• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권4호
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• pp.35-40
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• 2019

본 연구에서는 콘 칼로리미터의 발열량 산출 값에 대한 신뢰성 평가를 위한 기초 연구로 산소소모지수법의 주요 인자인 질량유량에 관한 측정 불확도 관계식을 분석하였다. 본 연구에서 사용한 콘 칼로리미터의 덕트는 길이가 5 m이고 직경이 0.2 m로 내부가 완전히 빈 공간인 경우와 기공의 직경이 3 mm인 격자망 그리고 기공의 직경 10 mm와 기공률 0.76인 허니컴 형상의 덕트를 각각 제작하였다. 덕트 내부로 유입되는 질량유량을 산출하기 위해서 양방향 차압계와 온도센서를 유동의 수직방향으로 균일한 위치에 4개씩 설치하였으며, 레이놀즈 수 증가에 따른 속도구배와 유동의 섭동을 측정하였다. 그 결과 흡입용량이 증가할수록 난류강도에 비례하여 세 가지 형상 모두 속도구배가 증가하였으며, 95% 신뢰수준에서 질량유량에 대한 확장 불확도의 편차는 완전히 빈 공간, 격자망(d_p = 3 mm) 그리고 허니컴(d_p = 10 mm, 𝜖 = 0.76) 순으로 낮게 나타났다. 주목할 만한 점으로는 송풍기의 흡입용량이 가장 높은 조건일 때 격자망(d_p = 3 mm)이 허니컴(d_p = 10 mm, 𝜖 = 0.76) 형상에 비해서 흡입용량의 저항성은 높은데 비해서 질량유량의 확장불확도는 오히려 증가하였으며, 본 연구의 결과는 콘 칼로리미터의 덕트 내부 유동 안정성 향상을 위한 설계 자료의 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.85-90
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• 2011

본 연구는 국내 고층건물 특별피난계단의 부속실에 설치되는 급기가압 제연시스템에서 화재 발생 시 피난을 위하여 출입문이 개방되었을 경우 형성되는 방연풍속의 특성을 FDS를 이용하여 해석하였고, 해석 결과를 분산분석으로 기류의 특성에 따른 측정 방안을 분석하고자 한다. 부속실과 같은 구획공간의 설계 조건에서 급기댐퍼에서 토출되는 보충량은 심한 와류를 형성하고 형성된 와류의 범위 안에 출입문이 존재할 경우 비정상적인 기체의 유동이 출입문지점에 발생한다는 것을 선행연구를 통하여 확인할 수 있었다. 국가화재안전기준 NFSC 501A에서 방연풍속을 측정할 때에는 출입문의 개방에 따른 개구부를 대칭적으로 균등 분할하는 10 이상의 지점에서 측정하는 풍속의 평균치로 할 것으로 정하고 있으나 이러한 조건에서는 출입구 상부 지점에 기류의 유입 현상을 파악하기 어렵고 풍속의 편차가 심하기 때문에 측정점을 공기조화설비의 시험조정 평가 기술기준에서 제시하는 64점 이상으로 세분화하여 측정하여야 할 것이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권9호
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• pp.1103-1108
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• 2012

주증기관은 보일러와 터빈을 연결하는 주요계통이다. 운전조건으로 인한 배관시스템에 손상을 제한 할 수 있기 때문에 수격현상 해석은 중요하다. 배관시스템의 불안정한 유동에 의해 생성되는 수격현상은 압력의 과도한 변화, 진동 및 소음을 일으킬 수 있다. 주증기관 구조는 운전환경아래 압력맥동 및 여러 진동 등을 안전하게 견딜 수 있도록 설계되어야 한다. 본 논문에서는 정지 및 정상 운전기간 동안 배관에 유입되는 수격현상을 과도조건에 적용하여 ASME 피로수명 방법론과 유한요소해석에 따라 주증기관의 구조건전성을 평가하였다. 계산된 교번응력 및 피로응력 평가 결과, ASME 피로수명의 허용요건을 만족하였다.

• 지질공학
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• 제29권4호
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• pp.509-529
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• 2019

본 연구는 강변여과수 취수를 위한 충적우물에서의 필터재의 역할과 이중필터 취수정의 적용성 및 개선효과를 평가할 목적으로 수행하였다. 토층으로 이루어진 하천변의 자유면대수층에서 필터 조건을 달리 하여 실규모의 이중필터 취수정과 단일필터 취수정을 각각 설치하고 설치된 우물에서 대수성 시험을 실시하여 필터재 조건에 따른 수위강하특성, 투수특성, 적정 양수량 및 우물 효율을 평가하였다. 결과적으로, 이중필터층을 형성시켜 주는 것은 대수층과 필터층의 경계부에서 지하수 유동의 완충작용을 하여 유입되는 지하수의 급격한 속도변화를 최소화하는 효과를 나타내는 것으로 추정된다. 이는 난류 발생을 최대한 억제하여 보다 넓은 범위의 지하수를 효과적으로 취수정 내부로 유입시키는 역할을 하고 이로 인하여 취수량이 단일필터 취수정에 비해 높음에도 불구하고 주변 지하수위의 변화를 줄일 수 있는 것으로 보인다. 또한, 이중필터의 설치만으로도 기존 시스템(단일필터 취수정) 대비 투수성, 적정 양수량, 우물 효율이 개선됨을 시험을 통해 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과는 앞서 수행한 다양한 연구와 종합하여 충적대수층에서의 이중필터 취수정 우물의 설계 및 시공에 대한 표준화된 기준을 마련하는데 활용할 계획이다. 또한, 강변여과수에 주로 적용되고 있는 단일 필터 취수정 및 방사상집수정과 대비하여 이중필터 취수정 적용 효과에 대한 객관적 입증 자료로의 활용이 기대된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권5호
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• pp.561-568
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• 2020

본 논문에서는 상용코드인 ANSYS CFX를 통한 해양레저 스포츠 및 야외 활동 시 사용 가능한 휴대용 수평축 수차의 유입유속(U) 및 주속비(TSR, Tip Speed Ratio) 변화에 따른 성능해석을 수행하였으며, 해석결과 및 유동장 분석을 통해 설계에 대한 검토 및 장치의 성능을 확인하였다. 또한, 추가적으로 블레이드의 피치각도(α_pitch) 변화에 따른 성능해석을 통해 수차의 성능개선에 필요한 데이터를 획득하고자 하였다. 본 논문의 연구 결과 수치해석 케이스 중 주속비 4인 경우, 모든 유입속도 및 블레이드 피치 각도에서 가장 높은 성능을 보였으며, 설계 유속 이하의 일부 조건에서도 설계 출력인 30 W 이상의 출력을 보였다. 그리고 수치해석 케이스 중 가장 높은 출력과 출력계수는 유입유속 1.5 m/s, 블레이드 피치 각도 3°, 주속비 4에서 보였으며, 출력 약 85 W, 출력계수 약 0.30이었다.

• 토지주택연구
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• 제14권3호
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• pp.93-106
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• 2023

본 논문은 우리나라의 아파트를 대상으로 아파트 단지 유형에 따른 열환경 변화를 CFD 기법을 이용하여 시뮬레이션을 수행하고, 유형별 열환경을 평가하고자 하였다. 이를 위해 본 연구는 2000년대와 2010년대 주요 아파트 단지 유형에 대한 선행연구를 참고하여 4가지 유형을 추출한 후, 바람 유입 방향에 따른 아파트 단지 배치와 기온 변화를 분석하였다. 각 유형별로 타워형, 판상형, 혼합 주동 유형을 이용하여 표준화 모형을 제작하였으며, 이들 유형에 대해 총 8개 방향에서의 바람 유입 상황을 상정했다. 이러한 모형 및 조건을 바탕으로 CFD 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과, 타워형으로만 구성된 유형과 타워형을 단지 중앙에 배치하는 유형에서 바람의 방향과 상관없이 상대적으로 온도가 낮았은 것으로 나타났다. 이들 유형에서 단지 내부로 바람이 잘 유입되기 때문인 것으로 풀이되었다. 이러한 본 연구의 결과는 건물의 형태 및 단지의 배치 유형에 따라 바람의 유동 및 그에 따른 온도 분포 패턴이 상이한 것으로 나타나 설계 초기 단계에서 단지의 배치에 대한 신중한 고려가 필요함을 확인하다. 본 연구의 결과는 향후 아파트 단지의 초기 설계단계에서 지속 가능한 주거환경 조성을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 수산해양기술연구
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• 제10권1호
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• pp.1-18
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• 1974

광양만의 물리해상 조사를 1974년 5월, 7월과 9월 3회에 걸쳐서 실시하고 그 자료를 연구 분석 하였으며 여수축후소가 발표한 기상 자료에 의해서 해황에 미치는 기상 조건등을 논의하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 만내의 해수 유동은 주로 조류에 의한 것이며, 섬진강의 담수가 이에 첨가되어 같이 움직이고 있다. 따라서 만내의 해수는 유입량보다 유출량이 담수의 유입량 만큼 많이 나타난다. 수질은 저 염분이며 섬진강 물이 이에 크게 영향을 주고 있다. 2. 노량수도에서의 유속은 비교적 큰 편이며, 이곳에서는 지형적 영향으로 밀물때 진주만 쪽으로 나가는 유출량보다 썰물때 광양만내에 들어오는 유입량이 다소 많다. 3. 썰물 때 여수해만을 통하여 들어오는 해수는 크게 세가지로 나누어지며, 하나는 노량수도로, 또 하는 북서절하여 묘도를 우회하여 지진도와 강탄을 거쳐 만의 서쪽으로 유입되고, 나머지 하는 묘도 남쪽수도를 통하여 우순도를 지나 만의 남서해역으로 유입된다. 4.썰물 때 만의 남서해역의 해수도 북쪽수도를 우회하여 여수해만 쪽으로 흘러나가며, 극히 제한된 최남서부해수가 묘도남쪽의 좁은 수도를 통하여 엿해만 쪽으로 흘러나간다. 그리고 노량수도를 통하여 들어온 해수도 광양만 동쪽해역을 통하여 이와함께 여수해만쪽으로 흘러나간다. 5. 만내 수온은 표층이 5월에 $17^{\circ}C$내외, 7월과 9월에 $22~24^{\circ}C$, 10m층은 5월에 $16^{\circ}C$ 내외, 7월에 $22^{\circ}C$ 내외, 9월에 $24^{\circ}C$ 내외였다. 표층과 10층의 수온 차는 5월에 약 $1^{\circ}C$ 표층이 높게 나타났으며, 7월과 9월은 깊이에 의한 차는 없었다. 6. 만내의 수온은 13~15시경에 최고이고, 일출직전이 최저로 일교차는 약 $2~4.5^{\circ}C$로, 비교적 크게 나타났다. 7. 관측점에서의 염분의 일 변동은 $3.7\textperthousand$로, 만조시 고염준, 간조시 저염분으로 나타난다. 8. 만내외 염분은 5월에 최고 $28\textperthousand$ 7월에 최고 $28\textperthousand$, 9월에 최고 $31\textperthousand$였으며, 10m층은 5월에 $30~32\textperthousand$, 7월에 $30~31\textperthousand$, 9월에 $30.5~31\textperthousand$로 표층 염분은 계절에 따라 변화가 크다. 그러나 10m층은 거의 일정하다. 9. 일반적으로 만의 동쪽에서 서쪽으로 감에 따라 해수의 염분은 점차로 낮아진다. 10. 담수의 유입과, 만의 대부분이 수심이 얕아 바람에 의한 수직혼합이 심하기 때문에, 만내의 수색은 맑지 못하며, 6~9정도이다. 투명도는 대개 1내외이고 9월에는 여수해만 쪽이 5이상 되는 곳도 있다. 11. 점원 방류한 Rhadamine B 30분호의 확산계수는 장축 및 단축방향으로 각각 $785.6{\times}10^2\;\textrm{m}^2/sec$ 및 $15.{\times}10^2\;\textrm{m}^2/sec$였다. 12. 평균 기온은 1월에 $1.5^{\circ}C$로 최저이고, 최고는 8월의 $2.58^{\circ}C$가 되며, 최저기온의 월 평균도 1월이 $-1.8^{\circ}C$로 최저이고, 8월이 $23.5^{\circ}C$로 가장 높다. 13. 빙점 이하의 날씨도 년 55일로 1월은 제외하고는 비교적 적다. 14. 겨울철은 계절풍의 영향으로 북서풍이 30.1%로 풍속이 6.6 m/sec이고 2월에는 27.1%로 6.3 m/sec이다. 이것으로 보아 겨울철에는 매일 평균 5시간 이상 6 m/sec의 바람이 분다고 생각된다. 여름철은 매일 3시간 내외의 3~4m/sec의 남남서풍이 불며, 정온 상태는 9월이 10%로 가장 높다. 15. 강수량은 1월이 최저로 17.1mm이고, 7월이 262.6mm로 최고이며, 연 총강수량은 1313.7mm로 우리나라에서 가장 비가 많이 오는 지역의 하나이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권12호
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• pp.801-807
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• 2016

본 논문은 전기자동차 배터리 시스템에 공기를 이용한 직접 냉각 방식을 적용하여, 공기 유로 형상에 따른 냉각 성능을 비교 연구하였다. 이를 위해, 배터리 냉각 시스템에서 모듈의 배치 형상과 발열량을 고정하고, 입 출구 면적 및 외부 Case 형상을 변경하여, 이에 따른 냉각 성능 결과를 수치 해석적으로 비교 분석하였다. 해석 결과는 배터리 내부의 공기 유동 유선(Stream line), 속도장 분포(Velocity field), 온도 분포(Temperature distributions)를 정리하여 제시하였다. 해석 결과, 외기온도 $25^{\circ}C$에서 안정적인 배터리 작동온도인 $50^{\circ}C$ 이하를 만족하기 위해서는 공기의 유입 체적이 $400m^3/h$ 이상이 되어야 함을 확인할 수 있었다. 또한, 출구 부근의 Diffuser 형상을 가지는 해석 조건에서 냉각이 끝난 공기의 배출이 원활히 진행되면서 냉각 성능이 향상되는 것을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.197-206
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• 1990

본 연구에서는 수평등온평면의 가장자리에 주위물의 온도와 동일한 수평등온 평판을 부착한 모델을 사용하여 수평평면 선단의 하부에서 유체가 상부로 유입되는 것 을 방지함으로서 특별한 가정없이 단열평판의 선단에서의 경계조건을 직접 구할 수 있 었다.그리고 기존 밀도식의 복잡성과 신뢰도를 개선한 Gebhart등의 밀도식을 사용 하여 수치해석결과의 신뢰도를 증진하였다. 유한착분법을 사용하여 수평등온평면 주 위에서 일어나는 자연대류에 대한 기배방정식을 수치계산하여 주위물의 온도변화가 유 선분포, 온도분포, 국소열전달계수 및 평균 Nusselt수에 미치는 영향을 구명하였고, 상향 및 하향 수평등온면 주위에서 일어나는 자연대류의 유동형태와 열전달 특성을 비 교 검토하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제14권4호
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• pp.333-338
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• 2008

해안 지역은 해수의 운동에너지의 대부분은 해안에서 소산되며 이 과정에서 해안의 토사 등이 유실된다. 수면에 돌출된 방파제에 비해 수중구조물은 해수의 유통을 가능하게 하고 해안선을 따라 해수순환을 가능케 한다. 이 연구에서는 해안 침식을 방지 기능을 갖는 수중구조물을 하부틈새를 갖는 수중장애물로 형상화 하고 후방의 흐름특성을 규명하였다. 실험은 Re =$1.2{\times}10^4$ 조건에서 2프레임 입자영상유속계를 이용하여 속도장을 계측하여 고찰하였다. 측정된 시간평균 속도분포를 분석한 결과 유선의 곡률 효과가 현저히 나타났으며 전단층 주위 유체의 유입 등의 영향으로 박리 전단층 내에서 커다란 와구조가 연속적으로 발생하였다. 또한 하부틈새의 크기가 증가할수록 재순환 영역의 중심이 후류로 이동하고 재순환영역의 강도도 약해지는 결과를 보였다.