• 한국추진공학회지
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• 제8권3호
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• pp.10-16
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• 2004

원통 다발형 그레인의 연소시험 결과 저주파 불안정 현상이 나타났다. 그 원인은 원통 그레인 내면의 압력과 외면의 압력차(압력 비평형)가 주원인임을 알 수 있었으며, 그레인 반경방향으로 홀을 뚫어 그레인 내면에 상승된 압력을 외면으로 빠르게 확산되도록 하여 안정된 연소현상을 얻을 수 있었다. 그러나 고온 조건에서도 안정된 연소 현상을 얻기 위하여 직경 3mm 흘 7개를 뚫게 됨에 따라 가스발생량의 증가가 많이 둔화되어 격자를 사용하는 방법을 연구하게 되었다. 격자를 사용함으로써 큰 와류(large vorticity)를 소멸시켜 그레인에 홀을 뚫지 않고도 안정된 연소를 얻을 수 있었으며 가스 발생량도 점진적으로 증가시킬 수 있었다. 가로${\times}$세로 격자는 5${\times}$5, 그레인은 격자에 고정시키지 않을 때 가장 좋은 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국분무공학회지
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• 제28권3호
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• pp.126-133
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• 2023

This study analyzes the flow characteristics and sponge ball recovery performance in a ball strainer according to vortex promoter design variables through flow-particle analysis based on actual experiments to derive a method for improving the recovery rate of cleaning sponge balls of CTCS applied to existing power plants. Based on the ball strainer in CTCS used in the power plant, the experiment was conducted by changing the design factor of the improved shape. In addition, flow and particle analysis were performed under the same conditions as the experiment to numerically the flow characteristics and recovery rate in the ball strainer according to the design factor of the vortex promoter. As a result of the study, it was confirmed that the recovery performance was improved by about 3% by changing the design height of the Vortex promoter. And when comparing the difference between maximum and minimum recovery rate, it was found that the effect on the recovery performance increased slightly according to the distance condition compared to the vortex promoter design height condition.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권2호
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• pp.230-237
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• 2011

본 연구에서는 혈관 내 인공 폐(intravenous lung assist device)를 개발하기 위하여 CFD를 사용하여 새로운 형태의 인공 폐 모형에 대한 유체의 흐름 특성을 모델링하였다. 모델링을 위하여 중공사(hollow fiber)는 무시하였으며 vertical type과 tangential type이 모델로 사용되었다. 유체의 흐름 특성을 예측하기 유체의 입출구로 1개로 하였을 때와 2개로 하였을 때 그리고 입출구를 관의 중심부(vertical)와 관 벽의 접선방향(tangential)에 위치하였을 때의 흐름 특성을 파악 하였다. 실험 결과, tangential type과 같이 원통의 접선 방향으로 유체의 입구와 출구를 설정할 경우 vertical type에서 나타나는 흐름이 없는 영역(정체층)을 제거할 수 있었다. 또한 tangential type은 와류형태의 흐름이 지배적이며 한쪽으로 편중된 흐름이 아닌 복잡한 형태의 흐름이 발생하는 것으로 나타났다. 또한 유체의 입출구가 2개일 때 유체가 편중된 흐름이 발생하지 않고 관 전체에 복잡한 형태로 흐름이 발생하는 것으로 나타났다. 실험 결과를 통하여 우리는 유체가 유입되는 입구와 출구가 tangential type이며 각각 2개일 때 유체의 흐름이 복잡하며 정체층이 발생하지 않는 흐름이 발생한다는 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권4호
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• pp.378-383
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• 2013

가솔린엔진의 출력제어를 위해 나비형(butterfly-type) 스로틀밸브가 응용되고 있다. 그러나 기존의 나비형 스로틀밸브는 밸브 후방에서 발생하는 강한 와류현상으로 인해 매우 큰 흡입 유로의 저항을 유발하게 된다. 이러한 유로저항은 엔진의 체적효율(volumetric efficiency)을 떨어뜨려 궁극적으로 엔진의 출력과 효율에 부정적인 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 CFD수치해석 기법을 이용하여 기존 나비형 스로틀밸브의 문제점 개선을 위해 제안한 벤투리형(venturi-type) 가변스로틀밸브(VGTV)의 공기역학적 작동특성에 관해 알아보았으며, 본 장치의 유량과 저항계수($K_L$)의 변화특성 분석을 통해 가솔린엔진의 체적효율 개선효과를 평가하는데 연구의 목적을 두고 있다. 본 연구를 통해 기존의 나비형 스로틀밸브에 비해 새롭게 제안된 벤투리형 가변스로틀밸브의 유로저항이 평균 49.0%정도 개선된다는 사실을 알 수 있었으며, 이는 엔진의 체적효율과 출력에 매우 큰 영향을 줄 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권6호
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• pp.477-483
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• 2015

공동유동에 관한 연구는 공동시스템에서 발생하는 소음/진동 문제로 인하여 많은 연구가 이루어졌으며, 현제 항공우주 산업의 급속한 발전과 더불어 다양한 공학적 장치에 적용되고 있다. 하지만, 실제 공학적 응용에서 많이 적용되는 곡면 벽상에 설치한 공동유동에 관한 연구에 대해서는 거의 수행되지 않았다. 본 연구에서는 곡면벽상에 설치한 공동유동의 특성을 조사하기 위해 수치계산을 수행하였으며, 곡면의 곡률 반경의 비(L/R) 및 입구 유동의 마하수를 변화시켜, 천음속/초음속 공동유동에서 발생하는 압력진동을 조사하였다. 그 결과 곡면에 부착된 공동유동의 경우 와류의 상호작용으로 인한 압력 교란을 완화시켰으나, 압력 진동의 진폭을 증가시켰으며, 또한 마하수가 증가함에 따라 압력 진동의 진폭이 증가하였다. 주파수 분석 결과, 곡관의 무차원 진동수는 직관에 비해 낮은 값이 측정되었으며, 또한 Rossiter의 실험값에 비해 낮은 값을 가졌다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권2호
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• pp.109-117
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• 2015

덕트는 항공기의 내부엔진에 외부 공기를 흡입하기 위한 장치이다. 엔진 입구면의 레이더 반사량을 줄여 피탐지성을 감소시키기 위하여 S형태의 덕트를 가지게 되었다. S-Duct는 중심선의 곡률, 입구형상 등의 형상변수에 따라 엔진의 성능에 영향을 미친다. 본 연구에서는 RAE M 2129 S-Duct의 입구형상에 대하여 가로세로비의 변경에 따른 덕트 내부 유동에 대한 유동 특성을 알아보기 위해 전산해석을 수행하였다. S-Duct의 성능 평가 기준으로는 유동 왜곡계수를 사용하였다. 공력해석을 위해 상용해석 소프트웨어를 사용하였으며, 벽면에서의 역압력 구배의 영향으로 발생하는 유동박리와 2차 유동을 예측하기 위하여 $k-{\omega}SST$ 난류모델을 사용하였다. S-Duct의 Port side와 Starboard side 각각의 압력분포 값에 대하여 ARA의 실험값과 비교하여 본 연구에서 사용된 전산해석 기법의 타당성을 검증하였다. 해석 결과 모든 형상에 대하여 유동박리와 2차 유동이 발생하는 것을 확인하였다. 반원형 형태의 입구형상을 가지는 S-Duct가 뛰어난 성능을 보임을 확인하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.82-82
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• 2009

강관은 물, 유류, 천연 가스 등을 운송하는 배관용 및 건물의 골조, 유압 및 공압 실린더, 가이드 레일 등 의 기계적 부품으로도 널리 사용되기도 한다. 이렇게 사용되는 강관의 70% 이상은 고주파 전기저항용접(High Frequency Electrical Resistance Welding,이하 ERW)으로 제조되고 있다. 아파트 등 실제 현장에서 ERW 강관에 흐르는 유체는 비드가 제거된 내면 부위에서 와류 (vortex)를 일으켜 기계적 침식(erosion)을 수반할 가능성이 있으며, 수격현상으로 인해 부식 부위에서 반복피로 하중을 받아 부식의 전파속도가 증가되어 최종적 으로 파손되는 경우도 예상할 수 있다. 이에 본 연구에서는 입열량을 달리하여 제조된 ERW 강관을 대상으로 강관 내부에서의 유속에 따라 홈부식 감수성에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 이를 위해 실제 사용 환경을 모사할 수 있는 장치를 제작하고 경계 조건을 선정하여 실험을 실시하였다. ERW 강관의 내부에서 유속이 빨라질 경우 부식속도는 증가를 하였고, 입열을 많이 받은 강관의 경우 부식속도가 감소하는 경향을 가졌다. 이러한 결과를 바탕으로 하여 ERW 강관에서 발생하고 있는 결함발생에 의한 피해를 극소화시킴으로서 안전하고 효율적인 관리에 기여하고자 한다.

• 터널과지하공간
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• 제32권6호
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• pp.451-463
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• 2022

수직갱도에서 붕괴사고가 일어났을 때, 붕괴현장의 위험도를 신속하게 평가하는 것은 매우 중요하다. 사고현장에서 추가적인 붕괴 위험 때문에 인력을 투입한 직접적인 조사는 불가능하다. 수백 미터 심도를 갖는 수직갱도에서는 무선 신호의 한계와 와류 때문에 고속 라이다 센서를 장착한 드론을 이용한 조사가 불가능하다. 기존 연구에서는 견인방식을 이용한 단일채널 Lidar 센서를 3차원 형상화 장비가 구현되어 적용되었다. 관성(IMU)센서 데이터를 바탕으로 탐사시 발생하는 회전 운동과 진자운동에 대한 보정이 이루어졌고, 인접 측정데이터 간의 유사성 검토를 통해 정밀 보정을 수행하였으나 탐사 깊이가 깊어질수록 오차가 누적되는 현상이 발견되었다(Kim et al.(2020)). 본 논문에서는 다중채널 Lidar 센서를 적용하여 견인장치에 의해 상승이동하면서 연속적인 단면데이터가 수집되었다. 다중채널 Lidar의 방사 특성 때문에 발생하는 데이터 중첩성을 이용하여 동일 심도의 측정데이터 간의 유사성을 통해 회전운동을 정밀 보정하기 위한 기법이 적용되었다. 180 m 심도의 수직갱도에서 구현된 탐사장비를 이용하여 0~165 m 구간이 조사하여 수직갱도의 형상이 3차원 그래픽으로 재구성되었다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.58-58
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• 2017

점적 호스의 원통형 미로 구조물내의 유동특성을 분석하기 위해 금속판에 동일한 구조의 미로가 가공된 시험부를 활용하여 압력과 유량의 변화에 대한 실험을 CFD 해석하였다. 해석은 미로의 길이에 따른 유량 특성을 정밀하게 분석하기 위해 전체 미로에 구간별 총 8개의 배출구를 배치하고 밸브 조절을 통해 구간별 압력에 따른 유량을 측정함으로서 실험에 의한 압력과 유량의 관계를 검증하고 새로운 경질 미로를 설계하는데 응용하고자 한다. 경질 미로의 이론적인 해석에서 정밀도가 실험을 대신할 가능성이 있는지에 관심을 두었다. 점적관수의 경질 미로는 디자인을 달리함으로써 성능이 높고 미세한 스케일이 침착되지 않는 고성능의 점적관수 장치의 개발이 가능할 것으로 판단하였다. 미로 입구의 공급 유체 압력(Gauge pressure)을 0.5, 1.5, 2.5, 3.0 bar로 나누어 공급하였으며, 8개의 구간별 유출되는 유량은 전자저울에서 측정하였다. 향후 최적 미로의 새로운 설계를 위해 미로구조 전체를 CFD 해석하였고 그 결과를 실험치와 비교 분석하였다. 또한 경질 미로내 각 구간별 세부적인 유동구조를 분석하였고 해석결과와 실험결과를 통해 향후 새로운 경질 구조의 개발이 가능 할 것으로 판단되었다. 경질 미로의 입구압력에 따른 미로의 길이 #1과 #2에 대한 CFD 분석에서는 전체적으로 경질 미로에 압력이 증가할수록 미로의 유체 속도가 증가됨을 알 수 있었으며 이것은 #2에서도 거의 같은 양상을 나타내었다. 미로 통로에서는 와류로 인한 이물질의 멈춤 현상이 발생하지 않을 만큼 흐름이 원활함을 알 수 있었다. 미로의 길이 #3과 #4에 대한 CFD 분석과 미로의 길이 #5와 #6에 대한 CFD 분석에서는 압력이 증가하고 미로의 길이가 길어질수록 속도에도 영향을 미치고 있는 것으로 나타났으며 미로와 미로 사이의 넒은 통로에서는 유속이 크게 떨어지고 있음을 알 수 있었다. 따라서 이 부분에는 유체속의 이물질이 침착할 수 있는 가능성이 있으며 통로가 좁은 곳에서는 유속이 증가되는 것으로 나타났다. #7과 #8은 미로의 상하단으로 유출되는 부분의 차이이므로 실질적으로 해석의 결과는 차이가 없었다. 경질 미로에 대한 압력에 따른 미로의 길이별 유출량은 지수적인 반비례 현상을 나타내어 앞서 실험한 연구의 결과와 1~2% 오차 범위에서 잘 일치하였다. 따라서 점적 호스의 경질 미로에 대한 설계는 이론적인 해석을 통하여 새로운 디자인이 가능할 것으로 판단되었다. 경질 미로의 미로의 길이에 따른 CFD 분석의 결과는 실험적인 유출량의 값과 거의 일치하였다. 미로와 미로 사이의 넒은 통로에서는 유속이 크게 떨어져 이물질들이 침착될 가능성이 있었으며 실질적으로 넓게 설계하는 것이 유리하지 않을 것으로 판단되었다. 경질 미로에 대한 압력에 따른 미로의 길이별 유출량은 지수적으로 반비례 하였으며 점적 호스의 경질 미로에 대한 새로운 설계는 이론적인 해석을 통하여 가능할 것으로 판단되었다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제6권1호
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• pp.41-46
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• 2002

Fourier 변환 동맥혈관 영상법(FTA)은 동맥혈류의 속도가 심장박동 주기와 동기화되어서 주기적으로 변화하는 사실에 착안하였다. Presaturation 기법에 의하여 정맥과 동맥을 분리하는 기존의 다른 혈관촬영법과는 본질적으로 다른 기술이다 따라서 생체조직의 고주파(RF) 흡수정도가 낮으며, 굽은 혈관이나 역류 현상으로부터 발생될 수 있는 어두운 띠 모양의 허상이 나타나지 않는다. 더욱이 강한 경사자기장을 사용하지 않음으로써 강한 경사자기장에 수반되는 와류현상에 의한 허상까지도 줄일 수 있는 장점이 있다. 그러나 하나의 투사 영상을 얻고, 영상 영역 내에서 혈류 유입부와 출구부의 혈류포화 현상에 의하여 신호강도가 상이한 단점이 있다. 이러한 단점들은 최근의 기술적 발전으로 극복될 수 있다. 현대 자기공명영상장치의 고속 경사자계 변화 능력으로 반복시간(TR)의 변화 없이 FTA 시퀀스에 이중 투사법을 적용할 수 있었다. 경사 고주파 전자기파(Ramped RF) 펄스를 사용하여 유입부와 출구부에서 숙임각을 달리하여 신호가 포화되는 정도를 줄여서 균일한 혈관신호를 얻을 수 있었다. 이중투사영상과 경사고주파 펄스를 사용하여 대퇴 동맥의 시상면과 관상면 투사영상을 동시에 얻고, 종래의 FTA 방식에 의한 영상보다 출구부의 혈관신호가 향상된 결과 영상을 얻을 수가 있었다.