• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.72-72
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• 2015

최근 이상기후로 집중호우와 강우패턴이 변화하고 있다. 하지만 변화하는 환경을 고려하지 않은 내배수시설 설계로 내수 침수 피해가 증가하여 인명 및 재산 피해가 급증하고 있다. 이에 도시지역의 내수침수에 대한 대책으로 재내지의 초과 우수를 하천으로 강제 배수시키기 위한 빗물펌프장의 역할이 점점 중요해지고 있다. 도심지역의 집중호우에 대응하기 위해서는 빗물펌프장의 목표 배수량을 실제 배수할 수 있는지에 대한 여부가 도시지역의 내수침수를 효율적으로 방어하는데 있어 중요한 요소가 될 것이다. 하지만 현재 빗물펌프장의 설계 시 펌프 흡입부 내 흐름특성을 고려하지 못하고 있어 펌프의 효율에 대한 불확실성이 큰 것이 사실이다. 따라서 펌프 가동 시 흡입부 주변의 흐름특성에 대한 연구가 필요하다. 기존 펌프 흡입부의 실험적 연구에서는 색소를 이용한 vortex의 생성 위치 및 경향을 정성적으로 파악하거나 ADV등의 유속계를 이용하여 흡입부 주변의 흐름특성을 지점별로 분석하는 연구들이 수행되었다. 하지만 빗물펌프장의 펌프 흡입부 주변의 흐름은 펌프 가동에 따라 매우 복잡한 와류가 발생하기 때문에 이를 방지하기 위해서는 정량적인 유속장 분석이 필요하다. 이에 본 연구에서는 비접촉식 유속 측정이 가능하고 유속장 측정이 가능하다는 장점을 갖고 있는 입자영상유속계(PIV: Particle Image Velocimetry)를 이용하여 펌프 흡입부 주변의 흐름특성을 분석하였다. 펌프 흡입부의 흐름특성을 분석한 결과 흡입관 내 유속분포의 편중 현상에 접근유속의 영향이 큰 것으로 나타났다. 또한 흡입유속에 비해 접근유속이 빠른 경우 흡입관 내 유속분포는 상류측에서 횡방향 와류가 발생하여 흡입에 방해가 되는 것을 확인하였고, 하류측으로는 흡입 방향으로 유속이 발생하는 것으로 나타났다. 따라서 향후 펌프 흡입관내 상류측부분의 와류를 감소시키기 위한 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.60-60
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• 2018

최근 도시지역의 불투수율 증가로 인한 유역의 도달시간 감소와 첨두유출량이 증가함에 따라 내수침수 잠제 위험성이 증가하고 있다. 이에 우수배제 시스템의 수방능력 향상을 위한 빗물펌프장의 신설 및 증설에 대한 요구가 증가하고 있다. 하지만 빗물펌프장의 신설 및 증설에는 건설부지 확보의 문제와 비용적인 문제 등의 현실적인 현계들이 있다. 따라서 기존에 설치되어 있는 빗물펌프장의 배수효율을 증대시킬 수 있다면 빗물펌프장의 신설 및 증설에 따른 과도한 예산지출을 줄일 수 있을 것이다. 빗물펌프장의 배수효율은 흡입부 내에서 발생하는 와류를 얼마나 잘 제어하느냐에 따라 크게 달라진다. 만약 흡입부 내에 강한 와류가 존재한다면, 흡입관 주위에서 선회류를 유발시켜 펌프 효율을 떨어뜨리는 원인이 된다. 따라서 펌프 운영 시 흡입부 내에서 발생하는 와류를 제어하기 위하여 와류발생 저감장치(Anti Vortex Device)를 설치하여 와류를 제어하는 방법을 이용하고 있다. 하지만 국 내외 빗물펌프장 설계기준에서 와류발생 저감장치에 대한 정량적인 효과는 제시되어 있지 않다. 따라서 본 연구에서는 PIV(Particle Image Velocimetry)를 이용하여 와류발생 저감장치가 펌프 흡수조에 설치되었을 때 흐름특성 및 와도분포 분석을 통해 와류발생 저감장치의 형태에 따른 효과를 정량적으로 분석하고자 한다. 그 결과 와류발생 저감장치를 설치 한 후 흐름개선효과를 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.103-103
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• 2016

최근 기후변화에 따른 집중호우로 도시홍수의 피해가 급격히 증가하고 있다. 특히 인구가 밀집하고 교통량이 많은 대도시의 경우 동일한 호우에 대하여 녹지나 농경지 등에 비해 그 피해가 더 심각하다. 일반적으로 홍수 피해의 직접원인은 외수로 인한 피해와 내수로 인한 피해로 크게 구분할 수 있다. 외수피해는 주로 소하천 및 지천의 범람, 제방의 붕괴 등으로 발생한 것이며 내수피해는 배수로, 하수도 및 펌프장의 내수배제능력 부족이 주된 원인이다. 따라서 도시홍수를 효과적으로 방어하기 위해서는 우선적으로 내배수시설의 성능개선이 선행되어야 할 필요가 있다. 이러한 내배수 시설의 성능 개선을 위해서는 현재 기 설치되어 있는 빗물펌프장의 설계 및 내배수 효율에 대한 성능평가가 필요하다. 하지만 현재 국내 펌프설계기준에는 빗물펌프장의 설계 및 운영에 대한 구체적인 성능 평가 방법이 제시되어 있지 않은 실정이다. 만약, 펌프 흡입수조 및 흡입파이프의 형상이 적절하게 설계되지 못한다면 물이 파이프 입구로 부드럽게 흡입되지 못하고 볼텍스 및 스월이 발생하게 된다. 이러한 볼텍스 및 스월은 펌프 입구 쪽으로 물 뿐 아니라 공기를 함께 흡입시킴으로써 펌프의 효율저하, 소음, 진동을 발생시키며 펌프 파손의 원인이 될 수 있다. 따라서 펌프를 설치하기 전 펌프 설치 후에 발생되는 펌프 흡입부 주변의 흐름특성 변화 및 흐름특성이 구조물에 미치는 영향 등을 고려하기 위하여 수리모형실험이 필요한데, 수리모형실험은 많은 시간과 비용이 들어가기 때문에 이를 대체할 수 있는 방안이 요구된다. 그런 이유로 최근에는 수리모형실험 대신 수치모의를 이용하는 경우가 많다. 수치모의의 결과는 수리실험의 결과와 비교, 검증을 거쳐 신뢰성을 얻는다. 본 연구에서는, 3차원 수치모형의 다양한 난류모델을 이용하여 흡입파이프로 물이 유입될 때 흡입부 내, 외의 수심 별 유속 변화를 분석하고, 그 결과를 이용하여 FLOW 3D 모형의 검증을 수행하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1990.06a
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• pp.32-44
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• 1990

유압 Vane pump는 carming, rotor, vane에 의하여 둘러싸인 공간체적이 rotor의 회전과 함께 변화하면서 pump 작용을 한다. 즉 공간체적이 증가하는 동안은 유압이 저압으로 되어 흡입구에서 유압유를 흡입하고 vane의 존환점 (vane이 가장 많이 출한 점)을 지나면 공간용적이 감소하여 유압류는 고압으로 될 수 있도록 되어있다. 이때 vane은 관성력과 점성력 그리고 유압류의 압력에 의한 힘으로 vane 선단이 캠링의 내면에 밀착되어 회전하도록 되어있다. 유압 vane pump 베인 선단부의 윤활문제와 관련된 지금까지의 연구로서는 Hibi 등에 의한 압력평형형 베인모터, W.D Beck, T.C Edwards에 의한 베인형 콤푸렛셔 Ujiie 등에 의한 베인형 진공펌프, Ueno 등에 의한 가변용량형 베인펌프의 마찰특성에 관한 연구 및 베인 이간 현상에 관한 실험적 연구가 있다. 그러나 이와 같은 연구들의 베인과 캠링 슬라이딩 부분에 관한 취급들은 베인선단 슬라이딩 부분에 가해지는 변동가중이 불명확했기 때문데, 단순히 슬라이딩 부분의 면적이 작다는 이유로 단성유체 윤활상태일 것이라는 확정을 하였을 뿐, 실제적으로 어느 정도의 윤활 상태를 파악하기 위하여 회전하는 vane의 가학적인 거동을 확실하게 규명하고자 함이 본 연구의 목적이다.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.24 no.3
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• pp.63-74
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• 2016

The objective of this study was to investigate the variations of physico-chemical properties during the swine manure composting, sawdust as the bulking agent was composted at different points (Top layer, Side of middle layer, Bottom layer). Air suction system with constant bottom aeration in bench scale reactors (30 L). The highest temperature was reached in the range of $58^{\circ}C$ to $62^{\circ}C$ on $3^{rd}$ day and this thermophilic phase (> $50^{\circ}C$) was continued for 3 days in all the treatment mixtures. However, the temperature was gradually decreased to room temperature at the end of 60 day composting process. Except control, the discharged ammonia ($NH_3$) was a maximum in the treatment order of Top layer>Bottom layer>Side of middle layer as 500 ppm, 162 ppm and 120 ppm, respectively, on the $4^{th}$ day and showing that Top layer point Air suction produce much more ammonia content than the other point. During the composting process, the total Kjeldahl nitrogen (TKN) was gradually increased due to the mass loss in the composting mixtures. At the same time, C/N ratio was decreased to Top layer, 13; Side of middle layer, 12 and Bottom layer, 13 at Air suction points. The significant reduction of C/N ratio in all different air suction system when manure was matured. The $NH_4-N$ to $NO_3-N$ ratio was recorded as 10.52 at the initial stage of the compost mixtures and reduced to 0.97 (Top layer), 0.70 (Side of middle layer), 3.2 (Bottom layer) because of manure decomposition. The overall results revealed that Top layer and Side of middle layer Air suction is a suitable option when compared other point for high quality composts.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.35 no.11
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• pp.1022-1027
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• 2007

Experimental and computational studies on a turbopump inducer with and without a bearing strut were performed to evaluate the effects of a strut on the performance of an inducer. Head rise, efficiency and surface static pressures were measured and compared with computational results. Generally a good agreement is observed between experimental and computational results, but some discrepancies are observed due to complex flow features such as backflows at the inlet and strut/inducer interactions. For the flow rates where the backflow region is large, installing a strut enhanced the hydraulic performance of the inducer by diminishing the size of the backflows. The results also show that the strut has negligible effect on the suction performance of the inducer.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.19 no.6
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• pp.47-53
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• 2015

This paper is to study applying for numerical analysis method for flow field, velocity and pressure of fuel on the low pressure pump using excavator. The pressure distribution of fuel pump certified the linear variation according to rotation angle of rotor. Especially, it knew the fact that the pressure in rotation angle $40^{\circ}$ appeared high outlet and low inlet of fuel pump. Also, this range angle can seek the fact that the leakage flow and velocity are the most increasing. And the more rotor rotation of fuel pump, the more mean outlet flow rate increased in linear. Whenever the gap size decrease with rotor and housing, the discharge flow rate could seek the approaching 0.0712kg/s that consider with theory discharge flow rate calculated from displacement between rotor gear and idle gear.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 2004.12a
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• pp.193-198
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• 2004

In general, the function of intake structure, whether it be a open channel, a fully wetted tunnel, a sump or a tank is to supply an evenly distributed flow to a pump station. An even distribution of flow, characterized by strong local flow, can result in formation of surface or submerged vortices, and with certain low values of submergence, my introduce air into pun, causing a reduction of capacity and efficiency, an increase in vibration and additional noise. This study investigated experimentally the formation of the vortex to understand the mechanism of vortex formation and to prevent the formation of vortex in the sump model using by the model test and PIV tool. Sump model was manufactured to 1/8 scale with the drawing of W intake pumping station. from the results of model test and PIV, the vortex were occurred the in the whole section. Thus, sump model tests with the anti-vortex device might be considered to prevent the formation of vortex in the sump model.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.101-101
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• 2012

본 논문은 현재 제품화 단계로 진행 중인 터보 분자펌프(turbo-molecular pump, TMP)와 극저온 펌프(cryopump)의 고장 방지 및 예지 보수를 위한 상태 진단 시스템에 대하여 소개를 한다. 본 상태 진단 시스템은 고진공 펌프들의 다중 상태변수 즉 흡/배기부의 진공 압력, 부위별 온도, 소비 전류(혹은 전력), 그리고 부위별 진동 신호들을 실시간으로 측정하는 상태변수 수집장치, 수집된 시계열 상태변수들이 저장된 database, 그리고 저장된 상태변수를 이용한 고진공펌프의 상태진단 프로그램으로 구성되어 있다. 금번 연구에서 구축한 상태변수 체계의 특징 중 하나는 진동신호를 상태변수로 측정하여 이를 상태진단에 활용하는 점이 기존의 접근방법과 상이한 점이다. 실시간 신호 수집장치는 NI사 PXI 시스템 기반의 16채널 24-bit 동시 전압신호 측정 모듈, 8부위의 온도 측정장치(Lakeshore 218S, RS-232C 통신), 그리고 펌프의 소비전류/전력 측정장치(Hioki 3169, RS-232C), 그리고 고진공 펌프의 흡입 및 배기구의 진공도 측정장치로 구성하였다. 신호 수집용 프로그램은 NI사 Labview를 이용하여 작성하였다. 본 장치는 Nano-Fab 센터의 협조 하에 turbo-molecular 펌프와 cryopump측정 단에 각각 1대를 설치 완료하였으며 현재까지 운용 중이다. PC에 저장된 시계열 상태변수 database는 기 개발된 적응형 인자모델을 이용한 매개변수로 변환되며, 상태진단은 변환된 매개변수를 이용하여 수행할 예정이다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.39 no.5
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• pp.455-461
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• 2015

A high-pressure fuel pump is a key component in a gasoline direct injection (GDI) engine; thus, understanding its flow characteristics is essential for improving the engine power and fuel efficiency. In this study, AMESim, which is a hydraulic analysis program, was used to analyze the performance of the high-pressure fuel pump. However, since AMESim uses a one-dimensional model for the system analysis, it does not accurately analyze the complicated flow characteristics. Thus, Fluent, computational fluid dynamics (CFD) software, was used to calculate the flow rates and net forces at the intake and discharge ports of the high-pressure fuel pump where turbulent flow occurs. The CFD analysis results for various pressure conditions and valve lifts were used as look-up tables for the AMEsim model. The CFD analysis results complemented the AMEsim results, and thus, improved the accuracy of the performance analysis results for the high-pressure fuel pump.