• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1995.11a
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• pp.5-14
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• 1995

본 연구는 석탄가스화기내의 비반응 유동장에 대한 연구로서, 순수유동장 및 미분탄입자를 포함한 이상유동장에 대한 전산해석을 수행하였다. 가스화기내의 물리적 현상을 기술하는 Navier-Stokes 방정식을 유한차분법에 의하여 해석하고 그 결과를 나타내었다. 특히 선회유동의 영향에 의한 미분탄입자의 거동 및 재순환영역의 특성에 대하여 상세히 고찰하였다. 해석결과에 의하면 가스화기내에서는 몇개의 재순환영역이 형성됨을 알 수 있었다. 비반응유동장의 해석결과이지만, 선회유동은 화염안정화에 긍정적인 영향을 줄 수 있을 것으로 추측되는 결과를 보였다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.12 no.7
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• pp.53-65
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• 1995

입자화상 처리기법은 유체역학 분야의 정량적 유동가시화에 있어서 중요한 역할을 하고 있다. 회전 유동의 측면 사진을 찍을 때, 측정부의 볼록면 때문에 그 영상에서 광학적 변형이 일어나게 된다. 이러한 변형은 측정부의 형상은 물론 회전유동의 방향에 의해서도 큰 영향을 받는다. 정확한 유동장을 얻기 위해서 이러한 변형이 적절한 방법에 의하여 교정된다. 교정한 실험 데이터를 수치해석 결과와 비교해 보면 정량적으로 잘 맞는 것을 알 수 있다.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.9 no.1
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• pp.17-27
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• 2010

KSLV-I KM plume including alumina particle has been studied using the continuum solver. Alumina particles are assumed to have 7 different diameters, and the specific ratio of the plume gas is assumed to be 1.2, with which the internal nozzle flow characteristics are similar to those of the chemically equilibrium analysis results. The results showed that the expansion angle of the particles is smaller than that of the gas phase, and that the big sized alumina particles are gathered in the plume core and the expansion angles of the big sized particles are smaller than those of the light particles. When the emissivity of the particles are assumed to be 0.1, the radiative heat flux is equivalent to those measured during the flight test of KSLV-I.

• Journal of Energy Engineering
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• v.4 no.3
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• pp.331-337
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• 1995

석탄가스화 복합발전 시스템은 고효율 및 우수한 환경보전성으로 인하여 차세대 화력발전 시스템으로 각광받고 있다. 본 연구는 석탄가스화기내의 비반응 유동장에 대한 연구로서, 순수유동장 및 미분탄입자를 포함한 이상유동장에 대한 전산해석을 수행하였다. 가스화기내의 유동장을 기술하는 Navier-Stokes방정식을 유한차분법에 의하여 해석하고 그 결과를 나타내었다. 특히 선회유동의 영향에 의한 미분탄입자의 거동 및 재순환영역의 특성에 대하여 선회강도의 함수로 고찰하였다. 해석결과에 의하면 가스화기내에서는 며책의 재순환영역이 형성됨을 알 수 있었다. 비반응유동장의 해석결과이지만, 선회유동은 화염안정화에 긍정적인 영향을 줄 수 있을 것으로 추측되는 결과를 보였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.04a
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• pp.10-10
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• 1998

본 연구에서는 제트 추진 기관의 터빈 익렬에서의 유동과 대기 중에 부유되어 있는 입자 또는 연소 생성물들이 제트엔진 내부로 유입될 경우 이에 따른 압축기 및 터빈 날개의 마모 및 충돌 부위를 예측하기 위하여 수치해석을 수행하였다. 일반적으로 각종 항공기의 추진 기관용 가스 터빈 엔진은 대기중에 부유되어 있는 각종 입자들의 영향을 받게 된다. 특히, 확산 지역을 통과하는 항공기나 먼지 입자 부유물이 많은 공업지대 또는 사막지역을 비행하는 항공기의 경우는 모래 알갱이, 먼지 및 연소 입자의 직접적인 영향을 받아 각 요소들에 심각한 부식 및 마모가 발생됨으로써 성능 저하 및 냉각 통로의 막힘, 압축기와 터빈 날개의 손상 등이 예측되어진다. 특히 항공기용 추진 기관은 엔진 입구에 유입 공기를 정화하기 위한 여과장치의 설치가 불가능하며, 자동차용 가스터빈 엔진의 경우는 여과 장치를 부착하여도 미세한 입자들이 여과 장치에 여과되지 않고 엔진 내부로 침투하게 되므로 치명적인 손상이 예상된다. 이러한 손상들은 초기에는 미세하게 발생하지만, 손상 정도가 점점 누적됨에 따라서 항공기의 안전 운전에 심각한 위험 요소로서 작용할 수 있으며, 경제적으로도 기관의 유지 보수비용의 증가를 가져올 수 있다. 따라서 압축기에 화산재 또는 대기중에 부유되어 있는 금속 입자나 먼지입자 등이 유입되었을 경우, 압축기 날개의 손상 부위와 정도를 예측하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 Lagangian방법을 적용하여 압축기 날개위의 부유 입자 충돌 부위를 예측하고, 설계 시 이를 보완할 수 있는 기준을 제시하였다. 아울러 설계 입구각과 크게 벗어난 유동의 유입시에 발생되는 박리 현상과 이에 따른 입자의 유동 및 날개의 입자 접착 부위를 예측하였다. 본 연구에서는 여러 크기의 입자(다양한 Stokes 수)들을 주어진 속도에서 유선을 따라 압축기 입구에서 압축기 유로로 여러 위치에서 부유 시켜서 그 입자들의 궤적 및 충돌, 점착 위지를 고찰하고, 정량적인 충돌량을 해석하기 위하여 입자 충돌 계수를 정의하여 압축기 날개 표면의 충돌특성을 알아보았다. 이러한 예측을 통하여 압축기 날개 표면의 충돌 부위를 예측하고, 날개의 표면을 코팅하는 등 보호 개선책을 제시할 수 있고, 연소의 반응물 입자가 터빈 날개에 충돌하여 발생되는 날개 표면의 파손, 냉각 홀의 막임, 연소 입자의 점착 부위 등을 예측하여 보완책을 준비할 수 있도록 하였다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.17 no.1
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• pp.9-17
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• 2013

A considerable deal of work has been carried out to get an insight into the gas-solid suspension flows and to specify the particle motion and its influence on the gas flow field. In this paper an attempt is made to develop an analytical model to study the effect of nozzle inlet/exit pressure ratio, particle/gas loading and the particle diameter effect on gas-solid suspension flow. The effect of the particle/gas loading on the mass flow, Mach number, thrust coefficient and static pressure variation through the nozzle is analyzed. The results obtained show that the presence of particles seems to reduce the strength of the shock wave. It is also found that smaller the particle diameter is, bigger will be the velocity as bigger particle will have larger slip velocity. The suspension flow of smaller diameter particles has almost same trend as that of single phase flow with ideal gas as working fluid. Depending on the ambient pressure, the thrust coefficient is found to be higher for larger particle/gas loading or back pressure ratio.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.05a
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• pp.460-466
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• 2010

단일 알루미늄의 연소 모델을 사용하여 알루미늄 분말의 점화 과정에 대한 전산유체 해석 기법을 개발하였다. 유동의 계산은 Reynolds averaged Navier-Stokes식을 사용하였으며, $k-{\epsilon}$ 난류모델을 적용하였다. 입자는 Eulerian-Lagrangian 방법을 사용하여 유동과 독립적으로 계산을 수행하였으며 상용 전산유체해석 프로그램인 Fluent 6.3을 사용하여 해석을 수행하였다. 단일 모델에서 사용한 대류 및 복사 열전달, 표면이상반응, 알루미늄의 용융열을 입자 가열원으로 고려하였다. 같은 조건을 사용하여 단일 입자 모델 계산과 전산유체해석을 수행하였으며, 두 결과는 5% 이내로 잘 일치 하였다. 이를 통해 전산유체해석에서 알루미늄의 점화를 모사할 수 있음을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.49 no.6
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• pp.790-797
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• 2011

Hydrodynamic similarity was analyzed by employing scaling factor in three phase fluidized beds. The scaling factor was defined based on the holdups of gas, liquid and solid particles and effectivity volumetric flux of fluids between the two kinds of fluidized beds with different column diameter. The column diameter of one was 0.102 m and that of the other was 0.152 m. Filtered compressed air, tap water and glass bead of which density was 2,500 kg/$m^3$ were used as gas, liquid and solid phases, respectively. The individual phase holdups in three phase fluidized beds were determined by means of static pressure drop method. Effects of gas and liquid velocities and particle size on the scaling factors based on the holdups of each phase and effective volumetric flux of fluids were examined. The deviation of gas holdup between the two kinds of three phase fluidized beds decreased with increasing gas or liquid velocity but increased with increasing fluidized particle size. The deviation of liquid holdup between the two fluidized beds decreased with increasing gas or liquid velocity or size of fluidized solid particles. The deviation of solid holdup between the two fluidized beds increased with increasing gas velocity or particle size, however, decreased with increasing liquid velocity. The deviation of effective volumetric flux of fluids between the two fluidized beds decreased with increasing gas velocity or particle size, but increased with increasing liquid velocity. The scaling factor, which was defined in this study, could be effectively used to analyze the hydrodynamic similarity in three phase fluidized processes.

• Journal of Energy Engineering
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• v.14 no.1
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• pp.11-17
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• 2005

The purpose of this research is to develop the model of pressure drop per unit pipe length due to the turbulence modulations in particle-laden flows which can be applied to various fluid conditions. The wake behind a particle, particle size, loading ratio and density difference between two phases of particle-laden flow was considered. The frictional pressure drop was modeled with the force balance in control volume. The numerical results show good agreements with available experimental data and the model success-fully predicted the mechanism of the pressure drop in particle-laden flows.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.20 no.3
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• pp.317-323
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• 2008

In the current study, A model for the flow analysis of fresh and highly flowable concrete has been developed using a particle method, the moving particle semi-implicit (MPS) method. The phenomena on the flow of concrete has been considered as a visco-plastic flow problem, and the basic governing equation of concrete particle dynamics has been based on the Navier-Stokes equation in Lagrangian form and the conservation of mass. In order to formulate a visco-plastic flow constitutive law of fresh concrete, concrete is modeled as a highly viscous material in the state of non-flow and as a visco-plastic material in the state of flow after reaching the yield stress of fresh concrete. A flow test of fresh concrete in the L-box was simulated and the predicted flow was well matched with the experimental result. The developed method was well showed the flow motion of concrete particles because it was formulated to be based on the motion of visco-plastic fluid dynamics.