• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제44권3호
• /
• pp.350-359
• /
• 2016

본 연구에서는 팜 부산물인 empty fruit bunch (EFB)의 시료 특성을 분석하고 유동형 열분해기를 이용하여 $400{\sim}550^{\circ}C$ 범위에서 체류시간 1.3초간 급속열분해 공정을 진행하였다. 또한, 반응온도에 따른 열분해 주요 산물(바이오오일, 바이오차, 가스)의 수율과 물리화학적 특성 변화를 구명하였다. EFB의 화학조성 및 원소분석을 통해 시료 내 칼륨 함량이 8400 ppm으로 많은 것을 확인하였다. 열중량분석에서 나타난 특성으로 볼 때 EFB 시료 내 칼륨의 촉매작용에 의해 셀룰로오스의 분해가 촉진된 것으로 추측된다. $500^{\circ}C$까지의 온도범위에서는 바이오오일의 수율이 증가하고 가스의 수율이 감소하였으며 바이오차는 수율에 큰 변화가 없었던 반면, $500{\sim}550^{\circ}C$까지의 온도범위에서는 바이오오일과 바이오차의 수율이 감소하였고 가스의 수율이 증가하였다. 각 조건별로 생성된 바이오오일은 수분함량 20~30%, 발열량 15~17 MJ/kg 범위의 값을 나타냈으며, 점도 11 cSt (centistoke), 전산가(total acid number) 100 mg KOH/g oil 미만으로 나타났다. 기체크로마토그래프 분석을 통해 EFB 바이오오일로부터 셀룰로오스계 화합물(9종)과 리그닌계 화합물(17종)을 확인하였다. 리그닌계 화합물 중 특히 phenol이 다량 검출되었으며 이는 전체 화합물 농도의 25%에 해당하는 양이다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제36권1호
• /
• pp.97-102
• /
• 2012

변압기 외부에 방열핀을 설치한 밀폐형 오일변압기는 절연유의 온도상승으로 인해 부피가 팽창할 경우 방열핀의 내부 부피가 확장되어 압력상승을 방지한다. 본 연구에서는 생분해도가 높아 환경친화적 이고, 인화점 및 발화점이 높아 화재의 위험도가 낮은 식물성 절연유를 이용하여 당사 풍력발전기에 적용할 밀폐형 오일변압기를 개발하였다. 열 유동 전산수치해석 기법을 이용하여 식물성 절연유 냉각성능을 광유 및 실리콘유와 비교 분석 하였으며, 밀폐형 오일변압기의 개발을 위하여 변압기 중신부의 열적 안전성을 확보하고 절연유의 온도변화에 따른 내부 압력변화에 대응이 가능한 팽창형 방열핀을 개발하였다. 추가로 온도상승시험을 통하여 수치해석 결과와 시험 결과를 비교 분석 하였으며, 식물성 절연유를 사용한 밀폐형 오일 변압기의 설계 고려사항을 도출하였다.

• 에너지공학
• /
• 제24권4호
• /
• pp.200-210
• /
• 2015

유동층반응기에서 바이오매스 급속 열분해의 모델화를 통해 열분해로부터 발생되는 바이오오일(Bio-oil) 및 비응축 가스(Non-condensable gas) 성분의 예측과, 이를 통한 수율 향상을 목표로 한다. 본 연구의 목적은 유동층반응기 내부에 투입된 바이오매스가 급속 열분해되는 동안 발생되는 생성물의 수율 예측과 실험 및 시뮬레이션 값을 비교 및 분석하는 것이다. 급속 열분해의 시뮬레이션을 위해 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD) 프로그램이 사용되었으며, 바이오매스의 급속 열분해의 시뮬레이션을 위해 바이오매스 하위 구성 성분의 상세한 열분해 반응 경로가 적용되었다. 이 열분해 반응은 세부적으로 셀룰로오스(Cellulose), 헤미셀룰로오스(Hemicellulose) 및 리그닌(Lignin)의 반응을 포함하고 있으며, 열분해로부터 발생되는 주요 가스 성분은 이산화탄소($CO_2$), 일산화탄소(CO), 메탄($CH_4$), 수소($H_2$), 에틸렌($C_2H_4$)이다. 본 모델의 예측치와 기존 문헌(Mellin et al., 2014)의 실험 및 시뮬레이션 결과를 비교하였으며, 그 결과, $CH_4$, $H_2$ 및 $C_2H_4$의 경우, 각각 3.7%p, 4.6%p 및 3.9%p로 비교적 일치하게 예측되었지만, $CO_2$ 및 CO의 경우, 각각 9.6%p 및 6.7%p로 높게 예측되었다. 이러한 차이가 발생하는 이유는 이차 열분해 반응에서의 세부 반응조건에 해당되는 각각의 인자의 부재에 기인한 것으로 판단된다. 연구 결과, 시뮬레이션을 통한 모델화 접근이 가능한 것으로 판단되며, 추후에 연구된 모델화를 통해 바이오오일 및 기타 성분들의 예측도 가능할 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제34권2호
• /
• pp.129-136
• /
• 2010

액셜 피스톤 펌프는 유압시스템의 동력원으로 널리 사용되고 있으나, 펌프내의 유체유동에 관한 연구는 유체 압축성, 고속회전, 유량변화와 복잡한 형상 때문에 1차원 해석으로 수행되어졌다. 본 연구의 목표는 3차원 수치해석 방법을 이용하여 액셜 피스톤 펌프내의 유압유체 유동과 토출압 맥동의 생성과정을 이해하는 것이다. 시뮬레이션 모델의 수렴성 향상 및 강건성 확보를 위하여 밸브 플레이트 주위의 격자계는 육면체 격자로 구성하였다. 또한, 수치해석시 필요한 오일의 밀도와 압력의 관계는 실험식을 적용하였다. 3차원 수치해석의 결과는 실험결과와 비교적 잘 일치하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제2권2호
• /
• pp.70-77
• /
• 1999

와류에 의한 이중 유벽 사이에 가두어진 기름층과 물의 계면의 교란에 대하여 고찰하였다. 와류는 전부 유벽의 끝에서 발생되는 것으로 간주하였다. 유동장의 해석을 위하여 포텐셜 유동 가정하에 계면을 와 특이점 분포면(vortex sheet)으로 나타내었다. 계면의 형상은 계면에 유한개의 가상의 입자를 설정한 후 그 위치를 추적하여 추하였다. 입자의 속도는 와 분포면에 의해서 유발되는 속도를 Biot-Savart 적분을 통해 구하고 여기에 이동하는 점와류(point vortex)에서 유발되는 속도를 합하여 구하였다. 시간에 대한 와 분포면상의 와도의 변화는 계면에서의 와도 방정식을 해석하여 구하였다. 여러 조건하에서 계산된 결과를 바탕으로 상당한 파고의 계면파가 전부 유벽 하단에서 발생되는 와류에 의하여 생성될 수 있음을 입증하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제31권1호
• /
• pp.73-84
• /
• 2003

항공기내 연료온도의 변화가 유한차분식에 의하여 해석되었다. 항공기의 여러 임무 가운데 근접항공지원 임무가 20% hot day 외부대기 조건과 함께 이음속 영역에서 고려되었다. 수정 Dufort-Frankel기법의 explicit방법에 의해 수치계산이 수행되었다. 항공기는 난류유동장내에 있는 것으로 가정되었다. 추가 연료공급-회송 개념을 갖는 항공기 연료시스템 모델이 고려되었다. 본 해석의 결과로써, 추가연료 공급이 증가함에 따라 연료탱크의 온도는 상승함을 보인 반면, 엔진 입구에서의 연료온도는 몇몇 비행단계 및 엔진 연료요구량이 많은 구간을 제외하고는 감소함을 보였다. 본 해석으로부터, 추가 연료공급-회송개념을 사용한 연료시스템이 엔진입구 연료온도를 낮추기 위한 효과적인 방법임을 나타났다. 또한, 연료/오일 열교환기로 흐르는 연료유동량이 연료온도 변화에 중요한 인자임이 밝혀졌다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
• /
• 한국연소학회 2006년도 제33회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
• /
• pp.202-208
• /
• 2006

The purpose of this research is to model numerically the turbulent gas-particle flows in a rectangular chamber using Eulerian-Eulerian Method. A computer code using the ${\kappa}-{\varepsilon}-Ap$ two-phase turbulence model is developed for the numerical study. This code and the Eulerian multiphase model in FLUENT were used for the numerical simulations of the two-phase flow in a rectangular chamber. The numerical results calculated by the two different turbulent gas-particle codes have shown that the ${\kappa}-{\varepsilon}-Ap$ model results in a stronger diffusion of the flow momentum in the gas-particle turbulence interaction than the Eulerian multiphase model in FLUENT.

• 산업경영시스템학회지
• /
• 제36권4호
• /
• pp.71-76
• /
• 2013

For a die casting mold, generally, the casting layout design should be considered based on the relation among injection system, casting condition, gate system, and cooling system. Also, the extent or the location of product defects was differentiated according to the various relations of the above conditions. In this research, in order to optimize the casting layout design of an automotive Oil Pan_DX2E, Computer Aided Engineering (CAE) simulation was performed with two layout designs by using the simulation software (AnyCasting). The simulation results were analyzed and compared carefully in order to apply them into the production die-casting mold. During the filling process with two models, internal porosities caused by air entrapments were predicted and also compared with the modification of the gate system and overflow. With the solidification analysis, internal porosities occurring during the solidification process were predicted and also compared with the modified gate system.

• 한국전산유체공학회지
• /
• 제4권3호
• /
• pp.52-62
• /
• 1999

The development of a parallelized aerodynamic simulation process involving moving bodies is presented. The implementation of this process is demonstrated using a fully systemized Chimera methodology for steady and unsteady problems. This methodology consists of a Chimera hole-cutting, a new cut-paste algorithm for optimal mesh interface generation and a two-step search method for donor cell identification. It is fully automated and requires minimal user input. All procedures of the Chimera technique are parallelized on the Cray T3E using the MPI library. Two and three-dimensional examples are chosen to demonstrate the effectiveness and parallel performance of this procedure.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제36권12호
• /
• pp.1139-1145
• /
• 2008

로터 블레이드의 구조변형을 포함한, 제자리 비행하는 로터 블레이드의 공력해석을 수행하였다. 와류포획능력을 향상시킨 전산유체 코드와 간단한 오일러-베르누이 보 모델에 기반을 둔 구조역학 방정식을 결합시켜 회전익 유동에 대한 연계 계산을 수행하였으며 계산결과 타당한 로터블레이드 구조변형 및 공력특성을 얻었다.