동수역학적 접근법(hydrodynamic approach)에 근거하여 수리수두(hydraulic head) 및 전수두(total head)를 분석하여 2차원 및 3차원 수리경사도를 작성하였다. 이러한 지하수위 분포에 따른 분석 성과와 지형 및 수문지질을 고려하여 함양 및 배출지역을 분류하였으며, 이와 함께 기분석된 지하수위 등고선에 따른 유선망도를 작성하였다. 지하수는 지하수위의 표고 및 압력에 따른 위치 에너지 차에 의하여 대수층 매질을 통하여 유동하며 수두가 높은 곳에서 낮은 곳으로 일정한 수리경사를 갖고 지하수 등수위선에 연직 방향으로 형성된 유선을 따라 이동한다. 따라서 지하수의 유동방향은 지하수 수리경사 분석이 이루어진 8개 방향의 지하수위 경사 중 최대경사를 갖는 방향으로 지하수 유동이 발생하므로, 이를 지하수위 유동방향으로 결정하였다. 이와 같이 분류된 지하수 함양 중간 및 배출 지역과 지하수의 함양과 배출의 양적인 측면에 서 유동체계의 규모를 고려하여 조사 지역을 8단계로 구분하였다. 또한 조사지역의 지하수 유동체계를 종합적으로 규명하기 위하여 기 분석한 조사지역의 지하수위 등고선, 지하수위 등심도선, 지하수 수리경사, 지하수 유동방향 및 지하수 함양-배출체계와 지형기복, 그리고 주요 하천 등의 제반 요소를 중첩 분석하여 종합적으로 규명하고, 그 결과를 지하수 유동체계도로 작성하였다. 지하수 유동체계 분석결과는 수문지질 평가와 오염취약성 평가 및 지하수 관리 방안 수립에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 에너지공학
• /
• 제20권1호
• /
• pp.44-53
• /
• 2011

본 논문에서는 마주보는 두 벽면들이 서로 다른 온도로 유지되는 2차원 사각형 공간 내 공기의 층류 자연대류를 수치해석 방법을 사용하여 $10^6$의 Rayleigh 수까지 조사하였다. 사각공간의 폭과 높이의 비가 1, 2, 4인 경우와 $0^{\circ}{\leq}{\theta}{\leq}90^{\circ}$의 경사각도 범위에서 계산을 수행하였다. $10^3{\leq}Ra{\leq}10^6$의 범위에서 공간의 경사각도가 유동 구조와 열전달에 미치는 영향을 각 종횡비에 대하여 조사하였다. 작은 종횡비의 경우에는 공간 구석에서 발달되는 2차 유동 셀들이 총괄 열전달의 감소를 초래하는 것으로 나타났으며, 큰 종횡비의 경우에는 3개의 유동 셀이 1개로 전이되는 과정에서 스텝모양과 비슷한 열전달의 급 감소가 일어났다. 수직의 경우인 ${\theta}=90^{\circ}$에 대해서 새로운 평균 Nusselt 수 상관식이 제공되었다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제44권3호
• /
• pp.189-198
• /
• 2011

본 연구는 난류현상의 모형화를 위해 널리 이용되는 k-$\varepsilon$과 k-$\omega$ 난류모형을 비교하는 것이 목적으로, 횡방향 흐름이 무시될 수 있는 U-튜브 모양의 터널형 수로 내 높은 레이놀즈수를 가진 진동 경계층 흐름에 두 난류해석방법을 적용하였다. 난류모형의 적용은 1차원 연직 모형을 통해 이루어지며, 수치 모의 결과, 유속의 분포와 난류운동에너지 (turbulent kinetic energy) 모두에서 두 모형이 매우 유사한 결과를 나타낸다. 이를 통하여, 횡방향 압력경사가 무시될 수 있는 조건에서는 k-$\varepsilon$과 k-$\omega$ 난류모형이 큰 차이를 보이지 않고, 우수한 결과를 나타냄을 알 수 있다. 따라서 직선형 하천 및 하구부, 해안에서의 파랑 흐름 등과 같이 횡방향의 압력경사가 미미한 지역에서의 난류를 수치적으로 해석할 경우, 기존의 풍부한 연구를 통해 매개변수의 검보증이 장기간 이루어진 k-$\varepsilon$ 모형을 이용하는 것이 추천된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
• /
• pp.6-6
• /
• 2019

상수관망시스템은 공급원으로부터 수요처까지의 용수공급을 위해 구축된 관수로 기반의 사회기반시설물로서, 주로 생활 및 산업 용수를 공급하므로 대규모 사회 경제적 피해를 방지하기 위해서는 안정적인 용수공급 능력이 요구된다. 네트워크의 다양한 특성에 의해 표현되는 상수관망시스템의 신뢰도(reliability)는 크게 시스템 내 구성요소의 안정성(mechanical reliability)과 용수공급의 기능적 안정성(hydraulic reliability)으로 구분할 수 있다. 특히, 시스템의 용수공급 안정성에 주목한 수리학적 신뢰도 연구는 많은 연구자들에 의해 지속적으로 수행된 바 있으며, 다양한 평가방법 및 지표들이 제시되어 활용 중에 있다. 기존의 수리학적 신뢰도 지표들은 주로 수요절점(demand node)에서의 공급가능 수량 및 수압을 바탕으로 산정되었다. 그러나, 절점(node)에서의 공급 상태는 결과에 해당하며, 원인 분석을 위해서는 관로(pipe)의 배치 및 규격을 분석해야 하는 번거로움이 존재한다. 이러한 단점을 보완하기 위해, 본 연구에서는 직접 관로(pipe)의 공급 특성을 분석하여 네트워크의 신뢰도를 평가함으로써, 신뢰도 저하의 원인 분석 및 시스템 개선에 효율적으로 활용할 수 있는 신뢰도 지표를 산정하고자 하였다. 본 연구에서는 상수관로 내 수리학적 기울기가 전반적으로 균등할수록 설계 비용대비 공급 신뢰도, 즉 용수공급 효율이 개선되는 특징을 바탕으로, 네트워크 내 총 에너지 손실로부터 각 관로의 길이, 유량 등의 특성을 고려한 등가 수리경사(Equivalent hydraulic gradient)를 유도하여 모든 관로의 적정 수리경사로 제안하였다. 따라서 각 관로의 실제 수리경사를 대상으로 관로별 수리학적 균등성 지수(pipe hydraulic uniformity index)를 산정하였으며, 더 나아가 전체 시스템의 균등성 지수(system hydraulic uniformity index)를 산정하였다. 제안된 신뢰도 지표는 가상의 네트워크에서 지역 내 용수 사용량이 증가하는 등 용수공급 안정성을 저해하는 몇 가지 시나리오를 바탕으로 검증하였으며, 또한 기존 지표들의 신뢰도 평가 결과와 비교, 분석하였다. 본 연구는 향후 네트워크 최적 설계의 목적함수로 활용하거나, 네트워크의 보강계획 수립에 기여할 것으로 기대된다.

• 태양에너지
• /
• 제11권1호
• /
• pp.61-68
• /
• 1991

본 연구는 장방형 발열체 주위에서의 열전달 특성을 고려하기 위하여 주위유체가 공기인 정상, 층류 상태하에서 수평단열판에 등온 사각비임이 부착된 경우 발열체 주위에서의 자연대류 열전달현상을 단열판의 경사각과 Rayleigh수를 변수로 하여 실험적으로 고찰하였다. 단열판의 경사각 ${\theta}$를 변화시킴으로써 비임의 수평 및 수직표면에 의해 형성되는 열상승류의 영향에 따라 서로 다른 온도장과 유동장이 형성되었고 ${\theta}=45^{\circ}$인 경우의 직각모서리를 제외한 나머지 직각모서리에서 가열된 상승류의 상호작용에 의해 국소 Nusselt수가 증가하였다. Rayleigh수가 증가함에 따라 ${\theta}=90^{\circ}$인 경우 $X_2$표면에서의 Thermal depression 현상이 가장 현저하였으며, ${\theta}=-45^{\circ}$인 경우 $X_1$ 표면에서의 유동 정체현상이 가장 심하였다. 단열판의 경사각을 변화시켜 실험 고찰한 결과 전평균 Nusselt수는 ${\theta}=45^{\circ}$인 경우 최대, ${\theta}=-45^{\circ}$인 경우 최소였다.

• Composites Research
• /
• 제22권5호
• /
• pp.8-14
• /
• 2009

유리섬유 강화 CNT-에폭시 나노복합재료의 계면특성은 미세역학적 시험법과 젖음성 측정을 통하여 평가하였다. CNT-에폭시 나노복합재료의 접촉저항은 전기적 접촉부가 일정하게 점차적으로 증가하는 경사형 (gradient) 시편으로 측정되었다. CNT-에폭시나노복합재료의 접촉저항은 2-점법 대신에 4-점법을 사용하여 평가하였다. 불균일한 표면에 존재하는 소수성 영역 때문에 CNT-에폭시 나노복합재료의 어떤 부분은 초소수성보다는 다소 낮은 접촉각인 120도를 가졌다. 표면처리된 유리섬유는 에칭된 섬유 표면의 흠이 있지만 인장 강성도는 약간의 변화가 나타나는 반면에, 인장강도는 현저하게 감소하였다. 에칭된 유리섬유와 CNT-에폭시 나노복합재료는 표면 에너지와 거친 정도가 증가함으로써, 계면전단강도가 증가되었다 열역학적 에너지 일인 $W_a$가 증가함에 따라, 기계적 계면전단강도와 겉보기 강성도 모두 상호일치하게 증가를 보여주었다.