• 태양에너지
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• 제15권2호
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• pp.25-37
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• 1995

유입관성에 의한 유체혼합뿐 아니라 입구온도의 변화까지 고려된 성층축열조의 충전과정 모델에 대하여 해석적 근사해를 제시하였다. 해석모델은 깊이가 일정한 완전혼합 및 압출유동영역으로 구성되며, 입구온도의 변화는 중첩의 원리에 근거하여 계단함수로 근사화하였다. 완전혼합영역의 과도온도를 구한 후 함수형태에 따라 구분하고, 각각을 경계조건으로 하는 압출유동영역의 온도분포를 잘 정의된 함수의 항으로 유도하였다. 결과적으로 이들의 일차결합이 압출유동영역에 대한 최종해이다. 근사해의 타당성 및 결과의 유용성은 입구온도가 선형적으로 증가하는 경우에 대한 엄밀해와의 비교를 통하여 검증하였다. 계단수의 증가에 따라 근사해는 엄밀해로 급속히 접근하며, 유한한 수의 계단에 의한 근사해도 광범위한 혼합깊이에 대하여 엄밀해와 잘 일치한다. 또한, 혼합깊이가 클수록 소수의 계단에 의한 근사해로도 의미있는 예측결과를 얻을 수 있었다.

• 유변학
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• 제10권3호
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• pp.121-130
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• 1998

본 연구에서는 카오스 스크류에 대해 비선형 동력학적 모델을 도입하여 카오스가 일어나는 경로를 밝히고 이를 수치적으로 증명하였다. 배리어가 계속존재하는 경우를 적분 가능계로 정의하고 공간주기적 상공간에서 두 개의 호모클리닉 궤도를 포함하는 원환체를 적분가능계의 모델로 도입하였다. 주기적으로 삽입된 배리어 없는 영역을 교란 으로 취급하 여 해 사상을 도입하여 면적 보존의 포인카레 단면을 정의 하였다. 호모클리닉 궤도가 깨어 져 칸토로 집합을 이룸을 설명했고 내부의 원환체는 공진띠와 KAM띠를 이루며 혼합을 방 해함을 설명했다. 다변유한요소를 이용한 완전 3차원수치해석을 통해 회전수 x/3에 해당하 는 공진띠의 존재를 보이고 교란이 큰 경우에는 거의 모든 영역이 무작위적인 혼합을 보여 주는 카오스 영역으로 바뀜을 보였다.

• 설비공학논문집
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• 제7권2호
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• pp.184-195
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• 1995

A theoretical one-dimensional model for the charging process in stratified thermal storage tanks is established presuming that the fluid ensuing from the tank inlet creates a perfectly mixed, layer above the thermocline. Both the generic and asymptotic closed-form solutions are obtained via the Laplace transformation. The asymptotic solution describes the nature of the charging pertaining to the case of no thermal diffusion, whereas the generic solution is of practical importance to understand the role of operating parameters on the stratification. The present model is validated through comparison with available experimental data, where they agree well with each other within a reasonable limit. An interpretation of the exact solution entails two important features associated with the charging process. The first is that an in-crease in the mixing depth $h_m$ causes a relatively slow temperature rise in the perfectly mixed region, but on the other hand it results in a faster decay of the overall temperature gradient across the thermocline. Next is the predominance of the mixing depth in the presence of the prefectly mixed region. In such a case the effect of the Peclet number is marginal and there-fore the thermal characteristics are solely dependent on the mixing depth paticularly for large $h_m$. The Peclet number affects significantly only for the case without mixing. Variation of the storage efficiency in response to the change in the mass flow rate agrees favorably with the published experimental results, which confirms the utility of the present study.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1997년도 제9회 학술강연회논문집
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• pp.17-17
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• 1997

극초음속 여객기와 군사용 항공기에 대한 수요가 증가함에 따라서 새로운 개념의 다양한 추진기관이 연구가 진행되고 개발되어 왔다. 초음속 항공기의 속도 영역은 마하 10-20 정도가 되는데 이 속도 한계를 극복하기 위하여 초음속 연소 램제트 엔진(SCRamjet; Supersonic Combustion Ramjet)이 제안되었다. 스크램 제트를 개발하기 위해서는 연료와 산화제의 혼합 효율 문제, 화염의 안정화 문제, 벽면의 냉각에 관한 문제 등 몇 가지 기본적인 문제들을 해결해야 한다. Univ of Michigan에서 실험한 연소기를 모델로 본 연구에서는 연료와 공기의 혼합에 관한 수치 연구를 수행하였다. 다원 혼합기체에 관한 축대칭 Navier-Stokes 방정식을 지배 방정식을 이용하였고 비평형 화학반응식을 고려하였다. 공간 차분에는 유한 체적법을 이용하였다. 대류 플럭스 항은 Roe의 Upwind FDS 기법을 사용하여 차분하였고 점성항에는 중심 차분법을 이용하였다. 시간 적분법으로는 근사 자코비안과 LU분할 기법을 이용한 완전 내재적 방법이 쓰였다. 난류 모델로는 Mentor에 의해 제안된 2 방정식 k-$\varepsilon$/k-$\omega$ 혼합모델을 사용하였다. 유동장이 실험에서의 찍은 사진과 유사한 모습의 충격파 간섭을 수치 모사하였고 수소가 확산되는 모습과 함께 노즐 lip 주위의 재순환 영역에 대해서 살펴볼 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권4호
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• pp.365-373
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• 2010

제트 혼합 반응기(JSR) 내의 NOx와 같은 배출물질을 예측하기 위해서 화학반응기 모델을 개발했다. 본 연구에서는 JSR에 대한 화학반응기 모델로서 two-PSR 모델이 채택되었다. CHEMKIN 코드와 4가지 NO 생성 메커니즘을 포함한 GRI 3.0 메탄-공기 연소 메커니즘을 이용해서 JSR내의 희박 예혼합 메탄-공기 연소의 NO 생성예측을 실시하였다. 모델의 검증을 위해서 계산된 결과를 Rutar의 실험 데이터와 비교하였다. NO 생성의 중요 파라미터와 4 가지 NO 경로의 기여도를 조사하였다. 화염 영역에서는 prompt 메커니즘이 주된 경로이고, 화염후영역에서는 Zeldovich 메커니즘이 주된 경로이다. 희박 예혼합 조건에서는 N2O 메카니즘이가 화염 및 화염후 영역 모두에서 중요한 경로이다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2005년도 추계학술발표대회 및 정기총회
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• pp.1247-1250
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• 2005

이 논문은 multicarrier CDMA 이동 통신 시스템에서 직-병렬 혼합 pseudo-noise (PN) 코드 동기 획득 기술을 제안 했으며 다중경로 페이딩 채널에서 multiple access interference (MAI) 의 영향을 분석하였다. 직-병렬 혼합 동기 획득 방식은 입력되는 코드 위상의 불확정 영역 전체를 직렬 획득 방식과 병렬 획득 방식을 조합하여 탐색하는 방식이다. 이러한 방식은 완전 병렬획득보다 MAI의 환경에서 mean acquisition time (MAT)이 조금 늦어지지만 하드웨어의 구조를 훨씬 단순화 할 수 있다. 검파 및 오경보 확률을 closed-form 표현으로 mean acquisition time (MAT)를 유도하였다.

• 에너지공학
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• 제16권1호
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• pp.46-52
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• 2007

특정한 방향에 대해 방향중성자속(angular neutron flux)을 정의하는 방향차분 방정식(discrete-ordinates or $S_{N}$ equation)과 달리 방향변수를 구분된 방향영역에 대하여 적분한 값을 사용하고, 해당 방향영역 내에서 방향중성자속이 일정하다고 가정하는 영역상수법(piecewise-constant method)을 개발하였다. 기존 방향차분법과 본 연구에서 개발된 영역상수법을 1계 수송방정식(1'st-order Boltzmann transport equation)과 2계 우성 방정식(even-parity equation)에 적용하여 방향차분 방정식인 $S_{N}$ 방정식과 유사 방향차분방정식($S_{N}$-like equation)인 $PC_{N}$ 방정식을 유도하였다. 우성 방정식에 영역상수법을 적용한 경우 기존 방향차분법의 단점인 광첨두 현상(ray effect)이 현저히 감소함을 확인하였는데 이는 우성 방정식의 혼합 미분항의 기여도가 작아지기 때문인 것으로 판단된다. 이러한 이론은 우성 방정식에서 혼합 미분항이 제거된 단순우성 방정식(simplified even-parity equation)을 사용하는 경우 광첨두 현상이 완전 제거 또는 극단적으로 감소되었던 이전의 결과를 이론적으로 설명한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권5호
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• pp.735-742
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• 2019

이온 선택성 표면이 가지는 파상구조와 전기와류 불안정성 간의 전기동역학적 상호작용을 수치해석을 통하여 연구하였다. 유한요소법을 이용하여 전기장-이온 이동현상-유동장을 완전결합 해석을 하였다. 이를 통해 파상구조가 제공하는 전기와류 생성 기작인 Dukhin's mode의 유효성 및 역할을 제시하였다. Runinstein's mode와 경쟁관계에 놓이는 Dukhin's mode는 (i) 과한계 영역으로의 전이 전압을 낮춰주고 (ii) 혼돈계인 과한계 영역에서 전류를 비선형적으로 증가시켜준다. 또한, (iii) 전기와류 불안정성에서 발생하는 비효율적 혼합의 원인인 고주파수 Fourier 성분을 배제하여 전기와류의 혼합 효율을 상승시켜 준다. 결론적으로, 본 연구에서 제시한 기작은 전기투석, 화학전지 등의 이온 선택성 이동현상 시스템에 대한 에너지 효율적인 기작으로 활용 가능할 것이다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권1호
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• pp.9-17
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• 2015

기본 유동 형상은 상대적으로 얇은 중간층이 연료와 공기 사이에 끼어있는 평행 2단 혼합층으로 구성되어 있다. 본 연구는 중간층의 두께 변화에 따른 연소 향상을 수치해석을 통해 조사하였다. 이 경우에, 난류 혼합층에서 열 방출에 의한 효과가 중요하다. 수치해석을 수행하기 위해 완전 보존적인 비정상 2차 시간 정확도의 하부 반복 기법과 2차 총 변화 억제 기법을 k-${\omega}$ 전단응력이동 모델이 결합된 유한체적법과 함께 사용하였다. 다음과 같이 3개의 경우에 대해 해석을 수행하였다. 연료와 공기로 구성된 단일 혼합층, 연료와 공기 사이에 불활성 기체층이 끼어있는 2단 혼합층, 그리고 연료와 공기 사이에 차가운 연료층이 끼어있는 2단 혼합층. 수치해석은 중간 기체층이 1, 2, 4 mm 인 경우에 대하여 수행되었다. 기체층의 총 두께는 4 cm이다. 불활성기체층이 2, 4 mm인 경우와 저온의 연료층이 4 mm인 경우에 단일 혼합층의 경우보다 연소영역이 확대된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권6호
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• pp.78-83
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• 2002

고속 열차가 터널을 통과할 때 열차 주위와 터널 내부에 발생하는 비정상 유통장을 규명하기 위해서 향상된 겹침 격자기법과 Roe의 FDS를 사용한 축대칭 Euler Solver를 개발하였다. 혼합차원기법이라는 새로운 영역기법을 개발하여 열차와 터널의 상호작용을 해석하는데 적용하였으며, 이 기법은 공간 차원의 최소 가정을 통해서 수치 계산의 효율성을 극대화하는 것에 목적을 두고 있다. 향상된 겹침 격자기법에 개발된 혼합차원기법을 추가하면 완전한 축대칭 방법과 거의 동일한 수준의 수치 정확도를 얻을 수 있다. 혼합차원기법은 특히 긴 터널에서 열차와의 상호작용을 해석할 때 높은 수치적 이득을 얻을 수 있다.