• 대한기계학회논문집B
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• 제36권9호
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• pp.885-894
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• 2012

마이크로채널 메탄 수증기 개질 반응기의 열 및 물질 전달 특성을 이해하기 위한 수치해석 연구를 수행하였다. Rh-촉매의 메탄 수증기 개질 반응과 Pt-촉매의 메탄 연소 반응을 함께 모델링하였다. 화학 반응의 반응 속도를 해석 모델에 적용하였다. 접촉시간, 평행류 대향류 등 유동 패턴, 채널 크기 등이 개질 성능과 온도 분포에 미치는 영향을 관찰하였다. 평행류와 대향류는 서로 반대되는 온도 분포를 갖게 되고, 그로 인해 서로 다른 반응 속도와 화학종 몰분율을 나타낸다. 접촉시간이 짧아지고 채널 크기가 증가할수록 촉매층과 혼합물 유동 사이의 물질 전달이 제한되어 개질 성능은 감소하게 된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권2호
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• pp.139-148
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• 2013

본 연구에서는 1kW 급 SOFC 시스템의 AOGR(anode off-gas recirculation)을 위한 이젝터를 설계하고 이젝터 적용시의 시스템 효율을 매개변수 연구를 통해 알아보았다. 화공해석 프로그램를 이용하여 이젝터의 작동 조건을 계산하였고, 전역 최적값을 보장하면서도 CFD 계산에 따른 부하를 최소화하기 위하여 유전 알고리듬과 크리깅 모델을 이용하여 최적화를 진행하였다. 최적화를 통해 음속 이젝터에서 가장 큰 영향을 미치는 설계 변수가 이젝터의 목직경과 1 차 노즐의 위치임을 식별하였다. 유동변수에 대한 매개변수 연구를 통해 설계된 이젝터는 1kW 급 SOFC 의 다양한 작동 조건에서 충분한 유연성을 가지며, SOFC 에 적용시 증기의 56% 와 연료의 8.4% 절감이 가능함을 보였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권8호
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• pp.893-904
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• 2013

NSGA-II와 함께 크리깅 메타모델기반 다목적최적설계 전략을 3차원 CFD 시뮬레이션을 통해 액셜 피스톤 펌프의 밸브 플레이트 형상을 최적화하는데 적용하였다. 펌프의 압력 변동을 저감하고 수력 효율을 최대화하기 위한 최적설계 과정은 두 단계, 즉 (1) 밸브 플레이트 상의 6개 형상 설계 변수를 선정하고 각 설계변수의 변화에 따른 CFD 해석을 수행하며, (2) CFD 데이터를 이용한 NSGA-II에 기반한 다목적최적설계 접근방식으로 최소 맥동 압력과 펌프 효율 설계에 대해 파레토 프론트를 평가하는 것으로 구성된다. 이들 결과로부터 최소 맥동 압력을 가지며 액셜 피스톤 펌프의 목표 효율에 도달하는 최적 절충해를 선택할 수 있었다.

• 동력기계공학회지
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• 제3권3호
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• pp.60-69
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• 1999

The noise and vibration sources of rotary compressor for room air-conditioner are pressure pulsation of compression process, cavity resonance of inner space, structural radiation noise of shell and impact noise of discharge valve. Among them, pressure pulsation is very important noise and vibration source. Because it transferred various kinds of noise and vibration like as mentioned above. In this reason, muffler and resonator are used in order to absorb and remove these noises. But an analytical prediction using acoustic analysis does not coincident with the experimental result. The difference between analysis and actual state is due to the assumption of analysis. This paper covered with new concept of muffler design based on the turbulence kinetic energy of flow by using CFD. From this analysis, it is possible to decide the best position of discharge port of muffler. Therefore $2{\sim}3dB$ noise reduction effect is acquired in rotary compressor of 5000 BTU grade. Also new approach of resonator design is suggested. From this study, the characteristics of resonator and surge hole (a kind of resonator without pipe length) are identified. The former is useful for pure tone noise (narrow frequency band), and the latter is effective for broad frequency band. This paper shows that it is very available to use 3 dimensional analysis of resonator in order to predict more exact tuning frequency. The result is proved by a lot of experiments. From combination of fluid analysis and acoustic analysis, up stream position is effective location of resonator concerning turbulence motion of fluid.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권11호
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• pp.1091-1097
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• 2017

상용(Commercial type) 냉각 팬이 적용된 방산용 전자장비는 생산 기간 중 팬 단종이 빈번하게 발생된다. 팬 단종 문제의 해결을 위해서는 대체 팬 선정이 필요하며, 고온 동작 시험 등의 장비 성능 및 신뢰성 검증이 요구된다. 따라서 본 논문에서는 생산 과정에서 활용 가능한 효과적인 대체 팬 선정 및 검증 방안에 대해 연구하였다. 먼저, 장비 냉각에 필요한 유량 및 압력을 계산하여 대체 팬을 선정하였고, 신뢰성을 확보한 CFD 방열 해석 모델을 활용해 팬 선정의 타당성을 검증하였다. 이후 대체 팬을 장비에 적용하여 고온 운용 시험을 수행하였다. 그 결과 장비는 고온 환경에서 정상적인 기능을 발휘하였으며, 주요 부품 및 내부 공기 온도는 열적으로 안정된 상태임을 확인하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제31권2호
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• pp.65-75
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• 2015

본 연구에서는 전산유체역학 모델과 지리정보시스템 자료를 이용하여 밀양시 내이동에 위치한 자동지상관측소(AWS 288)의 지상 바람 관측환경을 분석하였다. AWS 288 인근 지역에 건축 중인 아파트 단지에 의한 관측환경 변화를 분석하기 위하여 16방위의 유입류를 고려하였다. AWS 위치에서 수치 모의된 풍속과 풍향 변화를 중점적으로 분석하였고, 3가지 유입류(남남서풍, 남남동풍, 북북서풍)에 대해서는 AWS 288 주위의 흐름 특성을 상세하게 분석하였다. 남남서풍의 경우, AWS 288 지점에서는 남서쪽에 위치한 아파트 단지의 영향으로 아파트 단지 건축 전과 후의 풍속 차이가 가장 크게 나타났다. 아파트 단지 건축 전에 상대적으로 높은 풍향 빈도가 나타난 남남동풍과 북북서풍의 경우에는 아파트 단지 건축 전 대비 건축 후의 AWS 288 지점에서 수치 모의된 풍속과 풍향 차이는 크지 않았다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.192-199
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• 2008

The key issues for the reduction technologies of the exhaust gas from diesel engine being developed are to reduce particulate matters and NOx. The SCR system is known to be one of the most efficient and stable technologies to remove NOx through the mixing of NOx and urea solution. In the present research, the effects of mixer configurations of SCR system have been investigated to enhance the SCR performance. First, a Schlieren technique is employed to visualize the mixing characteristics of urea solution and exhaust gas. The results show that a mixer is essential to obtain proper fluid mixing. In addition, numerical studies have been made to understand the mixing characteristics through the comparison of the mal-distribution index of concentration at the several locations of the diffuser. In particular, the effects of number of blade and mixer angles on mixing characteristics were studied. The results show that the blade angle has a larger effect on the mixing characteristics than the number of blades.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.74-80
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• 2008

A combustion of CAI engine is purely dominated by fuel chemical reactions. In order to simulate the combustion of CAI engine, it should be considered the effect of fuel components and chemical kinetics. So it needs enormous computational power. To overcome this problem reduced problem of needing massive computational power, chemical kinetic mechanism and multi-zone method is proposed here in this paper. A reduced chemical kinetic mechanism for a gasoline surrogate was used in this study for a CAI combustion. This gasoline surrogate was modeled as a blend of iso-octane, n-heptane, and toluene. For the analysis of CAI combustion, a multi-zone method as combustion model for a CAI engine was developed and incorporated into the computational fluid dynamics code, STAR-CD, for computing efficiency. This coupled multi-zone model can calculate 3 dimensional computational fluid dynamics and multi-zoned chemical reaction simultaneously in one time step. In other words, every computational cell interacts with the adjacent cells during the chemical reaction process. It can enhance the reality of multi-zone model. A greatly time-saving and yet still relatively accurate CAI combustion simulation model based on the above mentioned two efficient methodologies, is thus proposed.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권1호
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• pp.104-111
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• 2017

본 연구는 원심펌프 내부 유동장 특성에 대한 시뮬레이션 및 시각화에 중점을 둔다. 3D 수치해석은 Reynolds Average Navier-stock 코드를 k-${\varepsilon}$ 표준 2차방정식 난류 모델로 처리하여 수행하였다. 시뮬레이션은 흡입측, 임펠러, 토출측 영역에서 조도로 인한 마찰 손실과 임펠러 웨어링에서 체적 손실을 포함한다. 해석과 실험사이의 성능곡선 비교결과 최대 5 %의 작은 차이를 보이며 동일한 추세를 나타냈다. 최고 효율점에서 속도 벡터는 고르게 나타났지만 비 설계점에서는 현저한 변화가 나타났고, 텅 부근의 임펠러 유로토출부에서 강력한 재순환 영역이 나타났다. 비교적 일정한 압력분포가 텅 부근임에도 불구하고 임펠러 주위에 관찰되었다. 볼류트 내에서 기하학적으로 인해 형성된 나선형 와류가 이 영역에서 유동장이 상대적으로 난류이고 불안정하다는 것을 증명하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권11호
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• pp.889-897
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• 2014

본 논문은 고분자 전해질 연료전지 해석 방법과 유전자 알고리즘을 결합하여 연료전지 유로 최적화를 이끌어 내는 방법을 연구한다. 종래의 해석 방법은 연료전지를 하나씩 설계하여 해석 결과를 비교하였다. 하지만, 경계조건과 물성치를 설정하는 부분, 메시 작성 작업 등 많은 시간이 소요되며, 정확성 또한 떨어져서 비효율적이다. 본 논문에서 제안하는 유전자 알고리즘을 사용하면 자동으로 채널 구조에 변화를 줄 수 있어서 다양한 크기의 연료지전 해석 결과를 얻을 수 있다. 이는 최적화 과정을 통해 최대 성능의 결과를 알 수 있게 되며, 해석 결과 값에 따라 최적의 채널 구조를 찾을 수 있다.