• 에너지공학
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• 제8권2호
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• pp.224-232
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• 1999

캡슐형 잠열재를 이용한 열저장 시스템은 바닥 난방 및 건물 난방에서 매우 효과적인 시스템이다. 이러한 시스템 개발에 필수적인 요소가 열유동 매체가 순환하는 파이프 주변의 캡슐내 온도 분포와 열유동 매체의 유량 등이다. 그러므로 본 연구에서는 3차원 비정상 상태에서 Navier-Stokes 방정식, 난류모델을 비롯한 스칼라 보존 방정식을 적용하여 캡슐 블록의 온도 분포 및 파이프 내의 유동장 해석을 수행하였다. 또한 본 연구와 같이 계산 영역이 특별한 기하학적 현상을 형상(circle+square)인 문제 해결하는데 적용할 수 있는 새로운 격자 생성 기술(MBFGE/CCM)을 개발하였다. 격자계는 파이프에서 원형 격자를 이용하였고, 캡슐 블록에서 사각 격자를 이용하여 다중격자와 미세격자를 결합하여 사용하였다. 본 연구의 목적은 컴퓨터를 이용한 수치해석적 방법을 미세 캡슐을 이용한 축열보드에 적용하여 2종류의 열경계 상태에 대하여 속도와 온도분포를 계산하여 비교분석을 하는 것이다. 온도는 축열 보드의 한 쪽면은 대류면이고 다른 한쪽면은 단열면인 경우(Case 2)보다 양면 모두 단열인 경우(Case 1)일 때 더 높게 상승하였다. 온수 파이프 중심선인 Y=0 에 가까운 영역에서 Case 1과 Case 2사이에 축열 보드 내에서 온도 차이는 확연하게 나타났다. 향후 수치해석의 정확도를 높이고 축열 보드의 열전달 현상을 보다 정확히 계산하기 위해서는 위치 및 시간에 따른 정밀한 온도 측정값이 필요하고 특히 잠열재인 미세 캡슐이 상변화를 하므로 온도 변화에 따른 물질의 비열(C$_{p}$)과 열전달율(λ)을 고려한 방정식이 요구된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.4052-4056
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• 2014

현재 가정용 콘덴싱 가스보일러의 사용을 의무화 하고 있는 추세이며, CO나 NOx와 같은 오염 물질의 배출이 적은 친환경 보일러 사용을 적극 추천하고 있다. 따라서 본 논문에서는 효율을 증가시키기 위하여 가정용 콘덴싱 가스보일러에 사용되는 2차열교환기인 잠열교환기의 튜브(관) 내부에 이너 그루브 형상을 추가 하여 열유동에 대한 해석을 실시하였다. 이너 그루브 형상이 추가됨에 따라서 전열면적은 약 20% 증가하였으며, 이에 따라 열전달량이 증가하는 것을 알 수 있었고, 이를 3차원 수치해석을 이용하여 확인하였다. 또한 이너 그루브 형상을 추가했을 경우 이너 그루브 형상이 없는 잠열교환기 보다 출구 온도가 약 $1^{\circ}C$ 증가하였고, 이는 가정용 콘덴싱 가스보일러의 효율증가에 상당한 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제33권3호
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• pp.110-115
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• 2023

브로민화 수은(I)(Hg₂Br₂) 물리적 증착법 공정에서 구성요소 B의 분압, P_B를 40 Torr에서 200 Torr로 증가시켰을 때 1개의 셀(unicell)이 결정성장영역에서 기체상 공간의 중심으로 이동함을 보여주고 있다. P_B = 40 Torr에서는 경계층 흐름이 지배적이고, P_B = 200 Torr에서는 코어영역흐름(core region)을 보이고 있다. 고려되는 물리적 증착법 공정에서 P_B = 40 Torr와 P_B = 200 Torr에서 1개(single)의 셀(cell) 형태로 3차원의 유동의 흐름과 x, y 직교 중심축에 대하여 비대칭 유동흐름을 나타내고 있다. 소스와 결정 영역 사이의 임계 온도차는 약 30 K입니다. Hg₂Br₂의 총 몰 플럭스는 임계값에 도달할 때까지 온도차에 따라 증가한다. 임계 총 몰 플럭스에서 총 몰 플럭스는 갑자기 감소한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.7667-7671
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• 2015

아연말 코팅은 친환경성 및 고성능으로 인하여 널리 사용되고 있다. 일반적으로 코팅온도가 코팅층 두께 및 코팅품질을 결정하는 주요한 요소이므로 아연말 코팅의 경우에도 최적의 코팅온도가 요구되고 있다. 본 연구에서는 아연말 스프레이 코팅 룸의 온도분포를 해석하기 위해 룸 내부의 공기유동을 포함하는 열 유동 전산 시뮬레이션을 수행하였다. 3차원 CAD 프로그램인 SolidWorks를 이용하여 스프레이 코팅 룸 전체와 예열실과 건조실을 모두 고려한 모델링을 수행하였으며 Flow Simulation 프로그램을 이용하여 열 유동 해석을 수행하였다. 해석된 결과는 열화상카메라를 이용한 실험으로 검증하였다. 해석결과 제1스프레이실과 제2스프레이실의 온도분포 특성을 파악할 수 있었으며, 현재의 상태로는 목표 온도 값인 $25^{\circ}C$에 미달하고 있었음을 알 수 있었다. 단순히 히터를 추가하는 방법 대신, 현재 조건에서 스프레이실의 온도를 높이는 방안으로 배기팬을 사용하지 않는 경우에 대해 시뮬레이션을 수행하였으며, 그 결과 제1스프레이실의 온도가 $6.2^{\circ}C$, 제2스프레이실의 온도가 $5.8^{\circ}C$ 상승하였다. 본 연구 내용은 향후 스프레이 코팅 룸의 성능향상을 위한 설계에 이용될 수 있다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제3권1호
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• pp.1-6
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• 2000

조사지역은 해안과 인접한 경기도 화성군 석천리에 위치하고 있으며, 그 면적은 약 1$km^2$이다. 이 지역은 기아 자동차 화성공장 건설 이전에 이미 해수침투에 의해 오염된 지역으로 알려져 왔으나, 지구물리적 또는 지구화학적 방법을 통하여 해수침투에 의한 오염분포 현황과 오염의 계속적인 진행 여부가 체계적으로 연구되지 않은 지역이다. 그러므로 본 연구에서는 지구물리적 방법(슐럼버져배열의 전기비저항 수직탐사, 쌍극자-쌍극자배열의 2차원 전기비저항탐사)을 사용하여 해수침투에 의해 오염된 범위 및 해수침투의 주 경로를 파악하고자 하였으며, 또한 해수침투의 진행 여부를 판단할 수 있는 하나의 증거인 조석운동에 의한 해수의 유동을 확인하기 위하여 슐럼버져배열을 사용한 전기비저항 모니터링도 수행하였다. 전기비저항 수직탐사의 결과로부터 조사지역은 2개의 영역, 즉 $\~30$ ohm-m 이하 그리고 그 이상의 전기비저항 분포를 나타내는 영역으로 구분된다. 여기서, $\~30$ ohm-m 이하의 낮은 전기비저항을 보이는 부분은 조사지역의 천부에 존재하는 점토층의 분포와 일치하며, 구 해안선으로 갈수록 점토층의 전기비저항은 매우 낮은 값을 갖는다. 수리 지질학적 분석에 의하면 구 해안선으로부터 약 200 m내에 분포하는 점토층은 해수에 의해 이미 오염되었으며, 이 같은 점토층은 하부에 존재하는 사질층의 전기전도도보다 약 8배 정도 높은 것으로 확인되었다. 북서-남동방향으로 평행하게 설정된 2개의 측선에서 수행된 2차원 전기비저항탐사의 해석 결과에 의하면 구 해안선으로부터 북동방향으로 서로 평행하게 발달된 2개의 가능한 해수침투 경로가 확인되었으며, 그 중 상대적으로 남쪽에 존재하는 침투경로는 심부 80 m이상까지 낮은 전기비저항대가 연장 발달된 것으로 해석되었다. 구 해안선으로부터 내륙으로 약 260 m되는 지점(2차원 전기비저항탐사로부터 심부 80 m 이상까지 연장 발달된 것으로 해석된 침투경로 상의 한 측점)에서 실시한 전기비저항 모니터링 자료에서 조석운동에 의한 12시간의 주기를 갖는 겉보기비저항의 변화를 확인할 수 있었다. 이 같은 사실로 보아 2차원 전기비저항탐사에서 해석된 낮은 전기비저항 이상대는 암반 내에 발달한 파쇄대로서, 조석운동에 의한 해수의 유동통로이며, 이같은 파쇄대를 따라 현재에도 해수침투가 진행되고 있다는 결론을 유추할 수 있다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제16권2호
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• pp.47-57
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• 1984

2상유동을 해석하기 위한 3차원 코드인 THERMIT-6S의 미분 방정식을 세우기 위해, 수학적으로 정확하게 유도된 시간과 공간에 대해 평균한 보존 방정식을 단순화했다. 미분 방정식을 불연속화(discretization)하여 THERMIT-6S의 차분방정식을 얻는다. First-order spatial scheme, donor cell method, 그리고, staggered mesh layout을 써서 공간에 대한 불연속화를 한다. 그리고 시간에 대한 불연속화는 first-order semi-implicit scheme으로써, sonic terms와 국부적인 전달 현상에 관계되는 항들은 implicit하게 그리고 대류 전달 항들은 explicit하게 취급한다. 이렇게 얻어진 방정식들은Newton-Raphson 방법으로 선형화된다. 축소된 압력 방정식을 만들기 위해 모든 변수들이 mesh cells사이에서 단지 압력 변수를 통해서만 결부되도록, 선형화된 방정식들을 처리한다. OPERA-15 실험을 수치해석적으로 모의실험하여 본 결과, THERMIT-6S가 flow coastdown, 역류, 유체진동(flow oscillation) 등을 포함하고, sodium boiling 후의 원자로내의 변화를 예측하는데 매우 유효하다는 것이 밝혀졌다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제18권2호
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• pp.39-53
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• 2015

동해 울릉분지 남서주변부에서 취득한 2차원 다중채널 탄성파 탐사자료 해석결과에 의하면 연구지역에는 U자 또는 V자 형태의 침식충전구조가 다양한 규모로 발달한다. 시추공 자료에 의하면 침식충전구조를 채우고 있는 퇴적물은 주로 세립질 퇴적물로 구성되며, 탄성파 단면상에서 특정 내부 구조를 보여주지 않는 투명 혹은 반투명 음향상 특징을 보여주는 것과 잘 대비된다. 상기 특징을 갖는 침식충전구조는 연구지역에 분포하는 4개의 퇴적층군 중 후기 마이오세 분지변형 기간 동안 퇴적된 횡압력 동시성 퇴적층군(MSQ3)에 우세하게 분포한다. 이와 같은 침식충전구조는 발달규모와 시기에 따라 3개의 그룹으로 구분된다. 그룹 I에 속하는 침식충전구조는 돌고래 구조발달 시기에 대비되며, 소규모로 분포한다. 그룹 II에 포함되는 침식충전구조는 돌고래 구조와 고래V 구조가 동시에 발달한 것으로 알려진 시기에 형성되었으며, 발달개수와 규모가 그룹 I에 비해 크게 증가하였다. 그룹 III는 돌고래 구조의 발달은 점차 약화되었으나 고래V 구조의 영향은 지속된 시기에 형성되었으며, 침식충전구조의 발달개수와 규모는 그룹 II에 비해 크게 감소하였다. 상기 제시된 침식충전구조의 분포양상, 발달규모, 내부충전물의 특징에 의하면 연구지역에 분포하는 침식충전구조는 해저협곡으로 해석되며, 울릉분지의 닫힘과 관련된 지구조운동과 그에 따른 퇴적물 공급량의 영향을 받아 형성된 것으로 해석된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제3권4호
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• pp.37-55
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• 2000

전라남도 고흥반도에 인접한 해창만의 어장환경문제와 관련하여 방조제 축조후 주변해역에서의 흐름과 퇴적환경의 변화를 파악하고 특히 수문개방시 일시에 다량으로 방류되는 담수가 인근해역에 미치는 영향을 파악하기 위하여 1997년과 1998년의 두 차례에 걸친 현장조사와 해수유동 및 담수확산에 관한 2차원 수치실험을 실시하였다. 방조제 체절후에는 체절전에비하여 유속이 전반적으로 크게 감소하였고 조위는 방조제 부근에서 그 진폭이 다소 감소하였다. 방조제 수문을 통하여 담수를 방류한 경우, 전반적인 흐름 형태는 무방류시에 비하여 큰 차이가 없었으나, 간조시의 경우 방류한 담수의 영향으로 수문 부근에서 유속과 조위가 각각 다소의 변화를 나타내었다 담수확산의 수치실험결과, 간조시에 담수는 만외까지 유출하지만, 만조시에는 서류하는 조류를 타고 다시 만의 안쪽까지 되돌아오는 경향을 보였다. 방조제 전면해역에서는 점토질의 실트, 실트질의 점토 및 사질점토질의 실트 등 다양한 퇴적상을 보였으나, 만의 중앙부에서는 점토질의 실트가 지배적이었다. 또한 퇴적물의 유동을 반영하는 왜도분포에서는 방조제 전면 해역에서 $\{pm}0.1$, 만의 중앙부에서 ±0.3 이상으로 양자간에 현저한 차이를 보였다. 방조제 전면해역에서 시추한 시료의 분석결과, 하부는 실트와 점토질의 세립의 퇴적상으로 구성되어 있지만, 상부의 표층은 두께 약 40～50 cm정도의 굴, 바지락 등으로 구성된 패각층이 분포하였다. 이와 같은 하부의 퇴적상은 방조제 축조전의 조간대 퇴적상으로 추정되며, 상부의 패각층은 제방 축조후 주변해역에 형성된 패류 양식장으로부터 기인한 잔해일 가능성이 컸다. 즉, 이와 같은 퇴적상의 차이는 방조제 축조의 영향을 반영하고 있는 것으로 판단되었다.

• 터널과지하공간
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• 제31권5호
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• pp.309-332
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• 2021

고준위방사성폐기물 심층처분장 내 천연방벽은 방사성핵종의 누출을 방지 및 지연할 수 있는 수리학적 특성을 갖춰야 한다. 결정질 암반의 경우 불연속면에 의해 수리학적 성능이 결정되기 때문에, 불연속면의 수리-역학적 복합거동에 대한 자세한 모사가 필요하다. 불연속체 기반 해석기법은 불연속면의 생성, 전파, 변형, 미끄러짐과 같은 복잡한 거동을 구현할 수 있어 결정질 암반 모사에 적합하다. 본 연구에서는 불연속면에서의 수리-역학 복합거동에 초점을 맞추어, UDEC, 3DEC, PFC, DDA, FRACOD, TOUGH-UDEC과 같은 상용화된 불연속체 기반 수리-역학 복합거동 해석기법을 조사하였다. 블록 기반 불연속체 해석기법의 경우 주로 불연속면 상에서 진행되는 유체 유동을 바탕으로 수리-역학 복합거동을 해석하였고, 그중 일부는 다른 수리학적 해석기법과의 결합을 통하여 모델 전체에 대한 수리-역학적 복합거동을 제공하였다. 입자 기반 불연속체 해석기법의 경우에는 입자 사이로 흐르는 유체를 반영하여 불연속체 모델 전체에 해당하는 수리-역학적 복합거동 모사가 가능하다. 현재까지 상용화된 불연속체 기반 복합거동 해석기법은 2차원 해석만 제공하거나, 수리학적 해석 성능이 떨어지고, 불연속면에서의 유체 유동만 고려되거나, 자세한 수리학적 해석을 지원하지 않는 등의 한계점이 있어 고준위방사성폐기물 심층처분시스템의 정확한 수리-역학 모델링에는 적합하지 않을 수 있다. 본 기술보고에서 검토한 다양한 해석기법들의 장단점을 참고하여 향후 처분시스템을 정확하고 자세하게 모사할 수 있는 불연속체 기반 수리-역학 복합거동 해석기법의 개발이 필요하다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제8권4호
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• pp.165-173
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• 2005

우리 나라 4대 굴양식 어장 중의 하나인 가막만의 물리환경을 조사하기 위해 2004년 10월부터 11월까지 약 1개월간 조석, 조류 및 수온을 연속관측하고 그 결과를 분석하였다. 조석은 가막만의 북동 수로와 남쪽 만구를 통해 거의 동시에 같은 크기로 유출입하지만, 북서 내만역은 진폭과 위상에 있어서 약간의 차이를 보였다. 만내에 존재하는 3개의 수괴를 구분 짓는 전선 부근에서 측정한 수온의 시계열은 북서 내만역을 제외하고는 조석에 따라 만조시에는 상승하고 간조시에는 하강하는 매우 민감한 반응을 나타내었다. 특히 만의 동쪽 평사리 부근에서의 수온은 기온에 의해 강한 영향을 받는다는 사실을 이 등 [1990]의 결과와의 비교를 통해 확인하였다. 일반적으로 정체수역으로 알려진 만의 북서 쪽에서는 바람에 의한 영향으로 저층 부근에서 표층 흐름에 역류하는 상당한 크기의 유속을 가진 흐름의 존재가 확인되었다. 본 조사기간 동안 측정된 조류의 누적평균 이동 방향과 그 크기는 대체로 이 등 [2004]에 의한 2차원 유동계산결과와 잘 일치하였다. 그러나, 만의 북서쪽에서의 흐름은 다소 과대평가되었는데, 이것은 관측 기간동안 북서풍이 탁월하게 불었고 또한 이 등 [2004]에 의한 계산결과가 대조기만을 대상으로 한 흐름 패턴이었기 때문으로 판단되었다.