• Applied Chemistry for Engineering
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• v.20 no.1
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• pp.104-108
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• 2009

In this study, for the flow of carbon dioxide/hydrogen mixture through a tubular type Pd-Ag membrane, hydrogen partial pressure, velocity profile, and concentration profile were simulated as a function of inlet flow rate using computational fluid dynamics (CFD) technique. The simulation results indicated that the mole fraction of carbon dioxide increased slowly in the longitudinal direction as the flow rate increased. In addition, the effects of inlet flow rate and the length of membrane on hydrogen recovery were investigated. At lower flow rate and for longer membrane, the hydrogen recovery was larger.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.247.2-247.2
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• 2014

플라즈마 전파 속도와 전자 온도를 조사하기 위해 ICCD카메라(Intensified Charge-Coupled Device Camera, 이하 ICCD)를 이용하여 대기압 저온 플라즈마제트의 방전 이미지를 촬영하였다. 사용된 플라즈마 제트 장치는 유리관 안에 주사기 바늘형 전극이 들어있는 형태이다. 전극의 내경은 1.3 mm, 외경은 1.8 mm, 총 길이는 39.0 mm이며 재질은 스테인레스강이다. 유리관의 내경은 2.0 mm, 외경은 2.4 mm, 총 길이는 80.0 mm이다. 입력 전압은 3.0 kV이며 구동 주파수는 40 kHz이다. 아르곤과 질소의 혼합가스 비율은 각각 100:1, 98:2, 95:5을 사용하였으며 총 가스유량은 400 sccm이다. 각각의 비율별로 군속도는 267 km/s, 305 km/s, 313 km/s이며 이온 음향 속도는 1.16 km/s, 1.24 km/s, 1.25 km/s이고, 전자 온도는 0.55 eV, 0.63 eV, 0.65 eV로 관찰되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.294-294
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• 2023

보나 댐에 설치된 배수관이나 지하에 매설된 상하수도관과 같이 물을 운반하기 위한 관로 뿐만 아니라 유류를 운송하는 관, LPG와 같은 기체를 운송하는 관처럼 유체를 운송할 때 다양한 관로를 사용한다. 그 중 사용범위나 제작에 대한 용이성 등에 의해서 원형관이 주로 사용된다. 따라서 위와 같은 원형관 내의 관수로 흐름분포에 대한 연구는 아주 중요하며 필요하다. 원형관 내 흐름분포는 관에 연결된 펌프 혹은 수조나 저수지의 수위에 의한 관내 압력에 의해 지배되어지며, 관 내부 표면의 거칠기나 관의 꺾인 정도 등 다양한 요인에 영향을 받는다. 본 연구에서는 일반적인 실험결과를 도출하기 위하여 직선의 원형관을 대상으로 실험과 수치모의를 동시에 수행한다. 실험은 높이 3m, 길이 4.5m, 폭 1.5m 수조의 바닥에서부터 0.45m 위에 위치한 1.8m 길이의 아크릴 재질의 원형관이 설치된 수조에서 진행되었으며, 수치모의 또한 동일한 규모에서 수행되었다. 수조의 수위를 변화시켜 여러가지 레이놀즈 수에 따른 관 내 흐름의 변화에 대하여 분석하는 것이 목적이며, 실험결과와 수치모의 계산결과 간의 비교검증을 통해 분석한다. 이 연구에서는 난류의 영향을 RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes)와 LES(large eddy simulation)을 혼합한 형태인 Hybrid RANS/LES 모형 중 하나인 DES(detacged-eddy simulation)기법을 이용하여 해석함으로써, 빠른 유속으로 인한 관 내의 강한 와(eddy)에 대한 효과를 예측하는데 한계가 있는 RANS 모형과 벽면근처에서의 흐름 해석을 위해 굉장히 높은 격자해상도가 요구되어 계산적 비용 측면에서 효율이 떨어지는 LES 모형의 한계를 극복하고자 한다. DES 모형은 벽에서 떨어진 와에 대하여 LES로 직접해석하고, 벽 근처에서의 흐름에 대해선 난류모형을 통해 모델링함으로써 벽 근처 계산격자와 계산량을 줄이면서 LES와 비슷한 결과를 얻을 수 있다. 실험결과와 수치모의 계산결과 사이의 비교검증을 통하여 관 내 흐름에 대한 수치모의의 적용성을 평가하고 실험에서 측정하기 어려운 난류강도와 압력변동의 상세한 특성을 수치모의를 통해 분석함으로서 관 내 흐름특성에 대하여 자세히 분석하였다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.4 no.2
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• pp.21-30
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• 2000

Numerical design optimization techniques are implemented for the improvement of the ram accelerator performance. The design object is to find the minimum ram tube length required to accelerate projectile from initial velocity $V_o$ to target velocity $V_e$. The premixture is composed of $H_2$, $O_2$, $N_2$ and the mole numbers of these species are selected as design variables. The objective function and the constraints are linearized during the optimization process and gradient-based Simplex method and SLP(Sequential Linear Programming) have been employed. With the assumption of two dimensional inviscid flow for internal flow field, the analyses of the nonequilibrium chemical reactions for 8 steps 7 species have been performed. To determined the tube length, ram tube internal flow field is assumed to be in a quasi-steady state and the flow velocity is divided into several subregions with equal interval. Hence the thrust coefficients and accelerations for corresponding subregions are obtained and integrated for the whole velocity region. With the proposed design optimization techniques, the total ram tube length had been reduced 19% within 7 design iterations. This optimization procedure can be directly applied to the multi-stage, multi-premixture ram accelerator design optimization problems.

• Journal of Power System Engineering
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• v.12 no.1
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• pp.28-34
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• 2008

가스-액체 이젝터에 관한 수치해석은 3차원 CFD 모델로 수행하였다. 본 논문에서는 이젝터의 유동특성과 질량전달특성에 대한 작동조건과 이젝터의 기하학적 모형의 영향에 관한 연구를 수행하고자 한다. CFD 결과 실험 데이터에 의하여 검증되었으며, 유동 분석과 이젝터 성능의 예측 또한 실행되었다. 작동상태의 변화는 0.2 $\sim$ 1.2 범위에서 가스-액체 유량비를 변화시킴으로서 주어진다. 혼합관의 $L_M/D_M$이 4 $\sim$ 10의 범위에서 변화를 주었다. CFD 연구는 길이와 직경비가 5.5일 때 체적 유량전달계수는 가스 유량이 증가함에 따라 증가한다는 것을 나타낸다. 동시에 $L_M/D_M$가 4일 때 체적유량전달계수는 기체-액체 유량비가 0.6에서 최대치에 도달한다. 또한, 체적 유량전달계수는 혼합 튜브길이가 증가함에 따라 감소한다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2006.05a
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• pp.314-318
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• 2006

The interest on the detonation in small tubes, which can be applied to the ignition devices of propulsion system, is increasing. However, the propagation dynamics of detonation waves in small tubes has not been investigated clearly yet. In the present experiments, propagations of detonation waves in stoichiometric propane-oxygen mixture through transparent tubes were recorded using a high speed camera and average velocities were measured as well. In terms of average velocity, there exists a transition regime where the waves show smooth transition from the normal Chapman-Jouguet(CJ) detonation to the low velocity detonation$(\sim0.5V_{CJ})$ along the decreasing initial pressure. In this transition regime, the detonation waves are highly unstable and show cyclic or intermittent longitudinal velocity fluctuation.

• Journal of Energy Engineering
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• v.9 no.3
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• pp.202-211
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• 2000

본 연구는 다양한 각도를 가지는 와이어코일을 사용하여 관내 단상 열전달 촉진 및 압력강하 특성 실험을 수행하였다. 작동유체는 순수 물과 에틸렌글리콜을 체적비율로 50% 혼합하여 사용하였으며, 시험부 관지름은 11mm와 13.88mm이고, 시험부 길이는 760mm를 사용하였다. 평활관과 와이어코일을 삽입한 열전달촉진관에 대한 관내 열전달계수와 마찰계수는 실험에서 측정한 온도, 유량, 압력강하 값을 기초로 구하였다. 와이어코일에 대한 거친표면해석을 수행하였으며, 그 결과를 거칠기 래이놀즈수에 대한 운동량전송 거칠기함수와 열전달 거칠기함수로 표현하였으며 이에 대한 상관식을 제시하였다. 이 상관식들은 거칠기 레이놀즈수, 코일 각도, 프란틀수의 함수로 표현하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.39 no.8
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• pp.645-651
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• 2015

The objective of this study is to experimentally investigate the effect of design parameter on the mass ratio of a central-driven ejector. The design parameters are the primary nozzle area and distance ratios, diffuser exit-area ratio and mixing-tube length ratio. The experimental setup was an open-loop continuous circulation system which has a movable nozzle ejector, an electric motor-pump, a water tank, a control panel and high-speed camera unit. We calculated the mass ratio using the measured primary and suction-flow rates with the experimental parameter of primary water-flow rate or pressure. The results showed that the mass ratio increased with the primary nozzle distance ratio and mixing tube length ratio, while the mass ratio decreased with the primary nozzle-area ratio and diffuser exit-area ratio.

• Nuclear Engineering and Technology
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• v.27 no.6
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• pp.811-824
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• 1995

The CANDU element bowing is attributed to actions of both the thermally induced bending moments and the bending moment due to hydraulic drag and mechanical loads, where the bowing is defined as the lateral deflection of an element from the axial centerline. This paper consider only the thermally-induced bending moments which are generated both within the sheath and the fuel and sheath by an asymmetric temperature distribution with respect to the axis of an element The generalized and explicit analytical formula for the thermally-induced bending is presented in con-sideration of 1) bending of an empty tube treated by neglecting the fuel/sheath mechanical interaction and 2) fuel/sheath interaction due to the pellet and sheath temperature variations, where in each case the temperature asymmetries in sheath are modelled to be caused by the combined effects of (i) non-uniform coolant temperature due to imperfect coolant mixing, (ii) variable sheath/coolant heat transfer coefficient, (iii) asymmetric heat generation due to neutron flux gradients across an element and so as to inclusively cover the uniform temperature distributions within the fuel and sheath with respect to the axial centerline. As the results of the sensitivity calculations of the element bowing with the variations of the parameters in the formula, it is found that the element bowing is greatly affected relatively with the variations or changes of element length, sheath inside diameter, average coolant temperature and its variation factor, pellet/sheath mechanical interaction factor, neutron flux depression factor, pellet thermal expansion coefficient, pellet/sheath heat transfer coefficient in comparison with those of other parameters such as sheath thickness, film heat transfer coefficient, sheath thermal expansion coefficient and sheath and pellet thermal conductivities.

• Fire Science and Engineering
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• v.29 no.3
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• pp.31-36
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• 2015

This study analyzed the flame characteristics when igniting 200 ml of flammable liquids containing equal parts gasoline and another flammable liquid. These mixtures were used to fill a divided space in a simulation. The length of one side of the divided space was 2,000 mm, and the length of the combustion device was 1,000 mm. The mixture with alcohol had the highest flame propagation speed (0.7 s), while the mixture with light oil showed the lowest (1.2 s). The gasoline and acetone mixture reached peak flame in 25.5 s, at the highest speed, while the mixture with light oil reached peak flame in 163.7 s at the lowest speed. The gasoline and light oil showed the longest continuous combustion time (332.7 s), while the gasoline and paint thinner showed the shortest (121.5 s). A fire inspector who is examining the scene of a fire needs to analyze both the statements of the first eyewitness and the flame characteristics collectively.