• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2003년도 춘계학술발표대회 요약집
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• pp.121.1-121.1
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• 2003

• 한국정밀공학회지
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• 제17권11호
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• pp.5-16
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• 2000

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1999년도 춘계학술발표회요약집
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• pp.145-145
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• 1999

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권1호
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• pp.57-64
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• 2004

최근 심장질환에 의한 사망자 수는 놀랄 만큼 빠른 증가세를 보이고 있다. 인공심장은 혈액의 흐름에 따라 크게 박동류형과 무박동류형으로 나뉘며, 무박동류형 펌프는 비용적형으로 박동류형에 비해 소형화가 가능하다는 장점을 가지고 있다. 이러한 무박동류형 혈액펌프는 다시 구동방식에 따라 축류형과 원심형으로 구분되어지며, 그중 축류형 혈액펌프는 같은 무박동류형인 원심형 혈액펌프와 비교하였을 때 훨씬 간단한 구동장치와 제어장치를 가진다. 혈구가 파괴되어 헤모글로빈이 혈구 밖으로 빠져나가는 것을 용혈이라 하며 혈액이 응고하여 혈관을 막게되는 혈전현상은 이러한 용혈이 주된 원인이다. 따라서 혈액펌프가 구동함에 따라 발생하게 되는 용혈의 수치를 낮추는 것은 혈액펌프를 개발하는데 있어서 중요한 조건 중에 하나이다 이러한 용혈을 평가하기 위한 방법으로는 현재 in-vitro실험이 가장 널리 사용되어지고 있으나, 이러한 체외실험을 하기 위해선 상당한 비용과 장기간의 연구기간이 요구되어진다. 이러한 in-vitro실험의 단 전을 보완하기 위해 개발되어진 CFD해석법은, 엔지니어로 하여금 in-vitro실험을 실시하지 않고 용혈이 발생하는 지역과 용혈발생예측치를 추정할 수 있다. 본 연구의 목적은 in-vitro실험의 결과데이터와 CFD해석의 예측결과데이터의 여러 가지 비교를 통해 CFD해석의 정확성을 검증하고, 또한 이러한 정확성이 검증된 CFD해석법을 현재 개발되어지고 있는 축류형 혈액펌프의 개발단계에 적용하기 위함이다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.52-58
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• 2014

The development of efficient systems for water quality improvement for water sources such as lakes, dams and reservoirs has become a necessity to provide not only a cleaner and safer water to the urban society, but also to provide a cleaner and safer environment for the aquatic organisms living in lakes, dams and reservoirs. This study concentrates on the outlet design and internal flow analysis of an axial flow pump used in a floating type water treatment system completely powered by renewable energy source. The treatment system is designed to raise water from depths of about 3~5m up to the water surface where it is naturally mixed with air as it is released back to the reservoir. The outlet of a typical axial flow pump is modified to suit the floating type water mixer. The performance of the axial flow pump is studied by investigating the internal flow of the system. Results show that the change in outlet shape does not alter the performance of the original pump at the maximum efficiency point as long as the cross sectional area of inlet is the same as the outlet. The axial pump for floating type water treatment system has good cavitation performance in the whole flow passage.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제15권6호
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• pp.58-63
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• 2012

This paper presents a numerical study on the performance improvement of axial-flow pump with guide vanes. Design optimization for guide vanes in an axial-flow pump has been studied through the implementation of a commercial CFD code and DOE (design of experiments). We also discussed how to improve the performance of the axial-flow pump by designing the guide vanes. Geometric design variables were defined by the meridional plane and vane plane development of guide vanes. The effect of hub tip ratio analyzed the meridional plane of guide vanes. The importance of the geometric design variables was analyzed using $2^k$ factorial designs. The objective functions for guide vane geometric variables were defined as the total efficiency and the total head at the design flow rate. From the $2^k$ factorial design results, the important design variables were found and the performance was increased in comparison with the base design model.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제21권4호
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• pp.353-362
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• 2000

축류형 혈액펌프에서 발생하는 용혈이 이 펌프의 성공여부를 결정짓는 주요한 요인의 하나이다. 지금까지는 용혈을 알아내기 위해서는 in-vitro 적인 실험에 의하여 용혈량을 추정하였으나, 수치유체해석에 의한 용혈량의 추정이 가능하다고 생각된다. 따라서, 본 연구에서는 다양한 형태의 임펠러에 대하여, 난류모델은 k-$\varepsilon$모델을 사용하여 3차원 수치유체역학 해석을 시도하였다. 수치유체해석에 있어서는 펌프 유입측에 입자를 흘려 넣어 이 입자가 매일 10ms마다 받는 난류에너지를 구하여 전단응력으로 환산하였다. 해석결과 전단응력은 주로 임펠러의 후방에서 나타나는 것을 알 수 있었다. 수치유체해석결과의 신뢰성을 확인하기 위하여 임펠러의 in-vitro 실험에 의한 용혈시험 결과를 비교하였으나, 양자 사이에 상관도는 높은 것을 알 수 있었다. 상기한바와 같이 유체 해석에 의한 용혈 예측은 물론 용혈이 발생하는 주요 부위의 예측이 가능함을 시사하고 있어, 축류형 혈액펌프 개발시 용혈 특성 개선을 위한 설계도구로써의 유용함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권6호
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• pp.795-804
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• 2002

The optimal design code of an axial flow pump has been developed to determine geometric and fluid dynamic variables under hydrodynamic as well as mechanical design constraints. The design code includes the optimization of the complete radial distribution of the geometry by determining the coefficients of 2$^{nd}$ order polynomials to represent the three-dimensional geometry. The optimization problem has been formulated with a nonlinear multivariable objective function, maximizing the efficiency and stall margin, while minimizing the net positive suction head required. Calculation of the objective function is based on the mean streamline analysis and through-flow analysis using the present state-of-the-art model. The optimal solution is calculated using the penalty function method in which the genetic optimizer is employed. The optimized efficiency and design variables are presented in this paper as a function of non-dimensional specific speed in the range, 2$\leq$ $n_{s}$ $\leq$10. The results can be used in preliminary design of axial flow pumps.

• 한국기계가공학회지
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• 제20권3호
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• pp.107-112
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• 2021

Pressure, which is a dynamic characteristic of a floodgate, is predicted using an FSI analysis method. A fluid analysis model and a hydrology analysis model were used as analysis models. As a result of the analysis, we found that a warped model has smaller acceleration than a square model. Additionally, this numerical analysis technique was applied to the actual hydrology, and the analysis results were compared with the results of the vibration tests. As a result, we confirmed that there is a small difference between the results of the vibration tests and the results of the FSI analysis. Through this analysis, the applicability and reliability of the FSI analysis method were verified. We concluded that the pressure of a floodgate can be measured through an FSI analysis method.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2002년도 추계학술발표논문집
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• pp.193-196
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• 2002

완전인공심장은 크게 정상류형과 박동류형이 있다. 정상류형 인공심장중 축류형 혈액펌프는 기구가 간단하고 비용적형이기 때문에 소형화가 가능한 장점이 있지만, 가동중 발생하는 난류로 인해 용혈현상이 따른다는 단점이 있다. 이 용혈의 형성과정은 실제와 가까운 모의실험을 하지 않고서는 알 수가 없다. 따라서 본 연구에서는 모의 실험단계를 거치지 않고 유한요소해석에 의한 난류평가를 통하여 용혈지수가 가장 낮은 임펠러의 형상을 연구하였다. 난류해석 결과, vane매수가 적을 경우 상대적으로 용혈지수가 낮게 나타나는 것을 알 수 있었으나 vane매수가 적을 경우에는 일정한 출구유량을 얻기 위해 임펠러의 고속회전 이 필요하며 이에 따른 난류에너지가 발생, 높은 용혈지수가 예상되므로 본 논문에서는 vane매수 4매-6매 중 6000-7000rpm의 회전속도사이의 조건으로 설계된 임펠러의 모델이 적당한 것으로 예측할 수 있었다.