• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.19 no.2
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• pp.99-110
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• 2016

When a riser is damaged, the oil spills to sea. Oil spills cause huge economic losses as well as a destruction of the marine environment. To reduce losses, it is needed to predict spilled oil volume from risers and the excursion of the oil. The present paper simulated the oil spill for a damaged riser using open source libraries, called Open-FOAM. To verify numerical methods, jet flow and Rayleigh-Taylor instability were simulated. The oil spill was simulated for various damaged leak size, spilled oil volume rates, damaged vertical locations of a riser, and current speeds. From results, the maximum excursion of the spilled oil at the certain time was predicted, and a forecasting model for various parameters was suggested.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.18 no.2
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• pp.6-13
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• 2017

This study examines the effect of the type and number of orifices in an in-line mixer to improve the mixing performance and pressure loss. Recently, in-line non-power-consuming mixers have been increasingly used to complement mechanical mixers, which have a long dwell time, noise, excessive energy consumption, and high maintenance costs. An in-line mixer with an orifice for efficient mixing in water treatment was examined by numerical analysis using the commercial code FLUENT. The flow characteristics of pressure loss and velocity distribution within the mixer and the mixing efficiency were compared with and without the orifices. The CFD results show that the mixing efficiency was improved, but the pressure loss was increased by the in-line mixer with an orifice. A sensitivity study was also done on the principal parameters.

• The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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• v.62 no.4
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• pp.523-528
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• 2013

In recent years, many efforts are increasingly being made to conserve the natural environment with enhanced emission standards and air quality standards. Also there are various methods necessary to be researched to minimize the emission of air pollutants. In particular, boilers of industrial facilities are major portions of the air pollution. The front duct which needs to be designed to reduce the gases to the electrostatic precipitator requires a bent tube, a reduction/extend tube and an auxiliary equipment, that is, a guide vane. This paper proposes an optimum design of the guide vane by a case study for electrostatic precipitator's flow uniformity. The operating conditions of this study are as follows: BMCR (Boiler Maximum Continuous Rate) and MGR (Maximum Guaranteed Rate) are 75%, 50%, and 30%; turbulent fluid dynamics model is based upon K-${\varepsilon}$ formulation. Presentation of the computed motion of particles is found to be quite useful to predict the precipitator performance by use CFD (Computational Fluid Dynamics).

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.112.2-112.2
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• 2011

PVT(Photovoltaic Thermal) 모듈은 태양광과 태양열 에너지를 동시 이용이 가능한 모듈로서 태양광전지(PV, Photovoltaic)모듈에 열교환기를 접합한 형태로 전기에너지뿐만 아니라 열에너지를 동시에 생산할 수 있는 시스템이다. 기존 PV 모듈은 일사량이 많으면 전력 생산량이 증가하는 동시에 PV모듈의 온도가 상승함에 따라 발전 효율이 감소하는 문제점이 있으며 일반적으로 $25^{\circ}C$이상 조건에서 모듈 온도가 $10^{\circ}C$ 증가할수록 발전효율의 약 4~5% 정도 감소하는 것으로 보고되고 있다. PVT 모듈은 기존 태양광모듈에 열교환기를 접합하여 냉각함으로써 PV모듈의 온도를 낮추어 발전효율을 증가시키는 동시에 부가적으로 발생하는 온수를 직접이용하거나 다양한 계통의 보조 열원으로 이용할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 수치해석기법(CFD)을 활용하여 PV모듈 냉각 및 온수 발생을 위한 열교환기를 설계하였으며 다양한 형상의 열교환기에 대해 유동해석을 수행하여 최적의 열흡수효율을 갖는 열교환기의 형상을 설계하였다. 또한 최적 설계된 PVT 모듈을 제작하여 실제 태양과 유사한 광원을 갖는 인공태양조건에서의 실내 실험을 통해 PVT 모듈의 성능을 검증하였으며 또한 실제 노상에 설치하여 ASHRAE 93-77의 실험기준과 ECN의 PVT 집열기 성능측정 가이드라인에 따라 옥외 시험평가를 하여 PVT 모듈의 성능 검증을 하였다. 최적 설계된 PVT모듈에 대한 성능평가 결과 기존 PV 모듈보다 발전효율이 약 15%(기존 발전효율 대비) 향상된 결과를 확인하였다.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.8 no.3_4
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• pp.207-214
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• 1996

사출성형은 많은 장점과 유용성에도 불구하고 싱크마크나 휨과 같은 변형문제를 피 하기 어렵다. 이것은 성형품의 부위별 온도분포 및 냉각속도 차이에 의한 잔류응력에 기인 하는 것으로 구조가 복잡하거나 크기가 쿤 경우에 더욱 더 문제가 되기 쉽다. 이와 같은 문 제를 해결하기 위하여 성형품의 내부에 기포를 형성시켜 수지의 수축분을 기포의 성장으로 보상하여 주는 가스사출성형이 개발되어 많이 활용되고 있는 실정이다. 한편 일반 가스성형 과 달리 수지를 완전히 채운후 저압의 공기를 이용하여 기포를 발생시켜 수지의 체적수축분 을 보상해주는 PFP성형기술은 가스사출의 나점인 공기의 유동조절문제를 해결하고 비용이 저렴한 등의 잇점을 가지고 있다. 이 과정은 가스성형공정의 2차 침투과정과 매우 유사하나 아직까지 이에대한 이해나 연구는 매우 부족한 실정이다 본 연구는 기포의 성장이 수지의 체적수축에 의한 것이라는 가정에 근거하여 기포성장길이에 관한 모델링을 수행한 것이다. 실험결과와의 비교를 통하여 기본 가정에 대한 타당성을 검증하고 여러 인자들의 영향을 살 펴보았다. 본 연구는 PFP성형공정에 대한 이해를 증진시켜 금형설계 및 성형조건 설정에 대한 가이드라인을 제시하며 아울러 PFP공정에 대한 보다 체계적인 이해 및 일반가스성형 의 2차 침투과정 등의 관련 현상에 대한 이해 및 연구에 도움이 될것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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• v.25 no.3
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• pp.182-188
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• 2016

This study investigates cavity flows through a guide grill above a resonator. Vortex distributions and intake flows are simulated for various shapes of the guide grill. The flows are assumed to be compressible, unsteady, and turbulent. Numerical simulations are conducted using a large eddy simulation (LES) model. To analyze the effect of the guide grill shape, three cavity lengths (0.2H, 0.6H, and 1.0H) and cavity angles ($30^{\circ}$, $45^{\circ}$ and $60^{\circ}$) are considered based on resonator height (H). The results show that the vortex generated in the resonator by cavity flow increases with cavity length. Thus, the intake flow is minimum at the smallest cavity length and angle. However, when cavity length is equal to resonator height, the intake flow decreases. The maximum intake flow occurs at a cavity angle $45^{\circ}$ at higher cavity lengths owing to the interaction between the vortex in the resonator and intake flow.

• Proceedings of the Korean Society of Marine Engineers Conference
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• 2011.10a
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• pp.41-41
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• 2011

국제해사기구(IMO)에서2016년에 건조되는 선박부터 Tier III 규제를 예고하고 있다. 이 규 제를 만족하기 위하여 엔진 전처리 기술 및 후처리 기술 개발과 실증 연구가 활발히 진행되고 있다. 이중 SCR(Selective Catalytic Reduction) 반응을 이용한 질소산화물 저감기술이 80% 이상의 Tier III NOx 규제치를 만족할 수 있는 유일한 기술이다. 육상 플랜트에서 실증과 검증이 확보된 SCR 기술의 선박 엔진에 대한 적용을 위해서는 선박의 급격한 운전조건 변화와 엔진에 의한 저주파 진동에 대한 촉매 내구성 확보가 중요하다. 본 연구에서 기공 분포면에서 마이크로 기공보다는 메죠 및 매크로 기공쪽으로 구조를 개선함으로써 촉매 사용시 우려되는 배기가스중의 Soot 또는 2차 합성물질에 의한 촉매기공 막힘을 최대한 방지한 상용 SCR 촉매를 개발하였다. 또한 촉매에 대한 내구성 실증을 위하여 현재 운항 선박(한진피츠버그호)에 장착하여 실증 실험을 수행하였다. 기존 corrugate 타입의 촉매보다 40% 정도의 부피 감소와 차압 감소를 달성하였고 이로 인하여 선박내 제한된 공간에 효율적으로 SCR 시스템 설치가 가능할 것으로 생각된다. 그리고 본 연구에서는 가이드 베인 설치 없이 유동 균일화를 달성하여 반응기 전체의 크기 축소가 가능하다. 이는 추가적인 비용 및 압력 손실 저감, 유지 보수 공간 확보 등의 장점이 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.38 no.4
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• pp.418-423
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• 2014

Small hydropower has been considered as a solution to resolve the problem of exhaustion of fossil fuel and industrial pollution. In this study, we developed and tested a Cross-Flow Turbine with two guide vanes to optimize the small hydropower for the site condition with large fluctuation of head and flow rate. Furthermore, in the condition of constant inlet head, CFD analysis was carried out to analyze the effect of air suction and valve position on the performance characteristics. The results showed that the air suction can minimize the hydraulic loss caused by the Recirculation flow in the runner passage and flow impact on main shaft so that it can increase the turbine efficiency and output power.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.236-236
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• 2022

연속적인 하천의 유량을 추정하기 위해서는 관측된 수위값을 유량으로 변환하기 위해 일반적으로 수위-유량 관계 곡선을 사용하며 수위구간 별로 일대일 관계로 제시된다. 그러나 유량을 추정함에 있어서 수위 외에도 하상경사, 조도계수와 같은 지형인자, 시간에 따른 유량의 변화와 같은 흐름요소를 모두 고려하여야 정확한 유량을 산정할 수 있다. 즉, 평상시에는 적합한 수준의 유량을 추정할 수 있다고 하더라도 조석의 영향이 있는 구간이나 홍수와 같이 시간에 따른 수위와 유량이 급변하는 경우에는 관측값과 수위-유량관계곡선을 이용한 추정값의 차이가 상당히 증가하여 유량 추정값의 활용이 부적합할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 수위-유량관계곡선식의 적용이 어려운 조건에서 보다 정확한 유량을 추정하기 위해 1차원 유동해석모델을 이용한 계산 값과 관측 값과의 비교를 통해 정확도를 검토하고, 지점에 따라 차이가 발생되는 원인을 정성적으로 분석하고자 한다. 대상지점은 강우, 식생 등의 영향으로 수위와 유량의 관계를 단일 관계로 표현하기 어려워 구간분리가 발생된 지점으로 선정하였다. 흐름해석은 기지의 기점수위 조건으로부터 시작하며, 모델링을 통해 유량과 조도계수를 동시에 추정하였다. 분석 결과, 모델 내에서도 수위와 유량 관계의 루프형 특성, 조도계수의 변화를 대체적으로 잘 반영하는 것으로 나타났으며, 국내하천에서 유량추정의 정확도를 저하시키는 주된 원인에 대해 추정할 수 있었다. 향후 이 같은 방법을 통해 도출된 결과를 기반으로 수위-유량관계곡선의 불확실성을 평가하고, 유량 추정방식의 보완이 필요한 지점을 선별하는 기준에 대한 가이드라인을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.29 no.5
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• pp.510-518
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• 2018

Recently, lots of interests have been concentrated on the scrubber system that abates waste gases produced from semiconductor manufacturing processes. An effective design of the thermal decomposition reactor inside a scrubber system is significantly important since it is directly related to the removal performance of pollutants and overall stabilities. In the present study, a computational fluid dynamics (CFD) analysis was conducted to figure out the thermal and flow characteristics inside the reactor of wet scrubber. In order to verify the numerical method, the temperature at several monitoring points was compared to that of experimental results. Average error rates of 1.27~2.27% between both the results were achieved, and numerical results of the temperature distribution were in good agreement with the experimental data. By using the validated numerical method, the effect of the reactor geometry on the heat transfer rate was also taken into consideration. From the result, it was observed that the flow and temperature uniformity were significantly improved. Overall, our current study could provide useful information to identify the fluid behavior and thermal performance for various scrubber systems.