• 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
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• 한국생물환경조절학회 2001년도 봄 학술발표논문집
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• pp.31-33
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• 2001

잠열축열 그린하우스 난방 시스템의 난방특성을 분석하기 위하여 이에 대한 열평형 이론을 정립하고 수치해석에 의하여 컴퓨터 시뮬레이션 모델을 개발하고자 잠열축열 그린하우스 난방 시스템의 열저항 회로망을 구성하였다. 그리고 그린하우스의 피복재, 내부 공기, 토양표면, 잠열 축열재와의 열평형 방정식을 구성하였으며, Newton-Raphson반복법을 이용하여 수치해석을 하였고, 실험 분석을 통하여 수치해의 타당성을 검증하였다. 시뮬레이션 모델을 위하여 C언어를 사용하였으며, 겨울철 (11월-2월)의 기후 조건이 유사한 여러 날을 선정하여 온도, 태양강도, 상대습도, 토양 수분함량 등을 자료로 하여 모델링을 하였다. 여기에 사용된 토양 조건은 사양토로 건조한 상태를 유지하였다. 이상과 같은 분석에 의하여 그린하우스내 경시적 공기온도 변화와 열전달 현상의 실험치와 이론분석 결과가 잘 일치하고 있음을 알 수 있었다.

• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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• 제1권1호
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• pp.67-74
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• 1987

백열등의 POWER 평형 방정식을 통한 동작중의 필라멘트 온도와 광속 그리고 수명을 예측할 수 있는 이론이 제시되었다. POWER 평형 방정식을 설정함으로써 백열등 시스템을 모형화 하고, 방정식을 풀므로써 예측할 수 있는 형식으로 예측이론은 구성되었다. 가정용 110V전구에 대해 실측치와 비교해 본 결과, 충분한 타당성이 있음이 입증되었다. 본 이론의 정확한 예측성은 백열등을 해석, 이해하는 데 열쇠가 되는 제특성치를 제공할 수 있었는데 아직 생산단계에 있지 않은 크립톤가스등의 특성치도 추정할 수 있었다. 또 하나의 유용성은 백열등 설계를 위한 제 매개변수간의 관계식을 본 이론으로부터 도출하여 기존의 경험에만 의존하는 설계법을 보완하고 새로운 설계시 최적설계치를 선정할 수 있다는 점에 있다.

• 대한화학회지
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• 제40권6호
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• pp.409-414
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• 1996

선형 비평형 열역학의 최소 엔트로피 생성원리를 사용하여 정상 평면충격파 형상에 대한 Navier-Stokes 유체방정식의 적용한계를 연구하였다. 해석적 결과를 얻기 위하여 평형상태에 가까운 하류 위치에서 방정식을 선형화 하였다. 하류 극한의 경계조건을 충족하는 Navier-Stokes 방정식의 해를 충격파 진행속도의 마하수 M=1 근처에서 급수전개하였을 때, 일차항까지는 열역학의 요구조건과 부합하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권6B호
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• pp.507-514
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• 2011

본 논문에서는 하천에 유입되는 열 오염물질의 혼합거동을 분석하기 위해 2차원 수심 평균된 이송-분산방정식에 유한요소법을 적용하여 수치 모형을 개발하였다. 유한요소법의 여러 수치기법 중 SUPG법을 적용하였으며, 복잡한 하천경계를 보다 정확히 재현할 수 있도록 삼각 및 사각 요소망의 혼용이 가능하도록 하였다. 열 오염물질의 거동을 표현하기 위해서 열 교환을 묘사하는 반응항을 평형온도와 수온과의 차이에 비례하는 식으로 나타내고, 열교환 계수 및 평형온도에 따라 수온의 변화가 적용되도록 방정식을 구성하였다. 모형의 검증을 위하여 직사각형 수로에 선원으로 연속주입하여 얻은 수치해와 1차원 정상상태의 해석해를 비교하였다. 비교결과 수치해와 해석해의 결과가 서로 일치하는 것으로 밝혀졌다. 모형의 현장적용을 위해 상수원 보호구역인 팔당댐 하류부터 잠실수중보까지 22.5 km 구간을 대상영역으로 하였다. 구리하수처리장 방류수에 의한 수온 변화를 모의한 결과 수질측정망 측정자료와 비교적 비슷한 경향이 나타났다. 본 연구에서 개발한 수치모형이 열 오염원 유입으로 인한 수온 변화를 잘 표현하는 것을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.551-558
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• 2005

이 연구에서는 외기와의 열전달을 나타내는 외기대류계수에 관한 실험을 실시하였다. 외기대류계수에 관한 기존의 모델에서 나타났던 문제점을 해결하기 위해 실험 변수로 풍속외에 양생 조건의 종류(양생포, 양생포+비닐), 외기온도, 비등효과를 선정하였다. 실험 결과를 이용하여 외기대류계수를 산정하고자 열평형 방정식을 이용한 수치해법을 사용하였으며, 이론적인 고찰을 통해 각 양생 조건별로 풍속에 따른 외기대류계수의 변화를 예측할 수 있는 모델식을 제안하였다. 열평형 방정식을 이용한 수치해법에서 초기에 외기대류계수가 과잉평가되는 문제점을 해결하기 위해 비등효과에 의한 증발량을 고려하여 수정 열평형 방정식을 제안하였다. 양생 조건을 고려한 제안된 모델식에 의하면, 모든 경우에 풍속에 따라 외기대류계수가 증가하는 경향을 보였으나 양생 재료의 사용여부나 양생 조건에 따라 다른 양상을 보이는 것을 알 수 있었다. 이러한 양상의 차이는 양생 재료의 열 특성에 의해 결정되는 것으로 외기대류계수는 양생 재료가 없는 경우, 양생포를 사용한 경우, 양생포+비닐을 사용한 경우의 순으로 풍속의 영향을 받는 것으로 나타났다. 제안된 모델식을 이용하면 수화열에 의한 콘크리트 구조물의 온도해석시 보다 정확한 결과를 얻을 수 있을 것으로 사료되며, 향후 이러한 열특성계수에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권12호
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• pp.25-31
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• 2021

지반의 열-수리 현상에 대한 수치해석에서 경계조건은 해석결과의 정확도에 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 지반과 대기의 상호작용을 고려한 열-수리 경계조건을 제시하였다. 지면의 에너지 평형은 태양복사, 지구복사, 바람에 의한 대류, 수분 증발에 대한 잠열 그리고 지중으로의 열전도로 구성된다. 각각의 열흐름에 대한 방정식을 제시하고, 불포화 지반의 열-수리 현상에 대한 해석프로그램과 연계하여 수치해석을 수행하였다. 울산기상대에서 관측된 기상데이터를 이용한 수리-열적 해석에서 실측된 지표면 온도와 수치해석 결과가 매우 유사하였다. 낮시간의 수분 증발에 의한 잠재열은 비포장 지면의 온도를 낮추며, 야간시간에는 지면조건의 영향이 감소한 열적평형 상태에 도달하였다. 지면의 온도변화는 지중으로 깊어질수록 열확산으로 감소하였다. 지표면의 온도가 주요 관심사인 수치해석에서는 지반과 대기의 열-수리적 상호작용을 고려한 수치해석을 수행해야 한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권9호
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• pp.45-52
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• 2022

암반내 불연속면이나 지반-구조물의 접촉면은 열-수리-역학적으로 연계된 거동 특성을 보이므로, 온전한 지배방정식에 근거한 경계면 요소의 개발이 필요하다. 본 논문은 경계면 요소에 대한 힘평형 방정식, 유체의 연속방정식 그리고 에너지 평형 방정식을 유도하였다. 그리고 경계면 요소에 대한 탄소성 역학 모델의 강성행렬을 제시하였다. 개발된 유한요소는 2차원 조건에서 변위는 6절점, 수압과 온도는 4절점을 사용한다. 단층내 유체 주입에 대한 완전연계된 THM 해석은 단층내의 유효응력 감소와 주위 암반의 온도 수축에 의한 주입압의 복합적인 변화을 모델링 할수 있었다. 하지만, 열적 현상을 무시한 HM해석은 수리-역학적 변수를 과다하게 산정하였다.

• 한국습지학회지
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• 제11권1호
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• pp.105-113
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• 2009

연안습지 생태계에서 열에너지 교환 과정은 매우 중요하다. 지표 열에너지 평형을 이루는 요소인 순복사플럭스, 현열 플럭스, 잠열 플럭스 그리고 토양열 플럭스를 전라남도 고흥에 위치한 수평적으로 균질하다고 판단되는 지역인 고흥만 간척지에서 관측하고 분석하였다. 열의 수송을 평가하기 위해서 5회의 집중관측 기간에 대기 난류를 측정하였고, 특히 갈대로 덮여있는 간척지에서 지표층 열에너지 수지를 분석하기 위해서는 물과 매우 미세한 입자로 구성된 토양 그리고 계절에 따라 색깔과 밀도가 변하는 식생캐노피를 고려하였다. 순복사 플럭스, 현열 플럭스, 잠열 플럭스, 토양열 플럭스를 기존의 에너지 수지방정식에 적용하여 식생과 토양과 같은 지표면 특성에 따른 열 플럭스의 특징을 조사하여 습지의 기온조절 효과에 대해 알아보았다. 에너지 수지비로 식생 성장기에는 주로 잠열 플럭스에 의해 열이 대기로 전달되는 것을 알 수 있었다. 또한 식생층은 열을 저장하여 기온의 일교차를 줄이는 역할을 한다. 여름철에 집중관측지의 기온이 주변 지역의 기온보다 보다 낮고 겨울철에는 다소높게 나타난 결과는 식생층을 포함하는 연안습지가 열환경을 조절함을 보여주었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.231.1-231.1
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• 2014

열 플라즈마(thermal plasma) 는 저온 플라즈마(cold plasma)와 달리 이온과 전자와 중성입자들이 충분한 에너지 교환으로 인해 열평형 상태를 가진다. 열 플라즈마를 생성 시킬 때 전극 사이에서 아크방전을 시켜 제트 형태로 플라즈마를 발생시키는 것을 플라즈마 토치(plasma torch)라고 한다. 이러한 플라즈마 토치는 화학 원소 분해, 강판 절단, 유해 기체 분해 등으로 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 플라즈마 토치를 수치적으로 해석하여 플라즈마의 특성을 알아보았다. 수치해석적 접근방법으로 열 플라즈마는 LTE (local thermodynamic equilibrium)을 가정하였으며 one-fluid 이론을 적용하였다. 이때 사용된 코드는 DCPTUN으로서 $C^{+}^{+}$로 작성된 열플라즈마 유동의 특성해석 코드인 동시에 SIMPLE 알고리즘을 이용한 유체 코드이다. 시뮬레이션은 2차원 축대칭이며 정렬격자계 및 비정렬격자계 모두에서 사용이 가능하도록 되어있다. 또한 맥스웰 방정식을 통해 electromagnetic field를 풀도록 하여 RF 시뮬레이션이 가능하도록 하였다. 이와 같은 열 플라즈마 시뮬레이션을 통해서 플라즈마 토치의 특성을 알아보았다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.584-587
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• 2010

본 논문에서는 고유치문제에 근거한 텐세그러티 구조물의 형상탐색에 대하여 제시하고자 한다. 하지만 자기평형 응력을 구하기 위해서 정방형 행렬이 아닌 장방형 행렬을 풀어야 하는 난제가 발생하므로 선행 연구자들은 이를 해결하기 위해 내력밀도법과 일반역행렬을 이용한 방법 등을 제시하였다. 본 연구에서는 새롭게 형상을 탐색하는 방법을 제시하여 텐세그러티 구조물 및 케이블 돔 구조물의 자기평형 응력을 얻었다. 제시한 방법은 기존의 방법을 기본으로 한 모든 절점의 평형 방정식을 고유치문제로 정식화하였다. 이를 증명하기 위해 몇 가지 예제에 대하여 수치해석을 수행하였고 타당성을 검증하기 위하여 기존의 방법과 비교하였다. 제시된 방법은 기존의 방법과 같은 결과가 나왔으며 해답을 얻는 과정이 훨씬 간단하였다.