• 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 Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2015.10a
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• pp.69-70
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• 2015

이덕터는 구동부를 통해 공급되는 작동유체가 노즐을 통과하면서 고속으로 분출됨으로써 벤츄리 효과에 의해 노즐 출구 주위에 부압이 형성됨에 따라 흡입부를 통해 유체가 흡입된다. 이덕터의 주요 설계인자는 노즐의 직경과 스로트의 직경 및 직관부 길이 그리고 노즐과 직관부 시작점까지의 거리이다. 이 연구에서는 선박용 인라인 이덕터에 대한 기초연구로서 흡입 메카니즘을 체계적으로 해석할 목적으로 주요 설계인자를 이론적으로 고찰하고 설계인자의 변화에 따른 성능실험 가능하도록 이중원관의 형태로 모델링하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2017.05a
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• pp.341-345
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• 2017

In this study, the Inlet/Isolator model experiments performed at Texas University were performed by 2-dimensional RANS computerized analysis. First, supersonic flow conditions were analyzed and compared with experimental surface pressure results, and the flow structure was analyzed by confirming Mach number distribution and numerical shadowgraph. Then, the inlet unstart condition was given by changing the back pressure, and the URANS analysis was performed to confirm the progress of inlet unstart.

• 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.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.26 no.4
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• pp.10-20
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• 2022

The performance analysis test of the scramjet engine intake was conducted under the Mach 5 condition of the scramjet engine test facility, a free-jet ground test facility of the Korea Aerospace Research Institute. A pitot/static pressure rake installed at the rear of the isolator was designed and manufactured to measure the total pressure recovery rate and mass capture ratio, which are typical performance factors of the scramjet engine intake. The effect of the rake mounted at the rear of the isolator on the intake, the performance analysis measured by the rake, and the change in wall static pressure distribution according to the angle of attack were performed. Finally, the point at which the intake unstart occurred was confirmed by using the rear back pressure adjusting device, which simulates pressure rise in the combustor, and the results are summarized in this paper.

• 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.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.11a
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• pp.463-466
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• 2010

A scramjet engine intake model was tested with a storage air heater type hypersonic wind tunnel. In test results, there is no large performance change with the variation of the sidewall configurations. In the isolator performance analysis, pressure distribution of oblique shock train and normal shock train was observed. Unstart limit of the model was also confirmed.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.38 no.9
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• pp.1021-1026
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• 2014

In this paper, among various systems applying hot-gas bypass control, outdoor temperature, outlet temperature of water cooler, superheating and subcooling degree, which are the factors affecting the performance of the system bypassing hot-gas to evaporator inlet were analyzed. The main results were summarized as following. Frist of all, performance of refrigeration system bypassing hot-gas to evaporator inlet was affected by outdoor temperature, outlet temperature of water cooler, superheating and sub cooling degree. Thus, providing basic planning date of refrigeration system obtained through optimization of variables is expectable. Thus, providing the basic design data of refrigeration system can be offered by performing the optimization of these variables. Also, the feasibility of this refrigeration system proposed in this paper was obtained by analyzing operating characteristics of the system bypassing hot-gas to evaporator inlet.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.39 no.10
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• pp.795-803
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• 2015

The boundary layer developing over the suction surface of a first-stage turbine blade for power generation has been investigated in this study. For three locations selected in the region where local thermal load changes dramatically, mean velocity, turbulence intensity, and one-dimensional energy spectrum are measured with a hot-wire anemometer. The results show that the suction-surface boundary layer suffers a transition from a laminar flow to a turbulent one. This transition is confirmed to be a "separated-flow transition", which usually occurs in the shear layer over a separation bubble. The local minimum thermal load on the suction surface is found at the initiation point of the transition, whereas the local maximum thermal load is observed at the location of very high near-wall turbulence intensity after the transition process. Frequency characteristics of turbulent kinetic energy before and after the transition are understood clearly from the energy spectrum data.