• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 춘계학술논문집 1부
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• pp.151-154
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• 2011

$NO_x$ 제어 기술로는 크게 연소 전 탈질, 연소 개선 및 연소 후 탈질 기술로 구분할 수 있으며, 연소 후 탈질 기술에 속하는 SCR은 촉매를 사용하여 $NO_x$를 환원하는 대표적인 배연탈질기술이다. SCR의 $NO_x$ 저감 성능은 촉매 요인(촉매 구성물질, 형태, 공간속도 등)과 배가스의 온도, 유속 분포, 공정 운전 조건 등의 다양한 인자에 의해 좌우되는데 특히, 촉매층으로 유입되는 유동의 균일도는 가장 중요한 요소가 된다. 유동이 균일하지 않을 경우 촉매 전단에 편류가 발생하게 될 것이며 일정 촉매만 사용하게 되어 촉매 사용주기 감소 및 SCR 성능 저하를 초래할 수 있기 때문이다. 본 연구에서는 3차원 수치 해석 기법을 이용하여 설계 초기의 SCR 반응기 내 유동 특성을 모사하여 기류 균일도 여부를 확인하고, SCR 내 유동 균일도를 최적화시키기 위한 설계를 목적으로 설치하는 가이드 베인과 배플, 다공판이 반응기 내부 유동 및 촉매층의 기류 균일도에 미치는 영향에 대하여 연구를 수행하였다. 그 결과, 유동 개선을 위해 인입 덕트 곡관부에 가이드 베인을 설치하여 처리가스를 적절하게 배분시키고, 반응기 상단에 3단 배플을 설치한 결과 반응기 내부 유동의 편류 개선에 매우 효과적임을 알 수 있었다. 또한 다공판을 예비 촉매층 하단부 위치에 추가로 설치함에 따라 유동을 한번 더 완충시킬 수 있어 기류 균일도가 매우 양호해짐을 알 수 있었다.

• 청정기술
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• 제25권2호
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• pp.153-160
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• 2019

디젤 선박 운행 횟수의 증가로 인한 대기오염이 심각해짐에 따라 선박의 유해배출가스에 대한 규제가 강화되고 있다. 따라서 선박용 디젤 배기 후처리 장치의 개발이 요구되고 배기 처리 장치는 유동 균일도가 높을수록 처리효율이 증가된다. 본 연구에서는 ANSYS Fluent를 이용하여 기존 저감장치, 저감장치 내부의 Baffle 설치시, 배기가스 유량에 따른 배압과 유동 균일도를 시뮬레이션 하였다. 기존 장치조건에서는 시스템 배압이 38 ~ 40 mbar로 나타났으며, 유동 균일도는 DOC 입구와 출구에서 약 84 ~ 92%로 나타났다. 시스템 내부에 Baffle을 설치한 경우 압력이 상승되고 유속 증가로 인해 유동 균일도가 낮아진다. 배기가스 유량을 $7,548kg\;h^{-1}$에서 $3,772kg\;h^{-1}$로 50% 감소했을 때, 낮은 유속에 의해 DOC 입구와 출구의 유동 균일도는 약 1 ~ 3% 증가했다. DPF의 경우 불균일한 유동이 DOC를 균일하게 거쳐 흐른 후 유입되기 때문에 유동 균일도가 98 ~ 99%로 높게 나타났다.

• 대한조선학회지
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• 제26권3호
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• pp.1-8
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• 1989

유동의 가시화 혹은 물체주위의 유동장 측정을 위하여 적당한 크기의 소형 회로수조를 실험실에서 제작, 레이저 유속계를 사용하여 그 유동장 특성을 조사하였다. 수직형 회로수조는 유동이 굽어진 부분을 지나면서 실험측정 부분에서 평균속도분포가 균일하지 못하며, 균일한 유동장을 얻기 위해 수축부 다음에 표면 유동 가속기를 설치하였다. 적당한 표면유동가속으로 안정되고 균일한 속도분포를 얻을 수 있으며, 이 표면유동가속기의 최적점을 찾는 함수로는 단순 평균속도 뿐만 아니라 난류강도도 중요한 요소임이 실험적으로 밝혀졌다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권9호
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• pp.792-798
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• 2007

촉매 연소는 통상의 연소 방식과는 달리 촉매 표면에서 연료와 산화제의 화학 반응에 의한 연소 방식이다. 따라서 연소 영역 이전에 연료와 공기가 잘 혼합되어야 하며, 균일한 공급이 이루어져야 한다. 만약 불균일한 유동 분포가 발생하게 되면, 국부적인 고온 지역이 발생하게 되고 이는 촉매와 지지체에 손상을 초래하게 된다. 본 연구에서는 촉매 연소기의 혼합 및 유동 균일도를 향상시키기 위해 다공판을 사용하였으며, 다양한 파라메터의 변화에 따른 유동 특성의 변화를 조사하기 위해 수치적인 방법을 사용하였다. 각각의 조건하에서 촉매부의 입구에서 유동의 균일도를 조사하고 평가하였으며, 그 결과 적절히 설계된 다공판을 사용하였을 경우 대부분의 해석 조건에 대해 효과적인 균일도 향상을 나타냄을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권10호
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• pp.4666-4672
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• 2011

SCR의 NOx 제거 성능은 촉매 요인(촉매 구성물질, 형태, 공간속도 등), 배가스의 온도, 유속 분포 등의 다양한 인자에 의해 좌우되며, 이 중 촉매층으로 유입되는 유동의 균일도는 가장 중요한 요소가 된다. 본 연구에서는 3차원 수치 해석 기법을 이용하여 설계 단계의 SCR 반응기 내의 유동 특성을 모사하여 기류 균일도 여부를 확인하였다. 또한 SCR 반응기 내의 유동 균일도를 최적화시키기 위해 가이드 베인과 배플 및 다공판 등을 설치하였을 경우 반응기 내부 유동 및 촉매층의 기류 균일도에 미치는 영향에 대해 연구를 수행하였다. 유동 개선을 위해 인입 덕트곡관부에 가이드 베인을 설치하여 처리가스를 적절하게 배분시키고, 반응기 상단에 배플을 설치한 결과 반응기 내부 유동의 편류 개선에 매우 효과적임을 알 수 있었다. 또한 다공판을 예비 촉매층 하단부에 추가로 설치함에 따라 유동을 한번 더 완충시킬 수 있어 기류 균일도가 매우 양호해짐을 확인 할 수 있었다.

• 플랜트 저널
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• 제9권3호
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• pp.48-52
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• 2013

본 연구에서는 전산유체해석(CFD)을 통하여 SCR 탈질설비 내부의 유동장 흐름을 전산모사하였다. 또한 유동장의 균일도를 분석하기 위해 기존 설비에 대한 해석을 수행하였으며 이를 통해 문제점을 도출하고 개선하였다. 개선방안으로는 곡관에 guide vane을 설치하여 곡관상에 기류를 균일하게 안내해 주었으며, baffle을 설치하여 SCR설비로 초기 유입된 기류의 균일한 공간 분포를 도출하였다. 마지막으로 porous plate를 baffle 하단에 설치하여 균일류 형성의 최적화 모델을 도출하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제18권3호
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• pp.215-224
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• 2009

공기유동 제어기술의 개발을 위한 기초자료를 제공 할 목적으로 토마토 재배 온실의 냉난방과 환기 및 공기유동 관련 실태를 조사하고, 온실유형과 난방방식별 온습도 분포를 실측하여 균일도를 분석하였다. 충남 부여 세도지역의 토마토 재배 온실 136농가를 대상으로 조사한 결과 대부분을 차지하는 단동 플라스틱 온실의 천창 설치 비율이 낮고 환기팬과 유동팬 설치비율도 매우 낮을 뿐만 아니라 설치제원도 편차가 매우 큰 것으로 나타났다. 아치형 단동 플라스틱온실의 천창 환기 구조의 개발보급과 연동곡부의 천창도 지붕상부로 이동시킬 필요가 있으며, 개별 천창구조 및 환기팬과 유동팬에 대한 설치 가이드라인의 제정이 요구된다. 냉방설비를 설치한 농가는 하나도 없었으며 난방방식의 대부분을 차지하는 온풍난방에서 덕트의 설치제원 역시 편차가 큰 것으로 나타났고, 온풍덕트의 배기풍속 및 배기온도 또한 거리에 따른 편차가 매우 큰 것으로 관측되었다. 수출경쟁력 화보를 위한 고품질의 생산물을 연중 안정적으로 생산하기 위해서는 온실냉방기술의 보급이 절실하며 난방방식이나 덕트설치 방식의 개선이 필요한 것으로 판단된다. 온실내 온습도 분포가 균일한지 여부를 판단하는 지표로 사용되고 있는 최대 편차와 실제 균등한 정도를 나타낼 수 있는 균일도와의 관계를 분석해 본 결과 높은 상관관계를 보였으나 주간에는 직선식으로 야간에는 2차 곡선식으로 다르게 표현되었다. 온습도 분포의 균일한 정도를 판정할 수 있는 객관적인 기준이 마련된다면 최대편차 대신 균일도를 지표로 사용하는 것이 더 합리적일 것으로 판단된다. 온실유형과 난방방식에 따라 온 습도분포의 균일도가 상당히 다른 것을 확인할 수 있었으며 야간에는 온수난방의 경우 이랑배관으로, 온풍난방의 경우 온풍덕트의 적절한 배치를 통하여, 주간에는 환기와 공기유동을 통하여 균일도를 개선할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1999년도 제12회 학술강연회논문집
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• pp.23-23
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• 1999

후류손실을 가지는 혼합 전단층에 대하여 밀도변화가 없는 유동 및 밀도변화가 있는 유동의 선형 불안정성 해석을 수행하였다. 기본 유동의 속도장 및 밀도장은 tanh 함수를 사용하였으며, Gaussian 형태의 해석적 함수를 사용하여 두 유동을 분리시키는 평판 바로 다음에 존재하는 후류 손실 유동을 포함시켰다. 공간적 선형 불안정성 해석을 수행하여 불안정성 모드의 성장률과 파장속도를 주파수의 함수로서 구하였다. 해석 결과로부터 후류 손실을 가지는 혼합층은 sinuous 모드와 varicose 모드의 두 개의 불안정성 모드를 가짐을 알았다. 밀도가 균일한 경우에는 varicose 모드보다 sinuous 모드가 지배적이다. 밀도가 균일한 경우에는 varicose 모드보다 sinuous 모드가 지배적이다. 밀도구배가 존재하나 빠른 자유유동의 밀도가 높은 경우에는 밀도가 균일한 경우와 마찬가지로 sinuous 모드가 지배적인 모드가 된다. 그러나 느린 자유 유동의 밀도가 높은 경우에는 밀도장의 두께가 속도장의 두께보다 상대적으로 얇아지면 varicose 모드가 sinuous 모드보다 더욱 불안정하여질 수 있다. varicose 모드와 sinuous 모드의 성장률이 비슷한 밀도장의 두께에서는 두 불안정성 모드가 주파수 변화에 따라 분지 되어지는 경향을 보인다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2005년도 창립60주년 기념 추계 학술대회
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• pp.89.1-89.1
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• 2005

• 한국항공우주학회지
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• 제37권11호
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• pp.1140-1147
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• 2009

펌프공급방식 액체로켓엔진 가스발생기의 매니폴드를 대상으로, 연료 및 산화제의 유량 균일성을 파악하기 위하여 유동해석을 수행하였다. 3가지의 연료링과 3가지의 분사기 헤드 형상에 대하여 유동해석을 수행함으로써, 유량균일성을 검토하였다. 이를 통해 최적의 유량균일성을 가지는 연료링과 분사기 헤드의 형상을 결정하였다. 또한 분사기 출구에서의 혼합비 분포를 유동해석 결과로부터 도출하였다. 이를 통하여, 연료와 산화제 모두 유량균일성이 우수한 형상을 결정할 수 있었다.