• 태양에너지
• /
• 제12권3호
• /
• pp.70-83
• /
• 1992

본 연구에서는 개방된 정사각형 공간안에 일정한 열유속을 방출하는 발열체가 존재할 때, 부력과 표면복사를 고려한 혼합대류특성을 수치적으로 연구하였다. 본 연구의 대상인 유입구를 통해 유체가 흘러들어와서 다시 유출구로 나가는 정사각형공간은 공냉식 전자장비를 모사한 것이다. 이러한 공간안에 존재하는 발연체는 전자칩과 같은 발열성 전자부품을 나타낸다. 본 연구에서 채택한 모델의 크기는 높이 X 넓이가 $0.1[m]{\times}0.1[m]$이며 공간내부는 2차원 층류유동으로 간주하였다. 공기의 유입속도는 0.07[m/s]이고, 유입온도는 $27^{\circ}C$이며, 유입구의 위치는 일정한 위치에 고정되어 있다. 주요 변수로는 발열체의 열유속, 유출구의 위치, 발열체의 위치, 그리고 벽면이 방사율을 선택하였다. 본 연구에서는 외부로부터 유입되어지는 찬공기와 발열체에 의해서 부력의 상승하는 뜨거운 공기의 혼합에 의한 유동특성 및 열전달특성을 복사를 고려하여 고찰하였다. 결과로써 가장 열전달이 활발한 발열체의 위치는 바닥의 좌측벽으로부터 0.075[m]일때이다. 이러한 연구는 실제적으로 전자부품 같은 것의 효율적인 냉각목적에 적용되어질 수 있다.

• 한국해양학회지
• /
• 제30권3호
• /
• pp.227-236
• /
• 1995

동해의 해수순환 역학을 규명하기 위하여 등밀도 좌표계에 근거한 다층모델을 적용하였다. 모델결과, 유입-유출과 바람에 의한 기존의 역할을 확인할 수 있었다. 그러나 해양-대기 열교환에 의한 영향은 다르게 나타났다. 즉, 열교환에 의해 유입 -유출과 효과가 강화되고 대류형의 순환이 생성되었다. 상기의 세가지 요인을 모두 고려했을시의 순환형태는 기존의 모식도와 흡사하였다. 이 순환에서는 중충수가 북쪽에서 표면 노출되었으며 이 곳에서 벤틸레이숀 효과로 인하여 반시계 방향의 중층순환을 형성하였다. 그러나 이 중충수는 표층부근의 강한 서향류로 인하여 연 안을 따라 직접 남하하지는 못하는 것으로 나타났다. 또 북쪽의 반시계 순환 중 계속하여 포텐샬 와도를 잃음으로써 와도 최소수를 만드는 것으로 나타났다.

• 한국연소학회지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.21-29
• /
• 2012

Due to a significant leap in the science and technology, the manned space exploration that has started with suborbital flights is now being expanded into the deep space. The space superpowers such as the U.S. and Russia have been making an effort to further develop the manned space technology. Among such technologies, the fire safety technology in microgravity has recolonized as one of the most critical factors that must be considered for the manned space mission design since the realistic fire broke out onboard the Mir station in 1997. In the present study, the flame characteristics such as flame ignition, shape, spread, and extinction that are critical to understand the fire behavior under microgravity conditions are described and discussed. The absence of buoyancy in microgravity dominates the mass transport driven by diffusiophoretic and thermophorectic fluxes (that are negligible in normal gravity) and influences the overall flame characteristics-flame ignition, shape, spread, and extinction. In addition, the cabin environments of the pressurized module (PM) including the oxygen concentration, ambient pressure, and ventilation flow(which are always coupled with microgravity condition during the ISS operation) are found to be the most important aspects in characterizing the fire behavior in microgravity.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2004년도 제23회 추계학술대회 논문집
• /
• pp.178-183
• /
• 2004

액체산소 탱크 내에서의 열적 성층화(thermal stratification) 현상은 대기로부터의 열 투입과 탱크 내에서의 극저온 액체의 열적 비평형에 의해 발생된다. 열적 성층화 현상은 벤트 시스템, 탱크 단열. 펌프 설계에 영향을 미치게 되므로 정교한 해석 및 시험적 검증이 필요하다. 본 논문에서는 side-wall에서의 열 투입에 의해 발생되는 경계층 유동을 해석적 방법으로 1차원 모델링하여 시간에 따른 성충화 부피의 증가 및 탱크 내에서의 높이에 따른 온도 분포를 묘사한다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제54권9호
• /
• pp.3567-3579
• /
• 2022

This paper provides an assessment of fluid transport and mixing processes inside the primary circuit of the test facility ROCOM through the numerical simulation of Test 2.1 with the system code ATHLET. The experiment represents an asymmetric injection of cold and non-borated water into the reactor coolant system (RCS) of a pressurized water reactor (PWR) to restore core cooling, an emergency procedure which may subsequently trigger a core re-criticality. The injection takes place at low velocity under single-phase subcooled conditions and presents a major challenge for the simulation in lumped parameter codes, due to multidimensional effects in horizontal piping and vessel arising from density gradients and gravity forces. Aiming at further validating ATHLET 3-D capabilities against horizontal geometries, the experiment conditions are applied to a ROCOM model, which includes a newly developed horizontal pipe object to enhance code prediction inside coolant loops. The obtained results show code strong simulation capabilities to represent multidimensional flows. Enhanced prediction is observed at the vessel inlet compared to traditional 1-D approach, whereas mixing overprediction from the descending denser plume is observed at the upper-half downcomer region, which leads to eventual deviations at the core inlet.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제28권3호
• /
• pp.225-233
• /
• 2019

여름철에 자연환기는 온실의 온도를 낮추는데 중요한 역할을 한다. 온실의 형태, 환기창 종류, 환기창의 위치 등은 자연환기 성능에 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 전산유체역학(CFD)을 이용하여 다양한 천창구조에 대하여 측창에 따른 부력환기 효과를 비교분석 하였다. Boussinnesq 가정을 사용하여 전체 계산영역에 대한 부력효과를 시뮬레이션 하였다. 또한 RNG $K-{\varepsilon}$ 난류모델을 사용하였다. 일사량 효과를 시뮬레이션 하기 위해 Solar ray tracing과 함께 Discrete originates (DO) radiation 모델을 사용하였다. 실험온실 내부의 온도를 측정하여 CFD모델을 검증하였으며, 실험값과 계산값이 잘 일치하는 것으로 나타났다. 7가지의 천창구조에 대하여 온실의 내외부 온도차이와 환기횟수를 비교하였다. 내외부온도의 차이는 $3.2{\sim}9.6^{\circ}C$ 범위로 나타났고, 환기횟수는 $0.33{\sim}0.49min^{-1}$ 범위로 나타났다. 고깔형 천창구조 온실의 경우 내외부 온도차이가 $3.2^{\circ}C$로 가장 낮았고 환기횟수도 $0.49min^{-1}$로 가장 높게 나타나 환기효과가 가장 우수한 것으로 나타났다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제18권2호
• /
• pp.94-101
• /
• 2015

$CO_2$ 배출을 줄이기 위해서 최근 $CO_2$ 포집 및 저장 기술에 관한 연구가 전세계적으로 활발히 진행되고 있다. 국내에서는 해양퇴적층을 대상으로 한 $CO_2$ 저장 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 $CO_2$ 저장 연구에서 가장 중요한 요소 중 하나는 안전성 확보이다. 지중저장의 안전성 확보를 위해서 저장 $CO_2$의 누출 가능성과 누출 특성을 예측하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 해양지중에 저장된 $CO_2$가 단층을 통하여 누출될 수 있는 시나리오를 가정한 후, 지중공간 내 $CO_2$ 확산 및 누출 거동을 TOUGH2-MP ECO2N을 사용하여 시뮬레이션 하였다. 대상 저장지는 150 m 수심의 대륙붕 해저 825 m 지점에 있는 두께 150 m의 대염수층이고, 누출이 진행되는 경로는 주입정에서 1,000 m 떨어진 단층이다. 저장된 $CO_2$는 주입 압력과 밀도차에 의한 부력에 의해서 이동하게 된다. $CO_2$가 해수면으로 누출되기 위해서는 주입정에서 인가된 압력차가 $CO_2$를 단층 하단에 도달할 수 있게 할 만큼 충분히 커야 한다. 단층 하단에 도달한 $CO_2$는 추가적인 압력 구배가 없어도 부력에 의해서 누출된다. $CO_2$ 주입과 동시에 공극수는 $CO_2$가 누출되기 전까지 지속적으로 해저면으로 누출된다. $CO_2$가 해저면에 도착하면 공극수의 누출은 중단되고, 누출되는 $CO_2$질량에 상응하는 해수가 부력의 반대 작용으로 인해 단층으로 유입되는 것으로 계산되었다. 주입량이 누출에 미치는 영향을 평가하기 위하여 연간 $CO_2$ 주입량 100만 톤, 75만 톤, 50만 톤 에 대한 민감도분석을 수행하였으며, 누출이 일어난 시점은 주입 후 각각 11.3 년, 15.6년, 23.2년으로 계산되었다. 또한, 주입이 종료 된 이후에도 누출은 특정 기간 동안 지속되는 것으로 계산되었다. 누적 주입량 대비 누적 누출량은 연간 $CO_2$ 주입량이 100만 톤, 75만 톤, 50만 톤인 경우, 각각 19.5%, 11.5%, 2.8% 이다.