• 에너지공학
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• 제9권4호
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• pp.348-357
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• 2000

본 연구에서는 동해화력 순환유동층 보일러와 유사한 3개의 사이클론을 갖는 직사각형 구조의 순환유동층 반응기를 이용하여 동해화력 운전조건 -연소로 공기 속도, 일-이차 공기비, 전체 고체량(inventory), 입도 및 입도분포 등- 에 따른 축방향 고체 체류량 및 순환량 등의 수력학적 특성을 고찰하였다. 상승관에서의 공기유속(U$_{0}$)이 증가함에 따라, 또는 PA/[PA+SA]비가 증가함에 따라, 그리고 전체 고체량(inventory)이 증가함에 따라 고채 채류량 및 순환량은 증가하는 것으로 나타났다. 또한 넓은 입도 분포를 갖는 석탄 회재의 경우는 균일한 입도 분포의 입자들에 비해 입자 비산량 및 고체 순환량이 작을 것으로 나타났다. 한편, 층내에서의 고체 체루량 분포를 감소지수 a 및 K를 사용하여 나타낼 수 있었으며, a 및 K와 유속 및 입자간의 상관 특성치를 도출하여 유동 및 순환특성을 고찰하였다. 상기의 상관수는 균일한 입도의 모래에 비해 석탄회재가 비교적 큰 값을 나타내었으며, 상관수가 클수록 희박상 영역에서의 비산 및 고체 순환량이 작은 것으로 나타났다.다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권6호
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• pp.814-822
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• 2012

선박용 SCR 시스템에서 유동 및 혼합특성을 개선하기 위해 상하유도 및 스월 형상의 혼합기가 고려되었다. 본 연구의 목적은 혼합기 구조에 따른 난류강도 및 균일지수(Uniformity Index)를 상세히 분석하여 SCR 성능을 개선하는 것이다. 그 결과, 촉매부 전단에서의 농도균일도는 혼합기를 사용하였을 경우 약 5% 개선됨을 알 수 있었다. 상하유도형 혼합기의 사용에 따라 주위에서 높은 RMS 수치 및 상대난류강도를 보이지만, 하류로 진행하면서 두 값은 감소하는 경향을 보였다. 스월형 혼합기의 경우 유동의 진행에 대해 RMS 수치와 상대난류강도의 감소가 비교적 적고 상대난류강도의 경우 상대적으로 균일한 분포를 보였다. 두 혼합기에서 발생하는 유동특성에 의해 혼합효과 및 혼합거리가 달랐음을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권12호
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• pp.1017-1026
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• 2014

Urea-SCR 머플러 시스템 입구와 촉매 전단에 설치된 다공튜브는 우레아 수용액 분무의 균일분포, SCR 촉매 활용도 증대 및 암모니아 슬립을 방지하기 위해 사용되고 있다. 다공튜브의 오리피스 면적비 변화가 머플러 챔버 내부유동 특성에 끼치는 영향이 상용 소프트웨어를 이용하여 해석적으로 조사되었다. 다공튜브 오리피스 면적비 변화는 촉매 전단에 설치된 챔버 내부의 벌크 선회유동 형성과 촉매 전단 속도분포의 균일도 지수에 큰 영향을 끼침을 보였다. 해석결과를 검증하기 위해 엔진실험이 ESC 및 ETC 모드에서 수행되었다. 엔진 실험결과 다공튜브 길이방향으로 보다 많은 유량이 흐르는 모델이 가장 높은 NOx 저감 효율을 나타냈으며, 이것은 높은 균일도지수 및 강한 선회유동을 나타내는 해석 결과와 일치됨을 알 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권5호
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• pp.500-509
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• 2013

SCR 머플러 입구와 촉매사이에 설치되는 다공튜브 형상변화에 따른 촉매 삽입형 urea-SCR 머플러 내부유동특성이 해석적으로 조사되었다. 다공튜브는 요소수 분무와 배기가스 혼합물의 공간분포 향상을 통한 $NO_x$ 저감율 증대 및 암모니아 슬립을 방지하기 위해 사용되는 장치이다. 다공튜브 오리피스 면적비 변화가 챔버 내부 유동 및 촉매 전후단의 속도분포에 끼치는 영향이 조사되었으며, 속도분포에 대한 균일도 지수가 최적설계 관점에서 평가되었다. 해석은 상용 유동해석 프로그램을 이용하여 정상상태에서 수행되었으며 요소수 분무와 배기가스 혼합물 대신 상온의 공기가 작동유체로 사용되었다. 해석결과로부터 다공튜브 형상은 머플러 입구와 촉매 전단 사이에 형성된 챔버 내 벌크 선회유동과 촉매 전후단 속도분포의 균일도지수에 큰 영향을 끼침을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권4호
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• pp.397-404
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• 2012

디젤엔진 SCR 시스템 내에서 $NO_x$를 저감을 위한 베인 타입 스태틱 믹서의 혼합유동특성을 수치적으로 연구하였다. 믹서는 원형관의 입구로부터 유동방향으로 직경의 57배 떨어진 구간에 설치하였다. 베인이 유동 축과 이루는 각과 베인의 크기 그리고 위치의 변화에 따른 유동 및 혼합특성을 고찰하였다. 원형관내에서 믹서를 통과하는 유동의 특성은 UI, 선회비, 그리고 압력계수와 같은 특성화된 성능지수로 나타내었다. 해석결과 성능지수들은 베인 각과 차단비, 베인 위치와 같은 기하학적 변수에 영향을 받음을 확인하였다. 특히, 베인 각, 베인 크기가 커지거나 원형관내의 벽면에 가까이 설치될수록 선회비는 증가하는 것을 확인하였다.

• 한국분무공학회지
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• 제26권4호
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• pp.163-170
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• 2021

Emergency generators normally use diesel engines. The generators need to conduct weekly no-load operation inspections to ensure stable performance at emergency situations. In particular, the generators with large diesel engines mainly use rectangle type filter substrates. In order to minimize hazardous emissions generated by generators, optimizing the reduction efficiency through CFD analysis of flow characteristics of PM/NO_X reduction system is important. In this study, we analyzed internal flow by CFD, which is difficult to confirm by experimental method. The main factors in our numerical study are the changes of flow uniformity and back pressure. Therefore, changes in flow characteristics were studied according to urea injector locations, selective catalyst reduction (SCR) diffuser angle, and filter porosity.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.73-83
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• 2014

CFD(computational fluid dynamics) model is developed to simulate direct injection of ammonia gas phase from ammonia transporting materials into the SCR catalyst in the exhaust pipe of the engine with solid SCR. Configurations of one-hole and four-hole nozzle, circumferential type, porous tube type, and the effect of mixer configurations which commonly used in liquid injection of AdBlue are considered for complex geometries. Mal-distribution index related to concentration of ammonia gas, flow uniformity index related to velocity distribution, and pressure drop related to flow resistance are compared for different configurations of complex geometries at the front section of SCR catalyst. These results are used to design the injection system of ammonia gas phase for solid SCR of target vehicle.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권5호
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• pp.565-574
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• 1998

Colebrook(1938)이 수집한 상용관에 대한 관측자료에 의하면 상용관의 마찰계수 분포는 관의 종류와 크기에 따라 그 변이가 상이함을 알 수 있다. 본고는 그의 자료를 재분석하여 관로설게에 적용이 용이한 지수함수 형태의마찰계수 산정식을 도출하였다. 일반적으로 단일관로 설계에서 요구되는 사항들은 어떤 관로 조건이 주어져 있을 때 펌프동력 또는 관내 통과유량이나 적정관경의 산정이다. 균일조도관인 경우는 이미 유동훈(1995b)에 의해서 설계 기준식이 제시되었고, 유동훈과 강찬수(1996)에 의해서 더욱 일반적인 경우에 대한 해석으로 진전되었다. 또한 상용관인 경우도 유동훈과 강찬수(1997)에 의해서 보다 용이한 해석법이 이루어졌지만 그 연구결과는 보다 정확한 해를 구한다는 장점이 있는 반면에 산정식의 형태가 다소 복잡한 단점을 내포하고 있다. 이에 본고는 상용관에 대하여 두가지 유형의 지수형 관마찰계수 산정식을 개발하고 이들을 적용하여 보다 간단하게 관로 설계시 요구되는 사항들을 산출할 수 있는 양해법 산정식을 개발하여 제시하였다.

• 에너지공학
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• 제10권3호
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• pp.272-277
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• 2001

선형온도구배를 갖는 비균일 가열표면에 대한 충돌 제트의 난류유동장과 열전달 특성을 실험을 통해 연구하였다. 제트의 레이놀즈수와 가열판의 온도구배, 그리고 노즐 출구로부터 가열판가지의 거리를 변화시키며 실험을 수행하였다. 최대 열전달은 정체점에서 나타나고 정체점으로부터 벽면방향으로 거리가 증가함에 따라 열전달률은 감소한다. 벽면가지의 거리가 크지 않은 경우는 난류의 영향으로 열전달의 제2정점이 나타난다. 최대 열전달은 노즐과 가열판 사이의 거리가 노즐 직경의 6에서 8배 정도일 때 나타난다. 열전달률의 상관식을 프란틀수와 레이놀즈수, 노즐과 가열판사이의 거리와 직경비 그리고 온도구배의 지수승의 함수로 구하였다. 열전달률과 난류유동장의 관계를 실험을 통해 확인하였다. 벽면제트는 온도구배의 의해 영향을 받았고 벽면거리가 증가할수록 더 크게 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권4호
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• pp.533-539
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• 2001

In this study, results from an experimental and numerical study of flow distribution in a close-coupled catalytic converter (CCC) are presented. The experiments were carried out using a glow measurement system. Flow distribution at the exit of the first monolith in the CCC was measured using a pitot tube under steady and transient flow conditions. Numerical analysis was done using a CF D code at the same test conditions, and the results were compared with the experimental results. Experimental results showed that the uniformity index of exhaust gas velocity decreases as Reynolds number increases. Under the steady flow conditions, flow through each exhaust pipe concentrates on a small region of the monolith. Under the transient flow conditions, flow through each exhaust pipe with the engine firing order interacts with each other to spread the flow over the monolith face. The numerical analysis results support the experimental results, and help explain the flow pattern in the entry region of the CCC.