• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.8 no.2
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• pp.171-177
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• 1984

균일하게 분포된 내부발열을 갖는 유체가 든 경사진(수평에서 45.deg.까지)정사각형 단면의 밀폐 공간 내에서의 2차원 자연대류 유동 및 열전달에 관한 수치적인 연구가 수행되었다. 4개 벽면온 도가 동일한 경계조건에서 내부발열로 인한 자연대류 유동이 Rayleigh수 1.5*$10^{5}$까지는 층 류유동 영역의 가정하에서 수치적으로 수렴되었다. 경사진 밀폐 공간에서의 유동형태 및 온도분 포는 수평인 경우에 비하여 윗쪽 벽면 근처에서 그 상이점이 많이 나타났다. 경사각도가 증가함 에 따라 평균 열전달율이 아랫쪽 벽과 오른쪽 벽에서 증가하였고 왼쪽 벽에서 감소하였으며 윗 쪽 벽에서는 거의 일정하였다.다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.9 no.1
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• pp.53-60
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• 2005

The use of pipe-bends brings about non-uniform flows at the exit of them due to the velocity difference between inner and outer flows inside the bend. These phenomena may cause turbopump of satellite launch vehicle to run off-design and reduce its efficiency, and also introduce unstable influx of propellants to engine manifold after passing through a turbopump. In order to improve the uniformity of flow at the bend exit, certain turning vanes are set up in the bend pipe normally. Correspondingly the design is an $90^{\circ}\;and\;45^{\circ}$ bend pipes that incorporate with the maximum three turning vanes. All designs were analyzed with numerical analysis by solving the Navier-Stokes equations in three dimensions in case of each respective fuel and oxidizer. Evaluations of the vaned pipe bends designs were accomplished by the velocity magnitude distributions and the predicted pressure drops. We could find that the more vaned bend pipe and larger angle pipe under consideration effectively, the more uniform velocity magnitude of the bend and pressure losses.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.618-619
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• 2010

LED는 기존의 발광원에 비해 훨씬 높은 파워와 효율성으로 인해 최근 들어 각종 조명이나 교통신호 등에서 사용이 급증하고 있다. LED 재료를 위해 지금까지 여러가지가 연구되어 왔는데, 갈륨 질화물 (Gallium Nitride, GaN)에 기반한 시스템이 최근들어 가장 큰 관심을 받고 있다. GaN 방식은 열적으로 매우 안정성이 있고, 1.9 ~ 6.2 eV 범위의 넓은 밴드의 Gap, 그리고 인듐이나 알루미늄과 결합하여 청, 녹, 백색등의 다양한 빛을 발생할 수 있는 장점을 가지고 있다. 예를 들어 청색 LED는 광학 방식의 기록매체에, 백색 LED는 기존의 조명램프의 대체용으로 활용이 가능하다. 이러한 장점 덕분에 GaN기반 LED 시장은 1994년에 최초로 상용화 된 이래 최근 급격한 성장을 보여 왔다. 그러나 GaN은 다른 III~V 타입의 반도체 재료와는 달리 재료가 성장하기 위해 사파이어와 같은 별도의 기판을 필요로 하는 문제가 있다. 이것은 결국 전위발생과 같은 격자의 부조화 같은 문제를 야기하여 결국 LED의 성능을 떨어뜨리는 요인이 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy) 방법이 개발되었는데, 이 방법은 시간당 100 미크론의 매우 빠른 성장속도로 높은 두께의 레이어를 만드는 장점이 있다. 이렇게 성장된 GaN 레이어는 베이스 기판에서 쉽게 분리되어 활용이 가능하다. 그러나 HVPE 기술은 성장 공정에서 두께를 균일하게 만들도록 제어하는 것이 매우 어렵다는 문제가 있다. 따라서 HVPE 방식에서는 이러한 조건을 만족시키기 위해 반응현상에 대한 물리적 해석을 토대로 공정조건을 정밀하게 설계해야 한다. 이를 위해 최근에 실험 또는 시뮬레이션을 활용하여 이러한 공정조건을 향상시키기 위한 여러 연구가 진행되었다. 본 연구에서는 이러한 연구의 일환으로 반응로에 투입되는 여러 기체의 유량과 존별 주변온도 조건을 입력변수로 하고, 이들이 GaN 성장에 미치는 영향을 분석하였다. HVPE 시스템에서 가장 이상적인 목표는 반응기체가 층류유동을 유지하면서 대부분의 반응이 기판위에서 이뤄지며, 기판위에서 성장되는 재료의 두께가 균일하게 되는 것이다. 입력변수들이 이러한 결과에 어떠한 영향을 미치는 지 분석하기 위해 전산유체역학(CFD, Computational Fluid Dynamics)을 수행하는 상용코드 FLUENT를 사용하였다. 보다 실제에 가까운 해석을 위해서는 기체간의 화학반응을 포함해야 하나, 해석의 편의와 효율을 위해 본 연구에서는 열 및 유동해석만을 수행하였다. 한편 실제 반응로의 우수성은 성장속도와 두께분포의 균일도를 통해 평가된다. CFD 해석을 통해 이들을 분석하기 위해 기존에 수행한 실험조건을 해석하고 해석결과의 유동패턴/압력분포를 실험결과의 성장속도/두께분포와 비교하고, 이중에서 관련성이 높은 해석결과변수를 우수성 평가에 활용하였다. 기존의 실험결과를 토대로 이러한 중요 결과변수와 함께 이들에 대한 목표값이 도출되고 나면, 입력 공정조건 - 사용기체의 유량과 주변온도 조건 - 에 대해 실험계획(DOE,Design of Experiment)을 수립하고 목표성능을 구현하기 위한 최적설계를 수행할 수 있다. 일반적으로 CFD를 통해 최적의 설계나 공정조건을 탐색하는 작업은 1회의 CFD 계산시간이 매우 오래 소요되기 때문에 쉽지 않다. 그러나 본 연구에서는 CFD와 DOE의 적절한 조합을 통해 적은 수의 해석을 가지고도 원하는 결과를 효율적으로 얻는 것이 가능함을 입증하고자 한다. 본 발표에서는 아직 이러한 연구가 완성되지 않은 시점에서 제반 연구개요를 소개하고 현 시점까지의 연구 결과 및 향후 계획을 소개하고자 한다.

• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.13 no.6
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• pp.1-8
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• 2019

The synthetic turbulence generation model for inlet boundary conditions of subsonic Backward Facing Step (BFS) was investigated. The average u-velocity and Reynolds stress at inlet boundary follows experimental data. Synthetic Eddy Method (SEM), random noise, and uniform flow conditions were implemented relative to the synthetic turbulence generation method. A three dimensional Large Eddy Simulation (LES) was applied for turbulent flow simulation. Turbulent and mean flow characteristics such as flow reattachment length, velocity profiles, and Reynolds stress profiles of BFS were compared with respect to the turbulent effects.

• Clean Technology
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• v.18 no.4
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• pp.410-418
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• 2012

The performance of the ammonia injection gun (AIG) used for maximizing the utilization of reducing agent in the selective catalytic reduction (SCR) system is decided by several parameters such as the pattern of flow distribution, geometry of the air distribution manifold (ADM) and the array and geometry of nozzles. In the study, the uniformity of jet flows from the nozzles in AIG was analyzed statistically by using the computational fluid dynamics (CFD) method to evaluate the role of design parameters on the performance of the SCR system. The uniformity of jet flows from the nozzles is being deteriorated with increasing the supplying flow rate to the AIG. Distribution rates to each branch pipe become lower with decreasing distance to the header, and flow rates from nozzle are also reduced with decreasing distance to the header. The uniformity of jet flows from nozzles becomes stable significantly when the ratio of summative area of nozzles to each sectional area of the branch pipe is below 0.5.

• Water for future
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• v.29 no.3
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• pp.163-176
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• 1996

When a pipe is deployed on a sloping bed, pumping power required for a discharge can be estimated immediately without any iteration process with an explicit form of a friction factor equation. Pumping power being given, however, traditional method requires an iteration process for the solution of discharge and pipe diameter even for the uniformly-rough pipe. You (1955b) has suggested explicit equations for the estimation of discharge and pipe diameter particularly for the cases of pipe on a slopintg bed without pumping and pipe on a horizontal bed with a pumping power. Based on his approach and previous results, the present researchers have developed explicit equations of discharge and pipe diameter for the general case of pipe on a sloping bed with a pumping power. The equations of boundary criteria are also presented in explicit way which render proper choice of various equations suitable for the flow condition between five characteristics. Verification studies are also carried out by applying the explicit equations to a practical example.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.1 no.2
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• pp.113-122
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• 2002

A numerical analysis on the uniformity of propellant injection velocity of KSR-III has been carried out to give design improvements. Injector holes were approximated as porous media with the same pressure drop . The injection velocity is higher at the opposite side of the inlet for both LOX and fuel due to the static pressure rise in the stagnation region. Flow passages at the vertical circular plate in the LOX dome increase the uniformity of LOX injection. Little change was observed in the injection uniformity and pressure drop for the slanted LOX passage. Also provided were the O/ F ratio distributions from the oxidizer/ fuel injection velocity analysis.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1997.04a
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• pp.163-178
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• 1997

현재 각종 미사일의 추진기관용 연소관을 제작하는데 광범위하게 이용되고 있는 유동성 형공정에 대하여 강소성 구성방정식을 이용 유한요소해석을 수행하였다. 종전의 단일 롤러에 의한 해석과는 달리 3개의 롤러에 의한 연소관의 점진 소성변형을 고려하였으며. 이에 따른 각 룰러의 연소관에 대한 소성변형, 응력분포가 관찰, 분석되었다. 해석 결과 예비성형체의 두께에 따라 소성변형 형태와 그에 따르는 응력분포에 많은 차이가 나는 것으로 밝혀졌다. 또 이상적인 유동성형 공정조건하에서 반경 방향으로의 연소관의 유효 소성변형도는 거의 균일하게 나타났다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1997.05a
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• pp.575-580
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• 1997

반구형 간극에서의 비등시 이상 유체의 유동 가시화 실험을 수행하였다. 가시화를 위해 투명한 유리로 제작한 외부 용기는 내부의 가열 용기와 1mm 간격을 이루도록 하였으나 외부 용기가 완전한 반구 형태를 이루지 못하여 간극의 크기가 균일하지 못하였다. 열속이 높아짐에 따라 간극이 좁은 부분에서는 밖으로 빠져 나오려는 증기와 상부의 물이 역류유동제한 현상을 일으켜 물이 공급되지 못하였고 간극이 큰 부분에서는 물이 다수의 유로를 형성하며 증기와 분리되어 간극 내부로 공급되었다. CCFL 을 일으켜 물이 공급되지 못한 부분에서는 히터 표면이 건조되어 국부적인 CHF(Critical Heat Flux)가 발생하였다.

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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• 2001.11a
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• pp.97-98
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• 2001

폐기물 소각로는 주입 폐기물의 성상이 균일하지 못하므로 폐기물의 불완전 연소에 의한 유해중간 생성물들이 생성되므로 논란이 되어왔다. 이를 제어하기 위해서는 공기량, 공기 주입방법, 공기 예열온도등에 운전조건들의 선정이 매우 중요하다. 이를 위해 진행되어온 연구는 크게 실험적 방법과 수치 해석적 방법의 두 범주로 나뉘어진다. 이에 본 연구에서는 수치해석적 방법으로 광주 상무신도심에 설치 가동중인 200톤/일 용량의 소각로내의 열유동 현상을 해석하기 위하여 고체 폐기물이 매우 빠르게 탈휘(devolatilization)되는 것으로 가정, 메탄가스로 단순화(Chen et al, 1999)하였다. (중략)