• 한국전산유체공학회지
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• 제21권1호
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• pp.1-9
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• 2016

Atmospheric icing may have significant effects not only on safety of aircraft in air, but also on performance of wind turbine and power networks on ground. Thus, ice protection measure should be developed to protect these systems from icing hazards. A very efficient method is the electro-thermal de-icing based on a process by which ice accretion is melted and blown away through aerodynamic forces. In this computational study, a state-of-the-art icing code, FENSAP-ICE, was used for the analysis of electro thermal de-icing system. Computational results including detailed conjugate heat transfer analysis were then validated with experimental data. Further, the computational model was applied to the DU21 airfoil section of NREL 5MW wind turbine with calculated heater parameters.

• 한국전산유체공학회지
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• 제18권2호
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• pp.41-48
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• 2013

Ice accretion on the solid surface is an importance factor in assessing the performance of aircraft and wind turbine blade. Changes in the external shape due to ice accretion can greatly deteriorate the aerodynamic performance. In this study, a three-dimensional upwind-type second-order positivity-preserving finite volume CFD scheme based on the unstructured mesh topology is developed to simulate two-phase flow in atmospheric icing condition. The code is then validated by comparing with NASA IRT experimental data on the sphere. The present results of the collection efficiency are found to be in close agreement with experimental data and show improvement near the stagnation region.

• 한국해양공학회지
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• 제36권4호
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• pp.211-216
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• 2022

Since liquefied natural gas (LNG) is imported in a liquid state of about -162℃ to increase transportation efficiency in Korea, it must be vaporized in a gaseous state to supply it to consumers. Among them, ambient air vaporizer (AAV) has caught attention due to eco-friendly and low costs characteristics. However, there is a disadvantage that the performance of the heat exchanger is deteriorated due to frost due to mist and icing when used for a long time. In this paper, frost generation model in AAV vaporizer was investigated with numerically to examine utilizing the vaporizer performance with the frost generation behavior. The frost generation behavior of AAV vaporizers was examined with humidity, fin characteristic, and temperature effects. As for the LNG discharge temperature, the 12 fin vaporizer showed the highest discharge temperature when the atmospheric temperature was 25℃, and the 8 fin vaporizer had the lowest LNG discharge temperature when the atmospheric temperature was 0℃. In the case of frost formation, in the case of the 12 fin vaporizer, it was formed the most at the atmospheric temperature of 25℃, and the least was formed in the vaporizer at the 0℃ condition of the atmospheric temperature of 8 fins.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권2호
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• pp.134-143
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• 2014

추운 기후에서 운영되는 풍력터빈 시스템의 표면에 발생한 결빙으로 인하여 공기역학적 성능이 크게 저하될 수 있다. 이러한 결빙은 양력감소 및 항력증가를 야기하고, 발전효율에 부정적인 영향을 미치게 된다. 이로 인하여 풍력발전기의 성능저하 또는 과부하, 무게중심의 변화에 따른 과도진동, 결빙파편이 지상으로 떨어질 경우의 안전성 문제, 계기의 결빙으로 인한 계기 측정오차, 최악의 경우 풍력 시스템 정지 등의 문제가 발생한다. 본 연구에서는 결빙증식이 풍력 발전기의 공력특성에 미치는 영향을 CFD 기법을 이용해 분석하였다. 또한 결빙증식 결과를 바탕으로 BEM 기법을 적용시켜 삼차원 블레이드에 대한 공력성능을 계산하였다. 결빙의 두께는 상대적인 속도차이에 의해 블레이드 중심에서 끝단으로 갈수록 증가함을 알 수 있었고, 공기의 속도가 결빙증식에 미치는 주요 인자임을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.2391-2400
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• 2015

내후성 강재는 대기환경에서 내식성이 우수하여 강교량의 재료로 많이 사용되고 있다. 그러나 내후성 강은 해수와 가까운 지역, 음지 및 습도가 높은 환경에서는 안정된 녹층이 형성되지 않고, 일반녹이 발생하고 있다. 따라서 열악한 대기환경을 가지는 일본에서는 무도장으로 사용하지 않고, 녹안정화 처리를 하고 있는 상황이다. 그러나 국내에서 건설된 내후성 강은 대부분 무도장으로 건설되었고, 건습의 주기적인 반복이 일어나기 어려운 밀폐형 박스거더형으로 건설되었다. 특히, 한강수변위에 건설된 강교량의 경우, 수분의 증발, 온도차에 의한 결로 및 우수에 의한 체수 등으로 내후성강의 부동태 피막형성에 해로운 영향을 미치고 있다. 이에 따라, 본 연구에서는 상수도 보호구역에 무도장 내후성 강으로 건설된 교량의 밀폐형 박스거더 내부의 부식 특성을 분석하기 위하여, 육안에 의한 관찰, 셀로판 테이프 시험, 강재 두께 측정, 표면 부식 전위측정, 채취한 녹의 전자현미경 분석 및 X선 회절 분석을 실시하였다. 분석을 통하여, 밀폐형 박스거더 내부에서 불안정녹층이 관찰되었으며, 특히, 상부 및 하부 플랜지의 경우 우수에 의한 체수, 결로 및 제설제에 의한 영향 등으로 부식 정도가 심하게 관찰되었다.