• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.161-164
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• 2006

액체로켓엔진 연소실의 막냉각 성능을 예측할 수 있는 설계프로그램을 개발하였다. 저혼합비 가스의 열차폐 효과를 전산해석으로 예측하였고 이를 기반으로 1차원 모델을 개발하여 기존의 재생냉각 설계 프로그램에 이식하였다. 문헌에 제시된 축소형 연소실에서의 막냉각 특성과 비교하여 노즐목에서의 열유속에 대한 본 프로그램의 정확성이 -16%에서 +28% 범위에 있음을 확인하였다. 연료유량의 10% 막냉각에 의하여 노즐목의 열유속을 36% 감소시킬 수 있음을 확인하였다.

• 전산구조공학
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• 제11권1호
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• pp.153-160
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• 1998

본 연구에서는 가압열충격 사고로 소형 냉각재 상실사고를 가정하여 냉각재의 온도와 압력의 이력으로 부터 용기 벽의 온도분포를 구하고, 이로 부터 열응력과 압응력을 해석적으로 구하였다. 또 균열 선단에서의 응력강도계수와 파괴인성치를 ASME코드의 방법을 이용하여 구하였고, 이들을 시간에 따라 비교하여 균열의 진전여부를 평가하였다. 원자로 용기 벽에 존재하는 여러 형태의 균열이 견딜 수 있는 최대 기준무연성천이온도를 결정하였으며 평가 결과에 대하여 고찰하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.43-46
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• 2009

열탄성 부영역, 열탄점소성/손상 부영역, 공유면, 접촉 공유면에 기반을 둔 영역/경계 분할법을 적용하여 재료 비선형성을 갖는 열탄점소성 손상 문제와 경계 비선형성을 갖는 접촉 문제의 효율적인 해석을 제안하였다. 영역 및 경계 분할에 관련된 공유면 및 접촉 공유면에서의 연속 구속 조건을 처리하기 위하여 간단한 벌칙 함수 기법을 적용하였다. 결과적으로 재료 및 경계 비선형성은 소수의 부영역과 접촉 경계면에서 계산되는 유한요소 행렬들에 국한된다. 따라서 적절한 해석 알고리듬을 구성하면 대폭적인 효율성 향상이 가능하게 된다. 대변형과 같은 기하학적 비선형성은 고려하지 않았으며, 간단한 수치 실험을 통해서 열탄점소성 손상 및 접촉 해석의 효율성에 관련된 기본적인 특성을 분석하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1997년도 추계학술발표회논문집(1)
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• pp.567-572
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• 1997

범용 전산유체해석(Computational Fluid Dynamics) 코드인 CFX-F3D를 이용하여 봉 다발에서의 난류 유동 수치해석을 수행하였다 3$\times$3 봉으로 구성된 부수로 사이의 난류 횡류(Crossflow) 혼합유동과 평행한 4개의 봉으로 이루어진 벽 수로에서의 난류 유동구조를 수치적으로 분석하여 각각의 실험결과와 비교하였다. 부수로 횡류 혼합유동의 경우 예측된 주 유동방향 평균 속도분포는 실험결과와 잘 일치하였으나 벽면과 인접한 부수로에서의 난류강도 분포는 다소 큰 차이가 나타났다. 백수로의 경우 수로 중심선 근처의 주 유동방향의 속도변화는 크게 예측되었고 벽 전단응력은 유로가 협소해지는 영역에서 낮게 예측되었으나 전반적으로 실험결과와 유사한 유동특성을 나타냈다. 이 연구는 봉 다발에서의 난류 유동구조에 대한 이해를 증진시킴과 더불어 CFX-F3D 코드를 평가함으로써 향후 지지격자와 임계열유속 증진장치가 부착된 복잡한 형상의 핵연료 다발에서의 유동장 수치해석의 기반을 마련하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(1)
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• pp.789-794
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• 1998

중대사고 해석 전산 코드 국산화의 필요성이 대두되고 있는 이때 우리가 개발해야 할 코드의 요건을 다음 여섯 가지로 정리하였다: 1) 종합적인 해석 코드. 2) 1차계통과 격납건물 모사 능력의 유연성, 3) 자세한 발전소 거동 모사, 4) 사용자 편의성, 5) 개선 및 새로운 모델 접목의 용이성. 그리소 6) 최신 모델 포함. 이런 관점에서 기존의 중대사고 해석코드를 분석한 결과 코드 개발의 기준 코드로 MELCOR를 선정하였다. MELCOR는 계통 모사의 유연성 때문에 상용 발전소 뿐만 아니라 앞으로 개발 계획 중인 차세대나 중소형 원자로까지도 확장이 가능하며, 상세한 열수력 기본 지배 방정식을 활용하고. 모델 분석 및 개선에 필요한 코드에의 자유로운 접근이 허용되며, 지속적인 코드 개선이 이루어져 최신 모델을 보유하고 있다. 이미 MELCOR는 상당한 수준의 결과를 예측하고 있기만. 노심 손상 모델을 개선하고 격납건물 안에서의 주요 현상 모사 모델을 추가하며. 또한 국내에서 이루어지고 있는 SONATA 실험이나 증기 폭발 실험 결과들을 MELCOR에 반영하는 것이 가급적 짧은 시간에 기술 자립을 이를 수 있는 방법으로 판단된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제34권4호
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• pp.22-28
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• 2020

복합소재 고체 가연물의 화재발생시 발생되는 열방출률을 ISO 9705 룸코너 시험을 통해 측정하였고 Fire dynamics simulator (FDS)에서 제공하는 열방출률 예측모델을 이용하여 전산해석을 수행하였다. 복합소재 고체 가연물로는 PU폼과 PP, 철재로 대부분 구성되어있는 영화관 의자를 선정하였다. FDS에서 제공되는 열방출률 예측방법을 단순모델과 열분해 모델로 구분하고 각각의 모델을 적용하여 동일한 조건에서 전산 해석한 결과, 열분해 모델을 통해 예측된 열방출률과 화재성장율이 단순모델을 이용하는 경우에 비해 ISO 9705 룸 코너 시험을 통해 측정된 결과와 잘 일치함을 확인할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.315-318
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• 2009

본 논문에서는 해상 기초 교각 매스 콘크리트의 수화열 저감 방안을 다루었다. 저발열 콘크리트, Mesh형 거푸집 공법 등에 대한 실험을 수행하여 각각의 수화열 저감효과를 평가하였다. 현장 실험은 사용 시멘트와 거푸집의 종류, 거푸집의 사용 면수에 따라 총 4 type으로 구성하였으며, 이에 대한 실험 결과와 유한 요소 해석 결과를 비교, 검증하여 최종적인 수화열 저감 성능을 도출하고자 하였다. 실험을 통해, 저발열 시멘트와 유로폼을 사용하는 것이 수화열 저감을 위해 효과적인 방법으로 판명되었으나 추가 공사비의 발생으로 효율성이 떨어질 것으로 판단된다. 또한 Mesh형 거푸집 적용 면 수와 온도 상승 저감 효과는 비례하는 것을 알 수 있었지만 내 외부 온도차가 다소 크게 나타나 수화열에 의한 균열 발생 확률면에서는 다소 불리하게 나타났다. 그러나 실험 단계에서 생략된 양생과 관리를 통하여 균열의 저감효과를 거둘 수 있을 것으로 판단되며, 추가적으로 거푸집 해체 단계를 생략함으로 공기단축 측면에서 유리할 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.157-160
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• 2011

본 연구에서는 광섬유 센서 기반 스마트 모니터링 시스템이 지중 열전도도 측정에도 효율적으로 적용될 수 있는지를 분석하였다. 이를 위해 광섬유 온도센서를 이용하여 지반의 열전도도를 측정할 수 있는 열응답 시험기가 개발되었다. 개발된 열응답 시험기는 기존의 RTD(Resistance Temperature Detector) 온도 센서 외에 광섬유 센서의 한 종류인 FBG(Fiber Bragg Grating) 센서도 실시간적으로 측정할 수 있는 시스템으로 구성되어 있다. 개발된 장비의 적용성 검증을 위하여 주문진 표준사를 이용하여 모형토조 내에 일정한 간극비에 맞추어 시료가 조성되었으며 지중열교환기는 U자형 파이프가 사용되었다. 20시간동안 열응답 시험을 통하여 광섬유 센서와 RTD 센서를 동시에 이용하여 온도값을 측정하여 표준사의 열전도도 값을 산출하였다. 그 결과 모형실험을 통한 열전도도 값은 탐침법을 통해 얻어진 열전도도 값과 선형 열원 모델(line source model) 해석해와 거의 유사하게 나타났으며 광섬유 센서와 RTD 센서와의 온도차는 0.1~0.3$^{\circ}$로써 유사한 값을 나타내었다. 따라서 본 연구에서 개발된 광섬유 기반 열응답 시험기는 지반의 열전도도를 측정하는데 효과적으로 사용될 수 있음을 알 수 있었으며 향후 지열시스템 가동에 따른 지중열 교환기의 손상도 평가 및 경보시스템 개발을 위해 지중열교환기의 거동을 실시간으로 모니터링 하는데 있어서도 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제4회(2015년)
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• pp.606-611
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• 2015

초기 화재 진압을 위해 사용되는 스프링클러(sprinkler) 설비는 스프링클러헤드의 형태에 따라 살수 분포가 달라진다. 화점의 발생 위치는 특정하기 어려우므로 스프링클러의 살수범위(spray coverage)가 넓게 퍼지는 형태가 되는 것이 확률적으로 가장 큰 효율성을 가진다. 본 연구에서는 EDISON_전산열유체 시스템의 다상유동 해석자를 활용하여 스프링클러헤드의 형태에 따라 살수각과 국부 유동장을 분석하였다. 3차원 형상을 가지는 스프링클러헤드 형상을 2차원 단면으로 나누어 해석하였으며 프레임(frame)과 반사판(deflector)의 형상에 따른 유동장의 변화를 살펴보았고 살수각(spray angle)을 정량적으로 나타내었다. 최종적으로 최대 최소의 살수각을 갖는 2차원 스프링클러헤드를 형상화하였고 이를 중첩하여 살수 범위를 넓게 갖는 스프링클러헤드를 3차원 모델링하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.299-308
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• 2022

본 논문은 슬로싱 상태에 놓인 포화 상태 액체수소탱크에서 열 유속 및 BOG(Boil-off gas)의 경향을 다루고 있다. 특히, 액체-기체간의 침투 및 혼합에 의한 열 교환에 관심을 두었다. 먼저, VOF(Volume of fluid)와 Eulerian 기반의 다상 유동모델로 모형 슬로싱 실험을 모사하여 압력을 예측하고 계측된 값과 비교하였다. 자유 수면 및 충격 압력 실험 결과와 해석 결과를 비교하였으며, 유체의 속도 예측에서 정확할 수 있음을 간접적으로 증명하였다. 그리고 2차원의 Type-C 원통형 수소탱크를 대상으로 다상열유동해석을 수행하였다. 이때 포화상태에 놓인 액체 및 기체수소를 가정하고, 해석을 통해 각 상간의 혼합에 의한 열 교환의 수준을 확인하고자 하였다. 단, 상간의 열 교환만을 관심으로 두고 있었으므로 질량전달 및 기화모델은 해석에서 제외하였다. 최종적으로 상의 혼합으로 인해 액체수소로 유입되는 열 유속의 기여도에 대하여 정리하였다. 또한 액체수소로 유입되는 열 유속과 집중 질량 기반의 간이식을 통해 BOG 발생량 및 경향을 예측하고 분석하였다.