• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.04a
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• pp.9-9
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• 1998

가스터빈 연소기의 난류유동장을 구성하는 기본적인 유동형태는 크게 밀폐관내의 돌연 확대를 가지는 동축제트, 선회유동, 그리고 연소공기공 및 회석공기공을 통해 연소실에 수직방향으로 유입되는 제트유동 등으로 분류할 수 있다. 실제 가스터빈 연소기내의 난류유동장을 수치해석하기 위해서는 임의의 형상을 갖는 3차원 유동장을 모사할 수 있는 수치해석법과 고차정확도를 유지하면서도 수렴안정성을 만족시키는 대류항 처리기법 등과 같은 수치모델의 개발이 선행되어야 하며, 이와 함께 복잡한 난류연소유동장을 정확히 묘사할 수 있는 난류모델 및 난류연소모델의 개발 및 검증이 가장 중요한 요인이 된다. 또한 가스터빈 연소기의 최적 설계는 넓은 작동구간에서 높은 효율, NOx 및 CO 배기량의 저감, 희박연소 가연한계의 확장, 연소계통에서의 낮은 압력강하, 낮은 연소벽면온도와 온도구배를 유지시키기 위한 공기에 의한 충분한 냉각 같은 서로 상충되는 설계조건을 만족해야 한다. 그리고, 이러한 상충된 연소설계조건들을 충족시키는 최적 연소기의 설계를 위해서는 실험적인 연구뿐만 아니라 연소기내의 물리적인 현상을 잘 반영할 수 있는 물리적 모델을 바탕으로 한 연소유동의 해석적인 연구를 필요로 한다. 본 연구에서는 원통형 가스터빈 연소기의 등온 및 연소유동장, 그리고 연소기와 연결되는 Scroll 내부의 난류유동장에 대한 수치해석을 수행하여 수치 및 물리모델의 예측능력을 검증하였고, 가스터빈 연소유동장 해석에 관련된 중요 논점들에 대하여 심도있게 분석하였다.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.33 no.5
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• pp.598-606
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• 2022

With the advancement of industry, the use of various sustainable energy sources and solutions to problems affecting the environment are being actively requested. From this point of view, it is intended to directly burn unused biogas to use it as energy and to solve environmental problems such as greenhouse gases. In this study, a new type of cavity matrix combustor capable of low-emission complete combustion without complex facilities such as separation or purification of biogas produced in small and medium-sized facilities was proposed, and CFD numerical calculation was performed to understand the performance characteristics of this combustor. The cavity matrix combustor consists of a burner with a rectangular porous microwave receptor at the center inside a 3D cavity that maintains a rectangular parallelepiped shape composed of a porous plate that can store heat in the combustor chamber. As a result of numerical calculation, the biogas supplied to the inlet of the combustor is converted to CO and H₂, which are intermediate products, on the surface of the 3D matrix porous burner. And then the optimal combustion process was achieved through complete combustion into CO₂ and H₂O due to increased combustibility by receiving heat energy from the microwave heating receptor.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.41 no.8
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• pp.553-561
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• 2017

The main motivation for this study was to establish a CFD-based procedure for the analysis of heating characteristics, particularly in industrial furnaces. As certain open-source software packages have gained popularity in dealing with complex industrial problems, the OpenFOAM framework was selected for further development of advanced physical models to meet industrial requirements. In this study, the newly developed comprehensive model was applied to simulate physical processes in the full-scale horizontal furnace of a continuous galvanizing line (CGL). The numerical results obtained indicate that the current approach predicts heating characteristics reasonably well. It was also found that radiative heat transfer plays a dominant role in heating the moving strip. To improve the predictability of our method, further work is required to model the turbulence-chemistry interaction realistically, as well as to impose a physically correct thermal wall boundary condition.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2002.04a
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• pp.29-30
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• 2002

본 연구에서는 Boeing사에서 개발한 EASY5 프로그램을 이용하여 터보팬 엔진을 모델링하고 성능해석을 수행하였다. 연구대상 엔진인 BR715-56 엔진은 추력이 20,000lbf급인 2 스풀 터보팬 엔진으로 분리흐름(Separate Flow) 형이다. 엔진은 팬, 압축기, 연소기, 저압터어빈, 압축기터어빈, 팬 노즐 및 Core 노즐로 구성되어 있으며 Station No.는 Fig 1과 같다. 연구에 사용된 EASY5 프로그램은 동역학 시스템을 모델링하고 해석하는 프로그램으로, 제공되는 라이브러리 구성품을 이용하여 보다 쉽게 동적 시스템을 모델링할 수 있다. 또한 Steady-State Solver를 이용하여 정적 평형상태를 빠른 시간에 찾을 수 있어 보다 빠른 해석을 수행할 수 있다. 또한 해석된 동역학 모델을 FORTRAN이나 C 코드로 생성하여 제공함으로써 프로그램의 수정이나 보완이 용이하고, 제공되지 않은 시스템의 라이브러리 구성품의 경우에는 사용자 정의 코드를 만들어 사용함으로써 프로그램의 기능을 확장할 수 있다. EASy5는 대표적인 제어기 설계 소프트웨어인 MATLAB, MATRIX-x와의 호환도 가능하며 NASTRAN등과 같은 유한요소 해석 프로그램과의 데이터 공유도 가능하여 보다 폭 넓은 시스템 모델링과 제어기 설계도 쉽게 할 수 있다.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.41 no.6
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• pp.557-574
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• 2020

The purpose of this study is to analyze the cause of high PM2.5 mass concentrations in Cheongju for the period of non-Asian dust days using the weather chart, the stream lines at 850 hPa, the backward trajectory, and the weather and air quality model. As a result of analyzing the time series of PM2.5 concentrations and weather charts for the episodic days in Cheongju, the weather patterns were shown in related to long-range transport of PM2.5 from China or surrounding areas. In fact, in the PM2.5 time series, 60-80 ㎍ m-3, which is more than 2-3 times higher than the concentration attributed to Cheongju activities, was observed as a background concentration related to long-range transport. The distribution of high PM2.5 concentration was typically dependent on the locations of the high and low pressures above the ground while the upper jet stream passed through the Korean Peninsula. Consequently, the high PM2.5 concentration in Cheongju is due to massive air pollutants in the form of smog originated from industrial, household and energy combustion sources of Beijing and other nearby regions of China. These air pollutants move along a fast zonal wind caused by the atmospheric pressure arrangement. high concentration of PM2.5 in Cheongju City is because the mass of air pollutants in the form of smog generated from industrial, household and energy combustion origins in Beijing or other nearby regions of China move along a fast wind speed zone according to the atmospheric pressure arrangement of long-distance transportation. Air pollutants including PM2.5 show an M-shaped pattern that passes through the topography of the Cheongju basin from north to south as a belt or band-shaped pollutant. The ground high pressure according to the above-ground high pressure expansion area and cut-off low or low pressure arrangement, or the bands in the form of river stems appear in a gradual incremental pattern that changes into a U-shape under the influence of the wind.