• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권4호
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• pp.397-405
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• 2011

친환경 대체에너지의 한 분야인 수소에너지는 물의 전기분해와 화석연료의 개질을 통해 얻어 진다. PEMFC용 개질기에 적용 가능한 난류예혼합 방식의 메탈화이버 플랫버너를 제작하였다. 공급열 량에 따른 연소영역의 평균온도분포와 CO, HC, $CO_2$ 및 $O_2$등 각종 화학종의 평균농도로 플랫버너의 화염구조 및 특성을 조사하여 개질기 적용 가능성을 확인하였다. 그리고 PIV 유동실험결과와 유동수 치해석 결과를 비교 분석하여 차후 PEMFC용 개질기 개발에 있어 수치해석을 적용하기 위한 기초연구를 진행하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제16권4호
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• pp.50-56
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• 2012

벤트 혼합기는 혼합기 후류에 존재하는 재순환 영역으로 공기를 유입시켜 연료-공기 혼합을 증대시키는 혼합기이다. Stereoscopic PIV기법을 통해 얻은 3차원 속도, 와류, 난류운동에너지를 토대로 계단형 혼합기를 기본 모델로 하여 벤트 혼합기의 성능을 분석하였다. 벤트 혼합기는 두터운 전단층으로 인해 높은 침투거리를 보였으며, 난류운동에너지는 주로 주유동과 제트유동의 경계면을 따라 분포하였다. 이 난류 영역은 혼합영역 내에서 활발히 물질전달을 일으키며, 혼합 증대를 가져온다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.952-956
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• 2010

저수지에 설치된 물순환장치는 저수지 수문상황과 자연조건의 변화에 따라 유동특성이 상이하므로 연구자가 고려하는 다양한 조건에서 현장 측정하기는 불가능하다. 이런 문제를 대체하는 방안으로 전산유체유동(CFD) 모형을 적용한 모사를 실시함으로서 다양한 조건에 따른 효과를 평가할수 있게 된다. 본 연구에서는 전산유체유동을 통한 대류식 물순환장치의 유동영향범위와 수질변화 등을 평가하고, 다양한 조건에서 모사를 실시하여 최적운영방안을 도출하고 실제운영에 활용토록 하고자 한다. 수체거동을 모사하기 위해 실제 저수지를 형상화한 Domain을 3가지로 구성하였다. 첫번째는 반경 20m, 깊이 40m Domain에 물순환장치를 중앙에 설치한 것이며(D20), 두 번째는 반경 40m, 깊이 40m에 두 개의 물순환장치를 양쪽에 설치하였고(D40), 세 번째는 반경 100m, 깊이 40m로 설정(D100)하였고 양쪽에 두 개의 물순환장치를 설치한 것으로 구성하였다. CFD에 의한 개별 대류식 순환장치의 유동모사결과 D20은 시간의 경과에 따라 수온성층이 하강하는 현상이 나타났으며 이러한 결과로 판단할때 40m 간격으로 대류식 순환장치를 설치하여 운영하면 탈성층이 나타날 수 있을것으로 판단되었다. D40에 대하여 CFD에 의한 유동모사를 실시하였으며 시간의 경과에 따라 수온성층의 변화는 나타나지 않았다. 이러한 결과로 판단할때 40m 간격으로 한줄로 대류식 순환장치를 설치하여 운영하면 성층을 깨는 현상은 나타나지 않을 것으로 평가되었다. 반면 Dye테스트시 심층에서 상승한 수체는 수온성층 표면에서 수평방향으로 계속 퍼져 나가면서 옆장치에서 상승된 수체와 혼합이 활발히 이루어 지는 현상을 나타내었다. 장치간 거리가 100m인 대류식 물순환장치에 의한 유동모사시 수온성층의 변화는 전혀 나타나지 않았으며, Dye테스트시 심층에서 상승한 수체는 수온성층 위에서 수평방향으로 퍼져 나가면서 옆에서 가동되는 장치에서 상승된 수체와 혼합 현상을 나타내기는 하나 D40보다 혼합시간이 더 걸리는 것으로 나타났다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.321-326
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• 2006

초음속 유도무기에 사용되고 있는 공기흡입 추진기관의 지상 연소시험에서 요구되는 700K-6바의 공기를 공급하기 위한 Vitiated형 공기 가열기에 대한 개념설계를 수행하였다. 본 가열기는 여분의 기체 산소와 공기를 혼합하는 예혼합기, 예혼합 기체와 연료를 혼합시키는 혼합기, 점화기를 포함하는 연소실과 수축팽창 노즐, 그리고 디퓨저로 구성하였다. 가열기에 사용된 연료는 천연가스이며, 유동해석을 통해 가열기의 각 구성요소의 성능을 파악하였으며, 점화 후 화염유지가 이루지는 것을 해석적으로 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권10호
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• pp.710-716
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• 2013

대기 오염, 기후 변화 등 환경 문제와 자원 고갈로 인해 화석 연료를 대체할 에너지에 많은 관심이 집중되고 있다. 폐바이오매스의 에너지화 분야에서도 다양한 연구가 이루어지고 있다. 폐목질계 바이오매스의 급속열분해는 바이오매스 에너지화 기술 중 하나로 액상 연료를 생산할 수 있다. 바이오매스의 급속열분해에는 주로 기포유동층 반응기가 쓰이고 있으며, 기포유동층 급속열분해 반응기에서는 반응물에 열을 효과적으로 전달하기 위하여 고체입자의 유동매체를 이용한다. 이러한 기포유동층 반응기에서 유동층 내 고체 입자의 움직임과 혼합은 기포의 거동에 영향을 받는다. 이로 인해 열전달 현상이 달라지고 결과적으로는 폐목질계 바이오매스의 급속열분해 반응 속도가 변한다. 따라서 본 연구에서는 기포유동층 반응기 내부의 수력학적 특성과 폐목질계 바이오매스 급속열분해 반응에 관한 연구를 수행하였다. 반응기내의 기체-고체 유동에 대해 Eulerian-Granular 방법을 사용하여 반응기를 시뮬레이션 하였으며, two-stage semi-global reaction model로 폐바이오매스의 급속 열분해반응을 모사하였다. 결과를 살펴보면, 유동층 내에서 기포들이 생성되고 상승하면서 크기가 증가한다. 이러한 기포의 거동에 의해 기포 주위의 고체 입자는 여러 방향으로 움직이게 된다. 고체 입자상의 활발한 움직임으로 바이오매스 입자가 유동층에 골고루 퍼져 일차 반응이 유동층 전반에서 일어난다. 그리고 일차 반응 중 타르가 생성되는 반응 속도가 가장 높게 나타난다. 그 결과 기체상 생성물 중 타르가 약 66 wt.%로 가장 많이 발생한다. 반면 이차 반응은 유동층에서보다 freeboard에서 더 많이 일어난다. 따라서 기포의 거동이나 입자의 움직임에 의한 영향은 일차 반응보다 상대적으로 적을 것으로 판단된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
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• pp.368-373
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• 2005

효과적인 초음속 연소를 수행하기 위해 연료와 공기의 빠른 혼합을 이룰 수 있는 연료 분사 기술이 요구된다. 본 수치적 연구의 목적은 초음속 유동장내에서 공동 주위 연료분사 위치에 따른 연료/공기 혼합 및 연소 현상을 살펴보고자 한다. 연료 분사 위치는 연소기내에서 영향을 미치는 공동의 길이-깊이비를 변화시킨다. 따라서 같은 형상의 공동이라 하더라도 공동 주위 유동 특성이 달라지므로 연소기 내부의 연료/공기 혼합과 연소 현상에 영향을 끼치게 된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.103-111
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• 2011

본 연구에서는 현재 시멘트 콘크리트 혼합재로서 널리 사용되고 있는 고로수쇄 슬래그와 애쉬의 페이스트 유동특성을 파악하였다. 그 방법으로 혼합재 단독을 사용한 페이스트의 유동특성을 파악하여, 아래와 같은 결론을 얻을 수 있었다. 혼합재 단독의 페이스트 유동특성을 시험하기 위하여, 3종류의 분쇄기를 사용하여 3가지 입도로 분쇄된 분말을 제조하였다. 이 분말을 Rosin-Rammler 분포식을 사용하여 얻은 계수 n 값과 De 값을 유동특성과 비교 분석한 결과에서, 일반적으로 같은 입경 크기 일 때 Ash 분말이 Slag 분말보다 소성점도 및 항복응력이 높았으며, 또한 동일 n 값에서 Ash 분말이 Slag 분말 보다 비교적 높은 소성점도와 항복응력을 나타내었으나, 입도분포 폭의 변화에는 Slag 분말이 Ash 분말 보다 민감한 유동특성의 변화 경향을 나타내었다.

• 공업화학
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• 제10권4호
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• pp.586-591
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• 1999

유연탄과 무연탄 및 유, 무연탄의 연소특성을 해석하기 위하여 내경 0.109 m의 유동층반응기에서 회분석 석탄주입에 따른 유동화특성과 연소특성 실험을 수행하였다. 온도변화곡선, 압력요동특성치를 이용하여 회분식유동층에서 유연탄과 무연탄 및 혼합석탄의 연소특성을 측정하였다. 유연탄과 무연탄의 입자크기, 두 석탄의 혼합비, 유동화매질의 입자크기에 따른 영향을 고찰하였다. 유연탄과 무연탄의 혼합연소시 무연탄의 혼합비가 30 %인 경우가 유연탄의 연소속도 및 연소거동이 최적으로 나타났다. 저품위 고회분 무연탄의 경우 유동화특성보다 연소특성에 의한 영향이 더욱 크게 나타났다. 또한 유동층의 유동화 특성에 의하여 연소거동이 변화됨을 알 수있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권2호
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• pp.225-232
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• 2012

희박 예혼합 가스터빈 연소기에서 배출되는 NOx, CO 와 같은 오염물질을 예측하기 위해서 화학반응기 네트워크 모델을 개발했다. 본 연구에서는 CHEMKIN 코드와 4 가지 NO 생성 메커니즘을 포함한 GRI 3.0 메탄-공기 연소 메커니즘을 이용해서 가스터빈의 부하조건을 변화시키며 NOx 및 CO 배출의 예측을 수행하였다. 모델의 검증을 위해서 계산된 결과를 모사연소기의 실험 데이터와 비교하였다. 여러부하조건에 따른 4 가지 NO 경로의 기여도를 조사하였다. 또한 인젝터의 질량유동 및 당량비의 불균일성이 NOx 배출이 끼치는 영향을 고찰하고 10ppm 이하의 저 NOx 연소기 개발을 위한 저감 방법을 제안했다.

• 한국추진공학회지
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• 제17권6호
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• pp.75-80
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• 2013

본 연구에서는 마하 2의 실험실 규모의 풍동장치에서 플라즈마 제트 토치를 점화기로 사용하여 강제점화에 대한 연소 특성을 연구하였다. 하이퍼 혼합기는 혼합기로 사용되었다. 수직분사의 경우, 하나는 하이퍼 혼합기의 웨지면에 충돌하도록 하였으며, 다른 하나는 차가운 주유동으로 바로 분사되도록 하였다. 하이퍼 혼합기와 충돌하는 경우 충돌된 연료는 분산되며 확산 혼합에 의해 혼합성능이 증대된다. 또한 혼합된 가스는 대부분 플라즈마 제트의 열원으로 유입되어 연소 성능을 증대시킨다. 하지만 주유동으로 직접 분사되는 경우는 초음속의 주유동 내에서 점화되지 못하고 많은 양의 연료가 소비된다. 따라서 강제점화방식의 연소의 경우에는 많은 양의 연료-공기 혼합물을 점화가 가능한 열원으로 공급하는 것이 중요하다.