• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권10호
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• pp.102-109
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• 2017

디젤 분사시스템의 고압펌프는 저압으로 공급된 연료를 압축하여 고압 연료로 만들고 엔진 작동조건에 따라 커먼레일의 연료를 요구되는 압력수준으로 유지한다. 고압펌프는 차량의 전체 수명기간 동안 연료를 2000 bar에 달하는 고압으로 압축하여 원활히 동작해야 하므로 설계기술, 재료의 내구성, 고도의 가공정밀도가 요구된다. 이 연구에서는 1-플런저 레이디얼 피스톤 펌프 형태의 고압펌프에 대한 시뮬레이션 모델을 상용 소프트웨어인 AMESimpp의 서브 모델들을 이용하여 개발하고, 고압펌프의 동작특성을 살펴보기 위해 시뮬레이션을 실시한다. 주요한 시뮬레이션 내용들은 입구 및 출구 밸브의 변위, 유량, 압력 특성, 캠의 토크 특성, 그리고 연료 미터링밸브의 압력 제어 특성과 오버플로밸브의 동작 특성이다. 또한 입구 밸브의 구멍지름과 스프링 초기력 등의 파라미터 변화에 따른 입구 및 출구 밸브의 유량과 커먼레일 압력 등의 고압펌프의 동작 특성과 응답 특성을 시뮬레이션을 통해 검토한다. 이를 통해서 개발된 펌프 모델의 동작이 논리적으로 타당함을 제시하고, 고압펌프를 설계변경하거나 개발초기에 설계변수들의 설정과 튜닝에 활용할 수 있는 시뮬레이션 모델을 제안한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.324-329
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• 2020

비상피난 지원시스템은 화재 발생시 차연막이 형성되고 차연막 내부로 외기를 급기 가압을 해주어 연기의 유입을 막아주어 안전한 대피로를 제공한다. 본 연구에서는 수치해석을 통해 급기구 지름이 10, 15, 20, 30 mm로 변화 할 때 비상피난 지원시스템 차연막 내부에 급기구 크기가 유동에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과 급기구 지름이 감소할수록 비상피난지원 시스템 입구부터 출구 길이 방향으로 급기구를 통한 유량이 비교적 고르게 형성 되는 양상을 보였다. 또한 20 mm 이상으로 급기구를 타공 할 경우 출구부 근처에는 급기 유량이 거의 발생하지 않는 문제점이 발생 하므로 급기구 지름을 20 mm 보다 작게 타공 해야 할 것으로 판단된다. 차연막 내부 공간 압력은 20 mm 이하로 타공시 길이 방향으로 비교적 매우 균일한 분포를 보였다. 또한 수치해석 결과를 이용하여 급기구의 부차 손실계수을 산출 하였으며 약 K=1.5 으로 계산되었다. 따라서 향후 비상피난 지원 시스템 설계시 본 연구에서 도출한 급기구 지름에 따른 유동특성과 급기구의 부차손실을 적용하여 적절한 설계가 수행될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제32권3호
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• pp.51-59
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• 2018

공연장 화재 시 방화막이 객석공간으로의 연기 확산을 억제하는데 중요한 역할을 할 수 있음에도 불구하고 이에 대한 연구가 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 전산시뮬레이션의 신뢰성을 확인하기 위하여 기존 축소모형실험에 대해 전산시뮬레이션을 수행하고 결과를 비교하였으며, 해당 전산시뮬레이션을 이용하여 방화막의 영향을 예측하였다. Fire Dynamics Simulator (FDS)를 이용하였고, 자연배출구 크기는 무대공간 바닥면적의 ~10%, ~5%, ~1%로 설정하였다. 연기 거동을 가시화하고 질량 유량 및 온도 등을 측정하고 분석하였다. 실규모 공연장 화재에서의 방화막 영향을 예측하기 위하여 상사법칙을 활용하였다. 방화막이 없을 때 본 전산시뮬레이션 결과는 기존 축소모형실험 결과와 비교적 잘 일치하였다. 한편, 실규모 공연장 화재 시, 방화막은 자연배출구 및 프로시니엄 개구부를 통한 질량 유량 및 객석공간으로 soot 유출이 일어나는 시점에 지대한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 방화막 개발을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 청정기술
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• 제25권2호
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• pp.153-160
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• 2019

디젤 선박 운행 횟수의 증가로 인한 대기오염이 심각해짐에 따라 선박의 유해배출가스에 대한 규제가 강화되고 있다. 따라서 선박용 디젤 배기 후처리 장치의 개발이 요구되고 배기 처리 장치는 유동 균일도가 높을수록 처리효율이 증가된다. 본 연구에서는 ANSYS Fluent를 이용하여 기존 저감장치, 저감장치 내부의 Baffle 설치시, 배기가스 유량에 따른 배압과 유동 균일도를 시뮬레이션 하였다. 기존 장치조건에서는 시스템 배압이 38 ~ 40 mbar로 나타났으며, 유동 균일도는 DOC 입구와 출구에서 약 84 ~ 92%로 나타났다. 시스템 내부에 Baffle을 설치한 경우 압력이 상승되고 유속 증가로 인해 유동 균일도가 낮아진다. 배기가스 유량을 $7,548kg\;h^{-1}$에서 $3,772kg\;h^{-1}$로 50% 감소했을 때, 낮은 유속에 의해 DOC 입구와 출구의 유동 균일도는 약 1 ~ 3% 증가했다. DPF의 경우 불균일한 유동이 DOC를 균일하게 거쳐 흐른 후 유입되기 때문에 유동 균일도가 98 ~ 99%로 높게 나타났다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권1호
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• pp.153-160
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• 2021

아산화질소(Nitrous oxide, N2O)는 지구온난화 물질의 하나로 이산화탄소에 비해 지구온난화효과가 310배 강하고 분해하는데 120년이 소요되기 때문에 오존층 파괴에 주범으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 N2O를 저감하기 위해 고온 열분해 기술을 적용하여 N2O 저감 공정에서 발생하는 NOx 배출 특성에 대해 조사하였다. 고온 유동장을 형성하기 위해 동축 분젠 예혼합 화염을 열원으로 채택하였으며 실험 변수로는 노즐출구속도, 동축류 속도 및 N2O 희석률로 설정하였다. 실험 결과, NO 생성률은 노즐출구속도 및 동축류 유량에 관계없이 N2O 희석률이 증가함에 따라 증가하였다. N2O의 경우에는 연소 불안정성(Kelvin Helmholtz 불안정)이 억제된 안정된 예혼합 화염에서 다량으로 배출되었는데, 이는 화염 면 부근에서 감소된 N2O의 체류시간으로 인해 열분해 시간이 충분하지 않기 때문인 것으로 사료된다. 따라서 N2O의 저감 효율을 증진시키기 위해서는 K-H 불안정성이 발생되는 노즐출구속도를 선정하여 화염 면 부근에서 발생되는 와류(toroidal vortex) 형태의 유동 구조를 형성하는 것이 N2O의 체류시간을 증가시키는데 효과적인 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.835-844
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• 2015

본 연구에서는 안성천 공도수위관측소 상류유역에 대해 지표수-지하수 통합모형 SWAT-MODFLOW를 적용하여 농업용 저수지 관개 및 지하수 이용에 따른 하천유출량 변화를 모의하였다. 유역내에 위치한 고삼 및 금광 저수지 직하류부에서는 관개용수 공급으로 인하여 갈수량이 자연 유량 조건에 비해 각각 약 31.2%, 82.5% 만큼 감소하는 것으로 분석되었다. 반면에 유역 출구부에서는 회귀수 영향으로 농업용 저수지 영향이 작게 나타나 5.7% 정도의 갈수량이 감소하였으며, 지하수 양수 영향과의 복합적 영향으로 약 19.2% 만큼 감소하는 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.1229-1233
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• 2005

본 연구는 도시지역의 강우-유출로 인한 비점오염물질의 유출특성 및 배출부하량을 조사하기 위하여 영산강권역의 풍영정천을 대상으로 조사하였다. 대상 유역의 토지이용별 구분은 논지역, 하류공단 및 논$\cdot$산지 복합 토지 이용특성, 공단 지역, 도시 분류식 지역, 소유역 출구지역으로 구분하였다. 시료의 채취는 강우시 4회에 걸쳐 조사하였으며, 매회 시료 채취 주기는 강우유출이 발생하기 전부터 시작하여 첨두유출량이 발생때까지 $1\~2$시간 간격으로 채취한 후 강우 종료 후 유출량 변화가 없을 때까지 $9\~12$단계로 세분하여 유출량과 pH, DO, BOD, COD, SS, T-N, T-P의 농도를 측정 하였다. 토지이용별 비점오염물질의 유량가중평균농도(EMC : Event Mean Concentration)를 살펴보면, BOD의 EMC는 $4.43\~14.22mg/{\ell}$의 분포를 보였으며, 도시 합류식 토지이용 특성을 지닌 P-4지점에서 가장 큰 농도를 보였을 뿐만 아니라 타 토지이용 특성에 비하여 두드러지게 초기 오염물질 유출 현상을 나타내었다. COD의 EMC는 $8.27\~18.81mg/{\ell}$의 분포를 보였으며, BOD 수질농도와 같이 P-4 지점에서 가장 큰 농도를 갖는 것으로 나타났다. SS의 EMC는 $35.76\~358.86mg/{\ell}$의 분포를 보였으며, 소유역의 중간지점이면서 논$\cdot$산지$\cdot$공단지역의 토지이용 특성을 지닌 P-2 지점에서 가장 큰 농도를 나타내었다. 이는 조사기간(Event 1, Event2) 동안 상류의 자연형하천 제방공사로 인한 토사유출로 인하여 다소 높게 나타난 것으로 판단된다. 또한, 대상유역 전반적으로 초기 오염물질 유출 현상을 보였으며, BOD와 COD 수질농도의 분포양상과는 다르게 강우량 및 강우강도에 많은 영향을 받는 것으로 나타났다. T-N의 EMC는 $1.61\~7.13mg/{\ell}$의 분포를 보였으며, T-P는 $0.03\~0.46mg/{\ell}$의 분포를 갖는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.971-975
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• 2009

본 연구에서는 격자강우량과 GIS와 연계한 격자기반의 공간수문자료들을 모형의 입력매개변수로 활용하고, 수계망을 통하여 유역 출구까지 운동파(kinematic wave)이론에 의해 유출량을 물리적으로 추적해 나가는 격자기반의 분포형 강우-유출모형인 K-DRUM(Kwater Distributed RUnoff Model)을 개발하였고, 지표유출량에 가장 큰 영향을 주지만 실제 관측 및 적용이 용이하지 않은 유역의 초기토양함수상태에 대한 자동보정기법을 개발하였다. 개발된 자동보정기법을 이용하여 남강댐유역을 대상으로 적용가능성을 평가하였다. 연구에서 사용한 강우사상은 남강댐 유역에 큰 영향을 준 태풍 루사 (2002년 8월 31일 01시$^{\sim}$9월1일 23시), 태풍 매미 (2003년 9월 12일 01시$^{\sim}$9월13일 23시), 2004년의 대류성강우 (2004년 7월14일 01시$^{\sim}$7월 16일 10시) 및 태풍 에위니아 (2006년 7월 8일 18시$^{\sim}$7월11일 12시)의 총 4개의 사상을 대상으로 하였다. 개발한 유역의 초기토양함수상태 자동보정기법에 의한 유출모의의 적용성을 검토하기 위하여 모의에 사용된 매개변수 중 토지피복도에 의해 결정되는 조도계수와 토양도에 의해 결정되는 유효토심, 흡인수두계수, 공극률 및 투수계수는 4개의 강우사상에서 모두 동일한 조건으로 설정하였고, 유역내 토양 내부 수분함유량 산정을 위한 초기 기저유출량은 검토대상 기간 시점부에서 관측된 유출량으로 설정하였다. 초기토양함수상태 자동보정기법 적용을 통한 유출해석의 정확도는 체적오차 백분율(VER)과 첨두 유량 오차 백분율(QER)을 이용하여 평가하였으며, 이를 통해 본 모형이 유출량에 대한 정확성을 확보하고자 하였다. 본 연구에서 개발된 자동보정 기법을 적용한 결과, 초기토양조건을 설정하는데 있어서 기존의 시행착오법으로 인해 소요되는 시간과 유역내 토양 특성과 지형형상을 고려하지 않는 설정으로 인해 발생될 수 있는 문제점을 해결할 수 있었으며, 유출계산 결과도 유량의 크기와 첨두시간 모두 관측값과 비교적 잘 맞는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권12호
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• pp.6072-6081
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• 2013

본 연구에서는 냉각탑 출구의 상대습도를 낮춰 백연을 저감하기 위한 목적으로 쉐브론형, 웨이브형 그리고 딤플형 공기가열기 시료에 대한 성능시험을 수행하였다. 실험은 시료의 전방풍속 1~3 m/s, 물 유량 0.19~0.33 kg/s 범위에서 수행되었다. 실험 결과 모든 시료에서 전열량은 전방풍속과 물 유량이 증가할수록 증가하였다. 공기측 압력손실도 풍속이 증가할수록 증가하였다. 동일 풍속에서 전열량은 쉐브론 형상에서 가장 크고 (평판의 1.5~1.7배) 딤플, 웨이브, 평판 순으로 나타났다. 소비동력 대비 전열량도 쉐브론 형상에서 딤플 형상보다 15% 정도 크게 나타났다. 하지만 다른 세 종류의 형상에서는 큰 차이를 보이지 않았다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.34-40
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• 2006

연소기 노즐은 고온 고압의 연소가스를 화학에너지에서 운동에너지로 변환시켜 추력을 발생시킨다. 따라서 노즐 내부 벽면은 고온 고압의 연소가스에 노출되며, 특히 노즐 목에서는 최대 열하중을 받는 구간으로서 열구조적으로 안정성을 확보한 냉각 시스템 설계가 이루어져야 한다. 본 연소기 노즐은 수냉 방식으로서 열전달 효율을 높이기 위해 냉각 채널 구조로 되어 있다. 본 연구에서는 연소기 노즐을 위한 냉각 채널 구조의 기본 설계안에 대해 유동 해석을 수행하고 공급 압력 및 유량 변화에 따른 입/출구 사이의 압력 강하량을 예측하여 초기 형상안에 대한 압력 손실 및 설계 유량 공급을 위한 압력 조건에 대해서 평가하고자 하였다. 최종 선정안에 대해서는 내부 열전달 및 유동장 해석을 수행하여 흐름 및 열구조 안정성을 평가하였다.