• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2000년도 춘계공동학술발표회
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• pp.223-225
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• 2000

• 터널과지하공간
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• 제14권5호
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• pp.373-380
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• 2004

본 연구에서는 도로터널 환기시설 설계기준에 의한 소요환기량 산정 시 오염물질의 기준배출량을 환경부 고시기준에 대해 산정하여 차종별, 속도별로 산정된 기준배출량을 모델터널에 적용하여 시뮬레이션 한 결과 기존의 배출량 기준 적용에 대해 소요환기량은 약 49%로 감소되었다. 또한 터널 내 유동손실로서 작용하는 변수 중 터널마찰계수와 입구저항계수 및 등가저항면적을 통계적 분석기법을 이용하여 이들 계수 중 터널의 환기량 산정에 가장 민감하게 영향을 미치는 인자가 마찰계수이며 시뮬레이션을 통해 실제 적용 가능한 계수 범위가 0.018에서 0.021의 값으로 보정될 수 있을 것으로 예상된다. 검증사례로서 4개소의 터널에 적용하였을 때, 최대 약 19.2%의 소요환기량 감소가 예상되며 이에 대해 기존의 설계운용 중인 Jet Fan 설치 대수의 산정에 있어 감소될 수 있으며, 약 연간 운용비용의 저감에 적용 가능할 것으로 사료된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.39-53
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• 2018

일반적으로 터널 내 총환기저항계수는 입출구 손실계수, 벽면마찰계수 그리고 급격한 확대나 축소단면 등에 의해 발생하는 부차적 손실계수의 총합으로 구성된다. 개통 전 터널의 경우는 가동 중인 환기팬을 중단하게 되면, 터널 내 풍속은 총환기저항력에 의해 감소하는 현상이 나타난다. 즉, 속도감쇄법은 개통 전 터널에서 비교적 안정적이면서도 손쉽게 터널 내 벽면마찰계수를 추정하는 방법이다. 그러나 기존의 선행연구에서 환기팬의 가동을 중단 후 수렴되는 풍속이 음수일 경우는 속도감쇄법에 따른 벽면마찰계수의 추정이 곤란한 특성이 있다. 반면 교통환기력이 작용하는 공용 중인 터널에서는 좀더 복잡한 과정을 거치지만, 합리적인 벽면마찰계수를 추정할 수 있다. 본 연구에서는 교통환기력의 측정변수를 최소화할 수 있는 방법을 제안하였고, 공용 중 터널에 적용할 수 있는 방법을 고찰하였다. 또한 환기팬 정지 후 터널 내 풍속이 감소하는 동안에 외부 자연풍의 급격한 변화가 발생하여도 교통환기력이 일정할 경우에 대하여, 교통환기력의 증분을 계산할 수 있는 방법과 터널 내 벽면마찰계수를 추정할 수 있도록 동적 시뮬레이션이 가능한 프로그램 로직을 개발하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1997년도 춘계학술발표회논문집(1)
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• pp.279-285
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• 1997

본 연구에서는 나선형과 판형의 핀을 가진 원자력 발전소용 직교류 핀-관 열교환기의 열량을 ARI Standard-410에 따라 실험적으로 측정하여 풍속과 냉수속에 따른 열저항 및 압력 손실을 도출하는 것을 목적으로 하였으며, 이러한 시도를 통해서 실제 열교환기의 성능 평가시 필요한 기술적 자료를 축적하고자 하였다. 실험에서는 나선형 6fin/in, 8fin/1n, 10fin/in 열교환기와 판형 8fin/in 열교환기를 사용하였으며, 풍속을 0.486m/s와 2.214m/s로, 수속을 1m/s～4m/s로 하여 실험을 행하였다. 실험 결과를 통하여, 원자력 발전소의 격납 용기내의 공기조화를 위하여 사용되어 지는 열교환기의 성능 평가 방법 및 실증 능력을 확보하였으며, 풍속 증가에 따라 총괄 열전달 계수는 전체적으로 비례 증가하는 경향을 보였다. 판형이 나선형 보다 열전달 계수가 작게 나타났으며, 나선형 열교환기의 경우 fin수에 따른 변화는 크지 않았으나, 열전달 면적을 고려한 경우에는 나선형 10fin/in 열교환기가 가장 뛰어난 열교환 성능을 발휘함을 알 수 있었다. 또한, 공기측의 압력 손실은 전체적으로 전연 풍속 증가에 따라서 속도 제곱에 비례하여 증가하는 경향을 보였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권6호
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• pp.553-560
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• 2014

도로터널에서는 환기 및 제연을 목적으로 제연펜을 설치하고 있다. 제연펜 용량(제트팬 댓수)은 환기저항 및 승압력이 평형이 되는 상태에서 결정되게 된다. 터널에 운행중이거나 정지된 차량에 의한 승압력 및 저항력은 차량의 항력계수에 영향을 받게 된다. 터널에서의 항력계수는 슬립스트림 효과(또는 shadow effect)와 폐색효과에 영향을 받게 되며, 환기팬 및 제연팬 산정시 이와 같은 효과를 적절히 고려하지 못하고 있는 실정으로 교통 환기력를 과대평가하고 있다. 이에 본 연구에서는 화재시 차량의 차간간격을 반영한 항력계수와 등가저항면적을 산정하기 위해서 터널에 실제로 차량이 정차하는 조건으로 모델링하여 수치해석을 통해 항력계수를 검토하였다. 본 연구 결과, 항력계수에 대형차량 혼입률이 미치는 영향은 명확하지 않으며, 등가저항면적은 현행 도로설계편람기준에 대비 약 86%, 또 구 기준인 한국도로공사 환기설계기준 대비 62.2%수준으로 감소하는 것으로 분석되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제7권4호
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• pp.313-321
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• 2005

터널환기력 중 중요한 비중을 차지하고 있는 교통환기력을 추정하는데 있어서 항력계수는 중요한 설계인자이다. 현재 국내 도로터널 환기시스템 설계시 적용하고 있는 항력계수는 국내 차량특성을 고려하지 않은 외국자료의 인용, 폐색율 만에 기초하며 슬립스트리밍효과를 고려하지 않고 있는 문제를 가지고 있다. 본 논문에서는 국내 터널내 교통환기력의 정확한 추정에 목표를 두고 (1) 현재 운행 중인 국내차량 특성을 고려한 전면 투영면적를 추정하고, (2) 도로서비스 수준별 차량배치상황을 CFD분석하여 슬립스트림밍 효과를 분석하여 차량 1대당 저항계수인 $K_{blockage}$와 항력계수를 분석하였다.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제29권10호
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• pp.47-51
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• 2000

최근 룸에어콘이나 패키지에어콘의 에너지 절약, 쾌척성 등에 대환 사용자나 회사로부터의 요구는 더더욱 높아지고 있다. 공조기의 중요한 구성요소 중 하나인 열교환기도 이러한 요구에 대응하여 기술개발이 계속해서 진행되고 있다. 공조용 열교환기를 설계할 때 가장 중요한 과체는 비용이냐 설치성 등의 제약조건올 만족하면서 필요한 교환열량을 달성하기 위해, 요구되는 열 전달계수(K)와 전열면적(A)의 곱인 KA값을 얼마나 확보하는가 하는 점에 있다. 그러나 이 외의 과제, 예를 들어 홴입력, 소음을 억제하기 위한 공기측 통풍저항의 감소, 증발온도에 영향을 마치는 관내압력손실의 감소 등도 중요한 과제이다. KA값 증대와 통풍저항억제를 동시에 판촉하기 위해 공조용 열교환기는 전면면적을 크게 하고 두께를 작게 하여 사용하는 것이 원칙이다. 또, 전열관의 관경도 관 둘레길이와 냉매분배성능 면에서 제약이 발생한다. 이와 같은 배경으로부터 공조용 열교환기는 판경 6~10 mm정도의 전열 관을 20~25mm길이로 배치한 핀튜브형 열교환기가 주류로 되어있다. 여기에서는 공조기에 널리 사용하고 있는 핀튜브형 열교환기에 대한 최근의 기술개발 사례를 소개하고자 한다.

• 동력기계공학회지
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• 제12권5호
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• pp.54-58
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• 2008

최근 열교환기의 향상을 위해 발포다공성매체의 적용이 증가하고 있다. 열교환기의 적용에 있어서 발포다공성매체의 이점을 살펴보기 위해 본 연구에서는 2가지 실험을 수행하였다. 첫 번째는 수력의 관점에서 투과계수 및 내부계수를 결정하는 것이고, 두 번째는 열교환의 관점에서 다공성매체의 유효전도율을 측정하는 것이다. 본 실험에서는 기공도는 거의 같으나 기공의 크기가 각각 20 ppi와 40 ppi인 구리 다공성매체를 사용하였다. 실험의 결과는 40 ppi 크기의 다공성매체가 수력과 열교환, 두가지 관점 모두에서 보다 높은 저항 효율을 나타낸다는 것을 보여준다.

• 에너지공학
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• 제10권2호
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• pp.166-175
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• 2001

핀-관 열교환기의 효율을 증대시키기 위하여는 열저항을 결정하는데 있어서 중요한 역할을 하는 공기측 열전달 특성의 향상이 필요하다. 본 연구에서는 슬릿핀과 같은 핀 형상의 개선으로 인한 높은 압력손실을 감소시키기 위하여 타원관형 열교환기를 고려하였으며 이를 자체 개발한 3차원 비압축성 Navier-Stokes 코드를 이용하여 공기측 성능을 해석하였다. 이 코드는 시간항에 스칼라 내재적 근사분해법(scalar implicit approximate factorization)절차, 공간항에 유한체적법과 2차의 풍상차분법을 사용한다. 핀 형상이 평판핀인 타원관에 대하여 세장비가 0.3, 0.5, 0.75인 경우와 핀 형상이 슬릿핀이고 세장비가 0.5인 타원관에 대하여 공기측 유동을 해석하였으며 이를 원관의 성능과 비교하였다. 평판핀의 경우, 압력강하량은 원관과 비교하여 세장비가 작아질수록 감소하는 것을 볼 수 있었으며, 열전달 계수는 고려한 유입속도 범위에서 원관을 기준으로 약 5%이하의 변화로 거의 동일하게 유지되는 것을 볼 수 있었다. 슬릿핀의 경우 역시 문제되는 높은 압력강하량은 타원관을 도입함으로써 효과적으로 낮출 수 있음을 볼 수 있었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제15권4호
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• pp.289-295
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• 2006

온실의 환기연구를 위한 CFD 시뮬레이션 모델에 토마토 작물을 설계함에 있어서 우선적으로 작물군의 기하학적 형상 설계 및 이의 공기 항력계수를 찾고자 하였다. 작물군 형상을 간단한 형태의 공기투과성 매체로 설계하고 이의 공기저항의 물리적 특성을 풍동실험을 통하여 구하였다. 토마토 작물군과 작물군 사이에서 측정된 값과 작물군 중앙부에서 측정되어진 값들을 분리하여 계산하여 된 결과 공기저항값인 항력계수 $C_d 값은 각각 0.2551와 0.2621로 나타났다. 최종적으로 이들의 평균값인 0.26을 Fluent CFD 프로그램의 작물군 공기투과성 매체의 x, y, z축의 내부저항값으로 입력되었다. 이 실험결과를 이용하여 전산유체역학 (CFD)을 이용한 시설내 작물군이 존재하는 경우의 온실 환기연구를 효과적으로 수행할 수 있게 되었다. 또한 풍동을 이용한 작물의 공기저항 연구를 위한 실험방법을 개발하여 앞으로도 다양한 작물들을 대상으로 공기유동의 물리적 특성연구를 수행할 수 있게 되었다.