• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.237-237
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• 2020

수도계량기(이하 "수량계")는 액체용 적산부피계로 물 사용량을 적산 계량하기 위한 기계기구 또는 장치이며 수량계 검정기준에 의해 검사기준 합격제품을 사용하서 수도요금을 징수합니다. 사실상 국내계량에 관한 법률에 의거하여 전이유량비가 6.3배수(2014년) > 4.0배수(2016년) > 1.6배수(2017년)로 점점 향상되며 2017년 기준으로 국제법정계량기구(OIML)의 성능과 같은 1.6배수까지 향상되어 국내의 수량계 기술기준이 많은 부분 향상되었습니다. 그러나 국제법정계량기구(OIML)는 현재 1.6배수의 80배수까지 검사기준에 합격에 반하여 현제 국내의 검사기준은 1.6배수의 100배수까지만 합격기준을 가지고 있습니다. 이러한 기준은 점차 발전해가고 있는 후발국가에 속하는 자국의 검사기준이 너무 갑작스럽게 국제법정계량기구(OIML)의 기준보다 높은 검사기준을 시행하며 많은 문제가 발생한 것 같습니다. 위와 같은 문제를 해결하기 위하여 여러 복합적인 부품으로 이루어진 수량계의 유량 및 유속에 영향력이 있다고 보여지는 특정 부품 혹은 부위의 개선 및 개발로 해결할 수 있지 않을까 하는 의구심에 연구를 시작되었습니다. 유량 및 유속에 영향을 끼치는 유입부의 스트레이너, 내부 임펠러의 변경으로 성능검사에서 영향을 끼치는지를 유체역학 및 유동해석 등을 통하여 테스트 후 각각 단계 및 상황별 목업금형을 제작하여 현재 국내검사기준으로 진행되는 성능테스트인 기차테스트를 진행하였습니다. 먼저 수량계의 특성상 수량계 내부의 유량을 유체역학 및 유동해석으로 정확히 뽑아내는 것이 불가능하여 유입부 유출부의 유량의 흐름을 기준으로 유체역학 및 유동해석을 진행하였습니다. 테스트 후 그 결과 값으로 유입부의 스트레이너의 삽입 각도를 0°, 90°, 135°, 180°, 270°로 각각 제작하여 테스트를 진행하였으며, 내부 임펠러는 straight, SR, SL, SL R70, SL R60, R75, SR R65 형상으로 각각 제작하여 테스트를 진행하였습니다. 전반적으로 기존의 수량계보다 높은 성능을 보여주었으며, 특정 스트레이너의 삽입각도 및 임펠러의 형상에서는 기존보다 훨씬 유수율이 절감되는 결과값이 나왔습니다. 그로 인해 검사기준에 쉽게 부합할 수 있으며 물 사용량을 보다 정확히 계측하여 정확한 수도요금을 부과하여 국세 낭비로 인한 경제적 손실을 감소할 수 있을 것 같습니다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.381.2-381.2
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• 2016

It was known conceptually that ferrofluid or air driven flows induced by waste heat energy could generate electric power in surrounding windings by changing the magnetic flux with time through the colis. In the last decade, a ferrohydrodynamics energy harvesting system based on magnetorheology has been investigated experimentally and numerically. However, it was focused on the movement of air droplets or nanoparticles in the ferrofluid, therefore the electric power generated in the device was not enough to use practically. In this study, we developed the electrical generation concept based on magnetic particle flows for harvesting large amount of electric power and conducted measurements and computations for verifying the concept of electrical generation. In order to obtain a significant amount of electrical energy by using magnetic particle flows, it was critical to control the magnetization direction of magnetic nanoparticles in the fluid by a permanent magnet and to change the magnetic flux with time by air bubbles when the fluid flows in a millimeter-sized channel passed through surrounding windings.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.155-162
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• 2018

In this paper, the reliability of the numerical analysis using the two phase flow on the behavior of the hydrogen bubbles in the alkali electrolysis stacks was investigated by comparing the results obtained from numerical analysis and flow visualization experiments. As the results, through comparison with results gotten to visualization experiments, it is possible to approximate analysis for the flow of hydrogen bubbles in the stacks by numerical analysis using the two-phase flow. Also, the flow of hydrogen bubbles around the electrodes could be similarly analyzed by numerical analysis using the two-phase flow.

• 설비공학논문집
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• 제10권5호
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• pp.619-629
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• 1998

An experimental work was conducted to investigate a feasibility of simultaneous measurement of gas-liquid two-phase flowrates with double orifice plates using air and water. The tests were carried out under the atmospheric pressure and at the ambient temperature using two different tube sizes. Qualities of an air-water flow in the present study have values less than 0.1 and thus the mixed flow showed bubbly, plug, slug flow regimes. The probability density function (PDF) and the power spectral density function (PSDF) of the instantaneous pressure drop traces for the flow regimes were obtained. It is found that some distinctive features exist in the distribution of these functions, depending upon the two-phase flow pattern. The time-averaged value of the instantaneous pressure drop increases with increasing gas and liquid flowrates, showing a single-valued function for the total mass flowrate and the quality. It is also found that the two-phase discharge coefficient exhibits a consistent trend for variation of dimensionless parameters such as the superficial velocity ratio and the gas Reynolds number. The results indicate that simultaneous measurement of two-phase flowrate may be possible based upon a statistical analysis of the instantaneous pressure drop curves monitored using double orifice plates.

• 설비공학논문집
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• 제25권6호
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• pp.324-330
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• 2013

The main objective of this work is to experimentally investigate the effect of inlet geometries on the distribution of two-phase annular flow at header-channel junctions simulating the corresponding parts of compact heat exchangers. The cross-section of the header and the channels were fixed to $16mm{\times}16mm$ and $12mm{\times}1.8mm$, respectively. Experiments were performed for the mass flux and the mass quality ranges of $30{\sim}140kg/m^2s$ and 0.3~0.7, respectively. Air and water were used as the test fluids. Three different inlet geometries of the header were tested:no restriction (case A), a single 8 mm hole at the center (case B), and nine 2 mm holes around the center (case C) at the inlet, respectively. The tendencies of the two-phase flow distribution were different, in each case. For cases B and C (flow resistance exists), more uniform flow distribution results were seen, compared with case A(no flow resistance), due to the flow pattern change to mist flow from annular flow at the inlet, and the flow recirculation near the end plate of the header.

• 태양에너지
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• 제18권1호
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• pp.99-109
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• 1998

공기조화 설비에 있어서 시스템의 성능을 향상시키고 에너지의 유효이용 및 경제성을 높일 수 있는 빙축열 시스템에 대한 연구이다. Ice Ball을 내장한 빙축열조를 횡형 사각형과 입형 원통형 축열조에 대하여 조내로 유입하는 브라인의 유량(2, 4, 6LPM)과 온도(-3, -5, $-7^{\circ}C$)를 변화시키고, 또한 유입 브라인의 유동을 상 하향유동으로 하면서 빙축열조내의 온도분포를 파악하여 열유동 특성 및 빙충전율에 대하여 고찰하였다. 연구결과 빙축열조내 열성층을 향상시키기 위해서는 조내 유입 브라인의 유동이 상향 압출흐름이어야 한다는 것을 알았다.

• 한국결정성장학회지
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• 제8권4호
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• pp.555-562
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• 1998

비균일 자장이 도가니에 인가되어 있는 상황에서 정상상태의 Czochralski 유동장과 비정상상태의 산소농도장에 대한 연구가 수치해석적인 방법으로 연구되었다. 여기에서 기준 자장의 세기가 B=0.1T, 0.2T, 0.3T의 경우에 대한 연구가 수행되었다. 가열에 의한 부력의 효과와 자유표면의 표면장력에 의한 열모세관 효과에 의하여 유발되는 자오면 유동은 비균일 자장에 의하여 차등적으로 억제되고 있다. 자자의 세기가 증가하면 자오면 유동에서 발생하는 순환류의 중심은 결정으로 접근하며, 순환류의 크기도 작아진다. 결정으로 흡수되는 산소의 세기가 클수록 낮아지며 농도분포는 균일해지는 경향을 갖는다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권1호
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• pp.53-60
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• 2000

본 연구는 활성탄 유동상 반응조의 암모니아 부하를 $0.1{\sim}7.5kg\;NH_3-N/m^3{\cdot}day$의 범위에서 단계적으로 증가시키면서 암모니아 부하가 질산화 효율 및 아질산성 질소의 축적에 미치는 영향을 파악하기 위하여 수행되었다. 실험 결과, $1.8kg\;NH_3-N/m^3{\cdot}day$ 이상의 암모니아 부하에서는 처리수의 아질산성 질소 농도 및 질산화 효율이 변동하였지만 평균 90%의 질산화효율을 나타내었으며, 유리 암모니아성 질소의 농도가 1 mg/L 이상으로 측정되었던 $1.8kg\;NH_3-N/m^3{\cdot}day$의 암모니아 부하부터 아질산성 질소의 축적이 시작되었다. 아질산성 질소가 축적되었던 기간에는 유입수의 암모니아성 질소 농도와 반응조내의 용존산소 농도 간의 비가 100 이상이거나 처리수 $NH_3-N$ 농도와 반응조 DO 농도 간의 비가 2 이상이었다. 결론적으로, 활성탄 유동상 반응조는 고농도로 암모니아성 질소를 함유하는 폐수의 생물학적 질산화에 효과적이며, 아질산화-탈질에도 유려할 것으로 판단된다.

• 에너지공학
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• 제23권4호
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• pp.95-105
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• 2014

CUPID 코드는 기기 스케일(Component scale)의 2상 유동(Two-phase flow) 해석 코드로서 다양한 2상 유동 조건의 실험 자료를 이용하여 검증되어 왔다. 특히, CUPID 코드의 CANDU형 원자로 감속재 탱크 내부 유동 해석능력을 평가하기 위해 1/4 규모 축소 실험장치의 실험결과를 이용하여 검증한 바가 있다. 본 연구에서는 이전 연구를 바탕으로 CUPID 코드를 사용하여 실제 원자로 감속재탱크 내부의 열수력 거동을 해석하였다. 감속재 탱크의 내부 구조는 아주 복잡하기 때문에 다공질 매질 방법을 적용하였으며 탱크 입구노즐 또한 기기 스케일 코드의 취지에 부합하게 아주 단순화하여 모델하였다. 해석결과의 정확성을 결정하는 가장 중요한 요소는 입구노즐의 모델 방법에 있는 것으로 나타났다. 입구노즐을 단순하게 모델하여 입구유량을 경계조건으로 부여하고 발전소 정상운전조건으로 계산한 결과, 부력에 의한 열성층화 현상이 발생하였다. 이는 전혀 타당하지 않은 것으로 입구 유동의 모멘텀을 정확하게 모의하지 않아 발생한 것이 나타났다. 이를 개선하고자 입구 유량과 운동량을 동시에 보존시킬 수 있도록 입구 노즐 면적을 축소하고 속도는 증가시켜서 계산한 결과, 사실적인 내부 유동장을 얻을 수 있었다. 결론적으로 계산 비용효과가 뛰어난 다공질 매질 방법에 입각하여 CUPID 코드를 실규모 감속재 탱크 열유동 해석에 적용할 수 있음을 보였고, 입구노즐의 적절한 모델이 가장 중요한 요소임을 확인하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제15권2호
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• pp.86-94
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• 2010

A thermal-hydraulic code, named CUPID, has been developed for the analysis of transient two-phase flows in nuclear reactor components. A two-fluid three-field model was used for steam-water two-phase flows. To obtain numerical solutions, the finite volume method was applied over unstructured cell-centered meshes. In steam-water two-phase flows, a phase change, i.e., evaporation or condensation, results in a great change in the flow field because of substantial density difference between liquid and vapor phases. Thus, two-phase flows are very sensitive to the local pressure distribution that determines the phase change. This in turn puts emphasis on the accurate evaluation of local pressure gradient. This paper presents a new reconstruction method to evaluate the pressure gradient at cell centers on unstructured meshes. The results of the new scheme for a simple test function, a gravity-driven cavity, and a wall boiling two-phase flow are compared with those of the previous schemes in the CUPID code.