• Fire Science and Engineering
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• v.30 no.6
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• pp.111-117
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• 2016

The present study examined the free surface flow of a liquid sheet near a sprinkler head using a Computational Fluid Dynamics (CFD) model and considered the feasibility of the empirical model for predicting the initial spray characteristics of the sprinkler head through a comparison of the CFD results. The CFD calculation for a simplified sprinkler geometry considering the nozzle and deflector were performed using the commercially available CFD package, CFX 14.0 with the standard $k-{\varepsilon}$ turbulence model and theVolume of Fluid (VOF) method. The predicted velocity of the empirical model at the edge of deflector were in good agreement with that of the CFD model for the flat plate region but there was a certain discrepancy between the two models for the complex geometry region. The mean droplet diameter predicted by the empirical model differed significantly from the measured value of the real sprinkler head. On the other hand, the empirical model can be used to understand the mechanism of droplet formation near the sprinkler head and predict the initial spray characteristics for cases without experimental data.

• Clean Technology
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• v.20 no.3
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• pp.263-268
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• 2014

Using the CFD method, the pressure drop in 6 cyclone dust collectors of different shape were calculated. And the results were compared with results of the conventional theories. Equations of Shepherd and Lapple (1939, 1940), First (1950), Alexander (1949), Stairmand (1949), Barth (1956) were used in the theoretical calculation. In CFD calculations, we used standard k-epsilon model for analysis of turbulent flow, fluid is $25^{\circ}C$ air, the velocity at inlet is 10 m/s and the temperature is $25^{\circ}C$. In CFD analysis results, the pressure distributions along the flow showed similar patterns in different cyclone shapes. But the pressure drop distributions estimated on the conventional theories had big difference in different cyclone shapes. Only First's theory and CFD analysis showed similar results.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.26 no.1
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• pp.20-26
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• 2022

The results of experimental, theoretical, and numerical analysis were compared regarding the concentrations and velocities of flammable gas jets generated by pressurized leakage of methane gas. The concentration was measured through experiments for the jet dispersion process, and the velocities was calculated by applying the self-similarity theory. And the velocities and concentrations were calculated using CFD tools - FLACS and CFX- compared with the results. The difference between self-similarity model and CFD is due to the buoyancy term, which increases as the distance from a leak source increases. The results are compared with dimensionless parameters using the leak source radius and velocity components along the leak axis.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.7
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• pp.72-80
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• 2018

With the ever increasing advances in computers and their computing power, computational fluid dynamics(CFD) has become an essential engineering tool in the design and analysis of engineering applications. Accordingly, many universities have developed and implemented a course on CFD for undergraduate students. On the other hand, many professors have used industrial examples supplied by computational analysis software companies as CFD examples. This makes many students think of CFD as difficult and confusing. This paper presents a simple CFD example used in the department of mechanical design engineering of Kangwon National University and shows its effectiveness. Most students answered that a simple CFD example is more comprehensive than an industrial example. Therefore, it is necessary to develop simple computational analysis problems in the engineering education field.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2016.11a
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• pp.101-105
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• 2016

Prandtl's Lifting-line theory is the classical theory of calculating aerodynamic properties. Though it is classical method, it predicts the aerodynamic properties well. By lifting-line theory, high aspect ratio is critical factor to decrease induced drag. And 'elliptic-similar' wing also makes the minimum induced drag. But due to the problem of manufacturing, tapered wing is preferred and have been utilized. In this Paper, by using Edison CFD, verifying the classical lifting-line theory. To consider induced drag only, using Euler equation as governing equation instead of full Navier-Stokes equation. Refer to the theory, optimum taper ratio which makes the minimum induced drag is 0.3. Utilizing the CFD results, plotting oswald factor over various taper ratio and investigating whether the consequences are valid or not. As a result, solving Euler equation by EDISON CFD cannot guarantee the theoretical values because it is hard to set the proper grid to solve. Results are divided into two cases. One is the values are decreased gradually and another seems to following tendency, but values are all negative number.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• v.2
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• pp.51-54
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• 2006

최근 국내 중형급 조선소에서는 케미컬 탱커선을 주력선종으로 건조하고 있다. 하지만 선형개발 기술이 미비하여 저항감소 선형개발에 소홀하였다. 또한 기존 대형선박의 선형을 그대로 사용하기 때문에 추진효율이 떨어지고 많은 선수저항이 발생하여 선속에 큰 영향을 미치게 된다. 이에 본 연구에서는 CFD이론 해석을 통해 선형특성을 파악하고 저항감소 및 추진 효율 향상을 위해 실적선과 개발대상선의 모형시험을 통하여 선수저항 성능을 비교, 분석하여 저항감소 선수선형을 개발하였다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2012.04a
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• pp.97-100
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• 2012

항력계수와 양력계수는 각각 항력, 양력을 동압과 에어포일의 코드 길이로 나눈 값으로 정의된다. 항공기의 비행에 있어서 항력과 양력은 매우 중요한 요소로 작용하며 항공기의 속도에 따라 항력과 양력은 크게 변하게 된다. 첫째로 학부과정에서 배운 마하수에 따른 항력계수의 변화, 그 중에서도 마하수 1 이상에서의 항력계수 감소에 관한 이론을 살펴보고 EDISON_CFD를 이용하여 마하수에 따른 항력계수의 값을 실제로 측정해보고 비교해보았다. 두 번째로는 EDISON_CFD로 측정한 마하수버에 따른 양력계수 값과 앞서 측정한 항력계수 값을 이용하여 NACA0012의 마하수에 따른 양력과 항력의비 (양항비)를 구하여 실제고도에서 비행 시 NACA0012의 적정 효율을 가지는 마하수를 알아보았다.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.58-58
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• 2017

점적 호스의 원통형 미로 구조물내의 유동특성을 분석하기 위해 금속판에 동일한 구조의 미로가 가공된 시험부를 활용하여 압력과 유량의 변화에 대한 실험을 CFD 해석하였다. 해석은 미로의 길이에 따른 유량 특성을 정밀하게 분석하기 위해 전체 미로에 구간별 총 8개의 배출구를 배치하고 밸브 조절을 통해 구간별 압력에 따른 유량을 측정함으로서 실험에 의한 압력과 유량의 관계를 검증하고 새로운 경질 미로를 설계하는데 응용하고자 한다. 경질 미로의 이론적인 해석에서 정밀도가 실험을 대신할 가능성이 있는지에 관심을 두었다. 점적관수의 경질 미로는 디자인을 달리함으로써 성능이 높고 미세한 스케일이 침착되지 않는 고성능의 점적관수 장치의 개발이 가능할 것으로 판단하였다. 미로 입구의 공급 유체 압력(Gauge pressure)을 0.5, 1.5, 2.5, 3.0 bar로 나누어 공급하였으며, 8개의 구간별 유출되는 유량은 전자저울에서 측정하였다. 향후 최적 미로의 새로운 설계를 위해 미로구조 전체를 CFD 해석하였고 그 결과를 실험치와 비교 분석하였다. 또한 경질 미로내 각 구간별 세부적인 유동구조를 분석하였고 해석결과와 실험결과를 통해 향후 새로운 경질 구조의 개발이 가능 할 것으로 판단되었다. 경질 미로의 입구압력에 따른 미로의 길이 #1과 #2에 대한 CFD 분석에서는 전체적으로 경질 미로에 압력이 증가할수록 미로의 유체 속도가 증가됨을 알 수 있었으며 이것은 #2에서도 거의 같은 양상을 나타내었다. 미로 통로에서는 와류로 인한 이물질의 멈춤 현상이 발생하지 않을 만큼 흐름이 원활함을 알 수 있었다. 미로의 길이 #3과 #4에 대한 CFD 분석과 미로의 길이 #5와 #6에 대한 CFD 분석에서는 압력이 증가하고 미로의 길이가 길어질수록 속도에도 영향을 미치고 있는 것으로 나타났으며 미로와 미로 사이의 넒은 통로에서는 유속이 크게 떨어지고 있음을 알 수 있었다. 따라서 이 부분에는 유체속의 이물질이 침착할 수 있는 가능성이 있으며 통로가 좁은 곳에서는 유속이 증가되는 것으로 나타났다. #7과 #8은 미로의 상하단으로 유출되는 부분의 차이이므로 실질적으로 해석의 결과는 차이가 없었다. 경질 미로에 대한 압력에 따른 미로의 길이별 유출량은 지수적인 반비례 현상을 나타내어 앞서 실험한 연구의 결과와 1~2% 오차 범위에서 잘 일치하였다. 따라서 점적 호스의 경질 미로에 대한 설계는 이론적인 해석을 통하여 새로운 디자인이 가능할 것으로 판단되었다. 경질 미로의 미로의 길이에 따른 CFD 분석의 결과는 실험적인 유출량의 값과 거의 일치하였다. 미로와 미로 사이의 넒은 통로에서는 유속이 크게 떨어져 이물질들이 침착될 가능성이 있었으며 실질적으로 넓게 설계하는 것이 유리하지 않을 것으로 판단되었다. 경질 미로에 대한 압력에 따른 미로의 길이별 유출량은 지수적으로 반비례 하였으며 점적 호스의 경질 미로에 대한 새로운 설계는 이론적인 해석을 통하여 가능할 것으로 판단되었다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.39 no.7
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• pp.596-604
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• 2011

To improve the total efficiency of centrifugal compressor, it is necessary to reduce the disk friction loss, which is defined as the power loss. In this study, the disk friction loss due to the axial clearance and the surface roughness effect is analyzed and proposed the new empirical equation for the reduction of the disk friction loss. The rotating reference frame technique and the 2-equation k-${\omega}$ SST model using commercial CFD code FLUENT is used for the steady-state analysis of the centrifugal compressor impeller. According to CFD results, the disk friction loss of the impeller is more affected by the surface roughness than the change of the axial clearance. For the minimization of the disk friction loss on the centrifugal compressor impeller, the magnitude of the axial clearance should be designed to the same size compare with theoretical boundary layer thickness and the surface roughness should be minimized.

• Journal of Energy Engineering
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• v.19 no.3
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• pp.188-194
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• 2010

Direct Carbon Fuel Cell(DCFC), unlike gas turbines or engines, is a kind of fuel cell which directly generates electricity by electrochemical reaction from a carbon fuel. The advantages of DCFC are higher efficiency and lower emission in comparison with existing power generation facilities. In this study, the effects of CO and $CO_2$ on theoretical potential are examined using the thermodynamic equilibrium method, and the dependence of product on operating temperature is examined via two dimensional CFD method. As a result, when the reaction of CO production (Boudouard reaction) considered, theoretical potential is higher than that in only $CO_2$ reactions, and its value increases as temperature increases. Two dimensional results of computational fluid dynamics(CFD) confirm that the Boudouard reaction becomes more important to be considered as temperature increases and inert gas affects the equilibrium composition of the Boudouard reaction.