• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권5호
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• pp.453-460
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• 2013

평판형 태양열 집열기의 효율을 높이기 위한 방법으로 열전달 향상 장치의 삽입, 표면 거칠기의 변화 등 다양한 방법들이 알려져 있다. 본 연구는 실험을 통해 다양한 열전달 향상 장치를 제작하고 이를 덕트에 삽입해 실험을 수행하였다. 실험은 기본적으로 덕트 윗 평판에 일정한 열유속을 가하였고, 삽입된 모델은 매끈한 덕트 형상(Base case)과 Chamfered rib $10^{\circ}$, Chamfered rib $20^{\circ}$, Rib & Groove, Rib & Dimple 모델이다. 실험은 Reynolds 수가 2,300~22,000의 범위에서 이루어졌으며 이는 난류영역에 해당한다. 열전달 향상 장치를 삽입하면 면적의 증가와 2차 유동으로 인하여 열전달이 향상되고, Reynolds 수가 증가할수록 열전달이 향상되었으며 압력강하도 증가하였다. 열전달 측면에서는 Rib & Dimple 모델이 열전달 향상 효과가 가장 좋았으며, 압력강하는 Chamfered rib $10^{\circ}$ 모델이 가장 낮았으며, 성능계수 측면에서도 Chamfered rib $10^{\circ}$ 모델이 가장 높은 것으로 나타났다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제8권2호
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• pp.123-136
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• 1996

본 연구에서는 시 공간적으로 변화하는 밀도구조를 고려한 3차원 연직함수 전개모형을 제안한다. 정수압을 가정하며 열보존식과 상태방정식의 도입으로 밀도변화가 고려된다 수평방향으로의 변화는 유한 차분 격자상에서 계산되며 유속 및 수온의 연직구조는 선형보간함수를 사용하여 계산된다. 구성된 행렬방정식은 유사변환 개념을 도입하여 시간적분된다. 개발된 모델의 테스트를 위해 간단한 이상해역과 황해역에서 대기와 해양간의 열교환에 따른 수온구조 변동을 실험하였다. 이류효과는 열수송방정식에서만 고려하였으며 연직 와동점성계수와 와동확산계수는 시 공간적으로 일정한 값을 사용하였다. 이상해역에서의 수치실험결과 모델영역의 수심의 차이에 따른 열저장의 차이로 인해 수온의 수평적 구배가 발생하였다. 결과적으로 전향력을 고려하지 않을 경우에는 상층에서는 수심이 증가하는 방향으로 흐름이 발생하고 하층에는 반대방향의 흐름이 유도된 반면 전향력을 고려할 경우에는 수온차에 의한 압력구배력과 전향력이 균형을 이루면서 지형류가 뚜렷하게 나타났다. 황해역에서는 복잡한 흐름이 나타났지만 전체적으로는 지형류의 특성이 우세하게 나타났다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제29권4호
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• pp.15-20
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• 2015

이 연구는 노인관련시설에 스프링클러 설치유무와 종류에 따른 연기층 및 공기층의 온도변화와 연기층의 높이변화를 화재시뮬레이션을 통해 비교한 것으로 복사열은 거실에 표준반응형 헤드가 작동한 경우는 플래시오버 발생조건을 초과하였으나 조기반응형 헤드는 플래시오버가 발생되지 않는 것으로 나타났다. 인체표면의 경우도 조기 반응형 헤드가 작동하면 열유속의 최대값이 $2,293W/m^2$에 머물러 인체화상 위험조건인 $4,000W/m^2$ 이하가 되어 거주자가 열에 의해 인체화상은 입지 않는 것을 알 수 있다. 화재실의 최고온도는 연기층 및 공기층 모두 인명안전기준을 초과하였으나 일정시간 후 급격히 하강하여 인명안전기준에서 요구하는 온도 이하로 유지되는 것을 알 수 있었다. 연기층의 높이는 조기반응형 헤드가 작동하면 연기층을 1.1 m 이상으로 유지할 수 있어서 표준반응형 헤드가 작동한 경우보다 연기층 하강을 더 지연시킬 수 있음을 알 수 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권10호
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• pp.941-951
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• 2013

축방향으로 벽면에서 일정한 열 유속의 경계조건을 갖는 곡관 유동에서 유동장 및 온도장에서의 Dean 수와 곡률의 영향을 알아보기 위한 층류 유동 및 열전달에 관한 3차원 수치모사를 수행하였다. 연구에서 수행된 레이놀즈 수의 범위는 100~4000이며 Prandtl 수는 0.71이다. 곡률 비는 0.01, 0.025, 0.05 그리고 0.1이다. 본 연구에서 계산된 축방향 속도 및 온도 분포, 국소 Nusselt 수는 기존의 수치 및 실험 결과들과 잘 일치하였다. 유동 및 열전달에 대한 곡률의 영향을 알아보기 위하여 저항계수 및 열전달 계수가 계산되었고 기존의 이론 및 실험 연구의 결과들과 비교하였다. Dean 수와 Prandtl 수에 의한 평균 Nusselt 수의 관계식을 유도하였다. 또한 곡률의 변화에 따른 난류 유동으로 천이하는 임계 레이놀즈 수의 변화를 알아보았다.

• 한국수산과학회지
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• 제21권1호
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• pp.16-20
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• 1988

다시마의 건조와 수축특성을 알기위한 기초자료를 얻고자 건조중인 다시마의 건조 및 수축특성에 미치는 채취부위, 공기의 온도, 상대습도 및 풍속의 영향에 관하여 실험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 다시마의 열풍건조과정은 항률건조 기간이 없이 바로 감률건조기가 나타났으며 이것은 다시 감률건조 1단계 및 2단계로 구분되었다. 2) 두께가 얇은 선단부가 기부보다 수축이 더 많이 되었으며 공기의 온도 $50^{\circ}C$, 상대습도 $30\%$, 유속 0.4m/s의 일정한 건조 조건하에서 다시마의 선단부, 중간부 및 기부를 120분까지 건조하였을 경우 수축율은 각각 $57.5\%,\;54.0\%,\;42.7\%$이었다. 3) 상대습도가 낮은것은 높은것에 비해 건조속도 및 수축속도는 빨랐으나 함수률 $20\%$까지 건조하였을 경우 수축율은 오히려 상대습도가 높은것이 증가하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권6호
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• pp.1959-1970
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• 1996

스터링 또는 VM 사이클 기긱의 열교환기의 구성요소 중 냉각부와 가열부만으로 이루어진 실험장치를 구성하고 벽온도분포와 열전달량을 측정하여 왕복유동주파수와 왕복유동거리비가 열전달에 미치는 영향을 실험하였다. 냉각부와 가열부와 온도차를 일정하게 유지하기 위해서는 왕복유동의 주파수와 왕복유동거리비가 증가함에 따라 열유속이 증가되어야 함을 보였다. 이는 왕복유동의 주파수와 왕복유동거리비가 중감함에 따라 가열부와 냉각부 사이의 열전달, 즉 열교환기 길이 방향으로의 열전달이 증가함을 의미한다. 또한 실험과 1차원 속도가정에 의한 해석이 매우 잘 일치함을 확인하였다. 가열부에서 반경방향응로의 유체온도분포를 측정하고 열전달계수를 구하였다. 반경방향 온도분포는 왕복유동주파수가 빨라질수록 포물선형태에서 벗어나 편평한 분포를 보이고 무차원 주파수가 커지고 열교환기 길이가 유체의 왕복거리에 비하여 짧아질수록 반경방향으로의 열전달이 향상되었다. 따라서 가열부에서의 평균 열전달 계수 역시 왕복유동주기와 열교환기가 짧을 때 더 크게 나타났다. 결론적으로 같은 전열면적을 가진다면 짧은 열교환기가 상대적으로 유리하나 왕복주파수가 빨라지는 것은 한주기당 열전달량의 측면에서 오히려 효율을 저하시키는 효과를 가져온다.

• 융합정보논문지
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• 제9권8호
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• pp.155-163
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• 2019

수평원형관에서 나노입자인 산화알미늄과 기본유체인 물의 혼합인 나노유체에 대한 층류 혼합대류열전달현상을 유한체적법의 수치적 방법으로 규명하였다. 나노유체에 대하여 2상 혼합모델을 적용하였으며, 나노입자의 물성은 온도와 체적농도의 함수를 사용하였다. 수치해석에 적용한 모든 모델의 타당성 검증을 위하여 Kim등의 실험결과와 비교하였으며 좋은 결과를 얻었다. 벽면을 일정한 열유속으로 가열하므로 나노유체는 벽면부근에서 형성된 부력에 의하여 2차유동이 생성된다. Richardson수와 나노입자의 농도가 증가할수록 강한 2차유동이 형성되어 열전달을 향상시키게 된다. 또한 Richardson수와 나노입자의 농도가 증가하면 대류열전달계수와 전단응력도 증가한다. 이런 연구들은 열교환기의 성능향상을 위하여 나노유체를 적용하는데 기본자료로 활용이 가능하다. 이번 연구를 기반으로 향후 2중관형열교환기등 다양한 열교환기에 적용할 예정이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권4호
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• pp.457-463
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• 2012

최근 사용자의 편의성과 냉장고 저장 공간의 확보를 위해 냉장고 문과 내벽을 얇게 제작하고 있다. 따라서 냉기차단 벽두께의 감소로 인하여 내 외부 온도차가 일정수준 이상으로 발생하고 이에 따라 표면의 이슬 맺힘 현상이 문제가 되는데, 이는 냉장고 설계에 있어 해결되어야 할 중요한 문제이다. 문제를 해결하기 위해 지금은 일반적으로 전기히터와 같은 발열체를 사용하였는데, 이 경우에 불필요한 전력소모가 뒤따른다. 본 연구에서는 기존방식과 달리 전기를 사용하지 않고 기계적 구조변경을 통한 해결방안으로 가스켓 최적화와 냉동냉장실 내벽두께 조정을 통해 표면에 이슬 맺힘 현상을 저감하는 방법을 제안한다. 해석결과를 살펴보면, 히터의 사용 없이 이슬 맺힘이 발생하는 부분에서의 온도가 국부적으로 $0.39{\sim}3.07^{\circ}C$까지 상승하는 효과를 얻어서 이슬 맺힘 현상을 저감시켰다.

• 분석과학
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• 제23권1호
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• pp.45-53
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• 2010

우라늄 화합물 중에 함유된 염소를 정량하기 위하여 수증기증류 및 열가수분해를 이용한 량 염소의 분리 및 정량법을 개발하였다. 수증기 증류에 의한 시료 중의 염소를 분리하기 위하여 수증기 발생장치, 증류플라스크 및 냉각기 등으로 구성된 장치를 제작 설치하였다. LiCl 표준용액과 모의사용후핵 연료 일정량을 혼합하여 만든 우라늄 화합물 시료 중의 염소를 분리하기 위하여 혼산(0.2 M ferrous ammonium sulfate-0.5M sulfamic acid 3 mL + phosphoric acid 6 mL + sulfuric acid 15 mL)을 이용하여 $140^{\circ}C$로 증류시키고 $90{\pm}5\;mL$를 수집하였다. 열가수분해에 의한 시료 중의 염소를 분리하기 위하여 공기공급장치, 온수공급장치, 석영반응관, 연소로 및 연소보트, 그리고 휘발 염소 흡수장치로 구성된 열가수분해장치를 제작 설치하였다. 일정량의 우라늄 화합물 시료에 반응촉진제($U_3O_8$)를 가하고 1 mL/min의 공기유속과 $80^{\circ}C$의 공급수 온도를 유지하고 $950^{\circ}C$에서 1시간 반응시켜 시료 중의 염소를 분리하였다. 두 방법에 의하여 수집된 각 흡수용액은 일정부피로 희석하고 이온크로마토그래피로 정량하여 회수율을 측정하였다. 금속전환체 잔류 용융염 중의 미량 염소를 이온크로마토그래피로 정량하기 위하여 시료를 공기 및 건조 산화시키고 분쇄한 후 열가수분해하여 염소를 회수하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.105-115
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• 2014

터널내의 연기거동 및 대피안전성을 평가하기 위하여 수치해석을 수행하였다. 본 연구의 목적은 최근 더욱 길어지고 있는 장대터널의 화재로 인한 연기 및 온도 분포와 안전성을 평가할 수 있는 수치적 방법을 구현하는데 있다. 계산에 사용되는 컴퓨터자원을 최소화하기 위하여 모델로 선정한 터널의 전체길이인 3 km을 사용하는 대신 여러 개의 대피터널이 포함되는 1.5 km만을 해석영역으로 사용하였다. 터널내의 연기거동에 의한 대피자의 안전성을 평가하기 위하여 연기의 밀도에 의한 기시도와 바닥으로부터의 높이를 고려한 SE (smoke environment)값을 사용하였다. 공기 중에 포함된 연기의 밀도는 3차원 전산유체역학을 통하여 구하였다. 이러한 연기 거동에 영향을 미치는 온도분포를 정확하게 모사하기 위하여 터널 벽면을 단열 혹은 일정한 열유속(heat flux) 가정을 사용하는 대신 1차원 열전도(heat conduction)방정식을 이용하여 터널벽면의 온도를 계산하였다. 대피터널간의 거리가 가까울수록 대피자의 안전성은 높아지겠지만 상대적으로 건설비용이 증가하게 된다. 본 연구에서 대피터널의 길이는 250 m로 하였으며 화재 시 제연팬의 운전 조건을 3가지 (팬이 가동되지 않는 조건, 임계풍속이하조건, 임계풍속이상조건)로 나누어 연기의 거동과 온도분포를 고찰하였다. 그리고 화재가 발생한 시간부터 플래쉬오버가 발생한 시간까지의 연기의 거동과 대피자의 상황을 SE를 이용하여 고찰하였다.