• 태양에너지
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• 제16권2호
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• pp.65-77
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• 1996

동적형 빙축열 시스템의 빙축열조에서 세가지 얼음충진율에 대해 분산유체의 유온, 유량을 변화시켜 용융실험을 행하였다. 빙축열조에 분산되는 분산유체의 온도가 높고 유량이 많을수록 빙축열조 내의 온도성층화 현상도 뚜렸하였고 온도성층화에 돌입하는 시간이 단축되었다. 분산유체의 유량이 많을 때는 잠열이 방출되는 시기에 걸쳐서 빙축열조 내의 온도안정화 현상이 나타나고 온도안정화에 소요되는 시간도 단축되었다. 그러나 얼음의 용융이 끝난 후는 유량이 적을 때가 온도성층화 현상이 뚜렸하였다. 빙축열조 얼음충진율이 높을 때 온도성층화에 소요되는 시간이 길었으며 빙축열조 내 온도분포는 안정되었고 빙축열조의 벽면 영향으로 인해 빙축열조 상부의 온도가 높게 나왔다. 실험초기온도를 유지하는 기간은 빙축열조 내의 얼음이 존재하는 기간과 일치하였다. 빙축열조 내의 평균온도 상승은 분산유체의 유량이 많고 온도가 높을수록 일찍 상승하였다. 총방열에너지에 대한 잠열에너지($E/E_{ot}$)의 시간에 대한 변화비는 분산유체의 온도가 동일한 조건에서 유량이 많을수록, 분산유체의 온도가 높을수록 큰 값으로 나타났다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.344-351
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• 2009

A multi-zone model was used to predict the operating range of homogeneous charge compression ignition (HCCI) engine, the boundaries of the operating range were determined by knock (presented by ring intensity), misfire (presented by sensitivity of indicated mean effective pressure to the initial temperature). A HCCI engine fueled with Di-Methyl Ether (DME) was simulated under different initial temperature and equivalence ratios, and the operating range was well produced by the model. Furthermore, the model was applied to develop the operating range for thermal stratification in the preceding condition of initial temperature and equivalence ratios. The computations were conducted using Senkin application of the CHEMKINII kinetics rate code.

• 태양에너지
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• 제17권2호
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• pp.75-89
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• 1997

동적형(Dynamic type) 빙축열시스템의 빙축열조에서 단열조건과 비단열조건인 경우 각각 얼음충진율(Ice Packing Factor), 분산유체의 온도 및 유량의 변화에 따른 실험을 수행하였다. 실험시간이 경과함에 따라 빙축열조의 수직방향으로 온도성층화가 나타났으며 분산유체의 유입온도가 높고 유입유량이 많을수록 상부영역에서 온도분포는 크게 변화하였고 온도성층화에 도달하는 시간도 단축되었다. 또한 얼음충진율이 작은 경우가 온도성층화를 이루는 시간이 짧았고 상하부 온도차가 급격히 커진 것 알 수 있었다. 그리고 단열의 경우가 비단열의 경우보다 모든 조건하에서 조금 높은 온도분포를 나타내었으며 온도성층화에 소요되는 시간도 조금 단축되었다. 빙축열조내의 수직방향의 평균온도 상승은 얼음충진율이 낮고 유량이 많을수록 커졌으며 총방열에너지에 대한 잠열에너지의 비($E_{\lambda}/E_[tot}$)는 약 80%정도로 나타났다. 또한 유입온도가 높고 유량이 많을수록 잠열에너지의 방출이 빨리 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.469-473
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• 2009

저수지에서 잠재적 대규모 조류발생을 감소시키기 위하여 인공적 성층파괴 장치가 2006년 용담댐에 설치되었다. 본 연구는 저수지에서 여름철 발생하는 성층파괴에 대한 대류순환식 폭기장치의 효과를 검토하기 위해 수행되었다. 성층파괴 장치의 성능을 분석하기 위하여 반경 25m, 높이 45m의 실린더 용기에 34.6만개의 격자로 구성된 CFD모형을 적용하였다. 적용결과, 사면체 격자는 온도와 유속에서 실측자료와 밀접하게 일치하였다. 이와 같은 결과는 난류확산항이 제거되었을때 보다 태양광 열전도를 고려한 경우가 보다 좋은 결과를 보였다. 결과적으로 성층파괴 장치의 지속적인 운영은 인공적 외부력을 통하여 성층화된 수체를 혼합시키는데 유용할 것으로 나타났으나 현재 설치되어 있는 장비로는 크기나 숫자에서 충분하지 못해 원래 목적을 달성하기에는 부족한 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제23권1호
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• pp.78-85
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• 2013

열에너지를 성층화하여 저장하는 주된 목적은 에너지의 열역학적 질을 유지하기 위한 것으로서 열에너지의 성층화를 통해 필요시 원하는 온도에서 열에너지 활용이 가능하다. 저장소 내 열에너지의 온도에 따른 분리, 즉 열성층화는 이와 같은 열에너지의 활용에 영향을 미치는 핵심 인자이다. 본 논문에서는 열성층화의 정도를 평가할 수 있는 기존에 제안된 기법들을 소개하였으며, 특히 열에너지의 주입, 저장, 배출 과정 동안 열저장소의 성층화와 관련된 성능을 결정하는 데 사용될 수 있는 기법들을 중심으로 개념 및 특징을 살펴보았다. 또한 열성층화 지수를 이용하는 방법을 토대로 스웨덴 Lyckebo 암반공동 내 열에너지의 성층도를 비교 분석하여 기법의 적용성을 조사하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권4호
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• pp.331-341
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• 2013

태양열 온수급탕 시스템에서는 태양열 에너지가 집열판에서 획득되고 열매체로 전달되어 최종적으로 온수의 형태로 축열조에 저장된다. 본 연구에서는 상부 코일히터를 갖춘 나선재킷형 축열조의 축열성능 특성을 정확하게 해석할 수 있는 전산유체역학 모델을 개발하였다. 본 연구에서 고려한 축열조는 벽면에 열매체의 나선유로가 형성된 맨틀형 축열조의 일종으로 시스템 설계 단순화, 저유량 운전, 성층화 촉진 등의 장점을 지닌다. 또한 축열조 내부에 추가적인 코일히터가 장착되어 축열성능과 성층화의 추가적인 향상을 도모할 수 있다. 본 연구에서 개발된 해석모델의 검증은 실제 태양열 온수급탕 시스템의 실증실험 결과와 비교를 통하여 수행되었으며, 온수의 온도변화, 열매체의 온도변화, 성층화 온도분포의 측면에서 잘 일치하는 결과를 얻었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.35-41
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• 2011

This work investigates the potential of in-cylinder thermal stratification and fuel stratification for extending the operating ranges in HCCI engines, and the coupling between thermal stratification and fuel stratification. Computational results areemployed. The computations were conducted using both a custom multi-zone version and the standard single-zone version of the Senkin application of the CHEMKINII kinetics rate code, and kinetic mechanism for di-methyl ether (DME). This study shows that the potential of thermal stratification and fuels stratification for extending the high-load operating limit by a staged combustion event with reduced pressure-rise rates is very large. It was also found that those stratification offers good potential to extend low-load limit by a same mechanism in high-load. However, a combination of thermal stratification and fuel stratification is not more effective than above stratification techniques for extending the operating ranges showing similar results of fuel stratification. Sufficient condition for combustion (enough temperature for) turns misfire in low-load limit to operate engines, which also leads to knock in high-load limit abruptly due to the too high temperature with high. DME shows a potential for maximizing effect of stratification to lower pressure-rise rate due to the characteristics of low-temperature heat release.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권5호
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• pp.449-456
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• 2010

HCCI 엔진은 고효율, 저공해를 실현할 수 있는 차세대 내연기관이다. 그러나 HCCI 엔진이 상용화되기 위해서는 몇 가지 문제점들이 해결되어야 한다. 그 중에서 가장 큰 문제점은 과도한 압력 상승률이 노킹을 발생시키기 때문에 운전영역이 제한되는 것이다. 이번 연구의 목적은 HCCI 엔진에서 압력상승률 저감을 위하여 온도 성층화와 농도 성층화 효과를 조사하는 것이다. 그리고 Multi-zone 모델을 이용한 화학반응 수치해석을 통하여 연소 및 배기가스 특성에 미치는 영향을 알아보았다. 수치해석에서 2 단계 열발생을 가지는 DME와 1단계 열발생을 가지는 메탄을 사용하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권12호
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• pp.1035-1042
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• 2010

HCCI 엔진연소에서 열적성층화 효과는 노킹을 회피하는 수단으로서 생각되고 있다. 본 연구에서는 DME 와 n-Butane 을 연료로 하는 HCCI 엔진연소의 열적성층화 효과를 조사하였다. 예혼합기가 연소실내부에 투입되고 부력의 효과를 이용하여 연소실 내부에 열적성층화를 형성한다. 그 뒤에 피스톤의 압축에 의해서 단열압축 시킨 후 연소실압력과 2 차원화학발광법을 계측하여 해석하였다. 열적성층화가 존재하는 경우에는, 저온산화반응과 고온산화반응의 시작시기가 균질한 경우에 비해서 진각되었고 연소기간은 길어졌다. 발광의 시작은 온도가 높은 곳에서부터 시작하여 온도가 낮은 곳으로 전파 되는 것을 확인하였고 발광기간도 길어짐을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.133-133
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• 2012

기후변화에 관한 정부 간 패널 IPCC의 4차 보고서에 의하면 지난 100년간 지구 평균 기온의 선형추세선 기울기가 $0.74^{\circ}C$/년을 보이고 있으며 21세기말 지구의 평균기온은 최대 $6.3^{\circ}C$까지 더 상승할 것으로 전망하고 있다. 이러한 대기기온의 상승은 저수지 및 하천의 수온과 밀접한 관계를 지니는데, 저수지 표층 수온 및 유입 하천의 수온을 증가시켜 저수지 수온 성층형성시기를 앞당겨 성층화 기간을 증가시키고 또한 성층강도도 증가하게 된다. 이러한 수온성층기간 및 강도의 증가는 심수층의 용존산소 고갈과 이에 따른 퇴적층의 영양염류 용출량을 증가시켜 저수지 수질관리에 어려움을 야기할 것으로 전망되고 있다. 특히 온대기후대에 속하는 우리나라의 대부분의 대형 인공 저수지는 여름철 뚜렷한 수온성층구조가 확인되고 있어 대기기온 상승이 수온성층구조에 미치는 영향을 분석하는 것은 미래 기후변화에 대비한 저수지 수질관리 전략 수립을 위해 필요한 기초 연구라 판단되어진다. 본 연구에서는 2차원 횡방향 평균 수치모형(CE-QUAL-W2)을 활용하여 대기 온도 변화에 따른 충주호의 수온분포를 모의하고 수온 성층구조의 변동경향을 분석하였다. 지구 온난화 영향 모의에 앞서 2010년과 2008년의 충주호 수문조건에 모형을 적용하여 수온 성층구조의 재현성을 확인하였다. 미래 대기기온 자료는 국립기상연구소에서 제공하는 한반도 기후전망 모의자료(RCM) 중 충주댐 유역의 평균 기온자료를 수집하여 사용하였으며, 모의연도는 2011, 2040, 2070, 2100으로 하였다. 또한, 대기기온과 유입수온 자료를 제외한 모든 입력자료는 보정년도인 2010년과 동일하다고 가정하여 대기기온 변화의 영향만을 고려하였다. 2011년에 비해 2100년의 대기기온이 연평균 $2.44^{\circ}C$ 증가하였을 때 표층수온은 평균 $1.72^{\circ}C$, 최대 $4.31^{\circ}C$ 증가하는 것으로 나타났으며, 심층수온은 평균 $0.36^{\circ}C$, 최대 $1.33^{\circ}C$ 증가하는 것으로 나타났다. 성층구조 형성기간의 비교를 위해 표층과 심층의 수온이 $5^{\circ}C$ 이상의 차이를 보이는 기간을 조사한 결과 2011년에 비해 2100년에서 5일 일찍 시작되어 11일 더 지속되는 것으로 나타났다.