• 제목/요약/키워드: CFD system

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디젤탈황 단위공정의 CFD 모델링을 포함한 연료전지 시스템 공정설계 및 최적화 (Process Simulation and Optimization of Fuel Cell System including CFD Modeling of Diesel Desulfurizer Unit Process)

  • 최창용;임도진
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제56권3호
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    • pp.421-429
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    • 2018
  • 본 연구에서는 100 kW급 연료전지 시스템의 운영을 위한 공정 및 CFD 모델링을 진행하였다. 공정 모델링을 통해 연료전지 각 단위 공정에 유입되는 유량을 도출하였으며 수소로 전환되지 않는 디젤의 환류량을 도출하였다. 디젤의 환류를 고려한 새로운 유입 유량 조건을 이용해 CFD 해석을 진행한 결과, 환류 디젤이 없는 것으로 가정한 이전 연구결과에 비해 더 짧은 유입시간과 비슷한 시간의 처리시간을 가지는 이점이 있음을 확인하였다. 6기의 탈황 반응기를 이용해 100 kW급 연료전지를 가동시키는데 필요한 TSA 탈황 시스템 구성을 완료하였으며 전체 TSA 공정 운영을 위한 운용 방안을 도출하였다. 반응기 사이의 열 전달 해석을 통해 저온의 탈황공정과 고온의 재생공정 간의 열 간섭이 크지 않음을 확인하였다. 본 연구결과는 연료전지 시스템의 효율화에 기여할 것이며, 도출된 탈황모듈의 설계는 연료전지 시스템뿐만 아니라 청정 석유화학산업의 기초가 될 것으로 기대된다.

CFD를 이용한 풍향에 따른 스마트무인기 흡기구 성능 변화 예측 (Prediction of Performance Change for the Intake system of Smart UAV With Freestream Wind Direction Using CFD Analysis)

  • 정용운;전용민;양수석
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2004년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.95-99
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    • 2004
  • The developing Smart UAV in KARI supposes high speed flight as like a conventional plane, as well as vertical takeoff and landing as like a helicopter. Therefore, the air intake system should be designed to provide the sufficient air flow to the engine and the maximum possible total pressure recovery at the engine intake screen over a wide range of flight conditions. For this purpose, we designed the intake system using a pilot type intake model and plenum chamber In this paper, we designed the intake model and analyzed the performance of designed intake system using the general-purpose commercial CFD code, CFD-ACE+ For 3-D calculation, we generated mesh using the unstructured gird and used $\kappa-\epsilon$ turbulence model. The analysis results of the total pressure variation and the velocity distribution was illustrated in this paper. The pressure recovery and distortion coefficient at a plane coincident with the compressor inlet were calculated and streamline variation through the intake system was investigated at the worst condition as well as the standard flight condition.

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밀폐형 수배관시스템에서 CFD를 활용한 복합밸브 특성곡선 해석 방법 제안 (Proposal of Analyis Method for PICV Characteristics Curve Using CFD in Hydronic System)

  • 도가현;김진호;박우평;민준기
    • 한국지열·수열에너지학회논문집
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    • 제17권2호
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    • pp.20-29
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    • 2021
  • In this study, it is proposed that an analysis method using charatersistics curve of PICV in the CFD simulation for hydronic system. From the results, the pressure drop characteristics appeared in the region of PICV at a specified flow rate. And the CFD results are in good agreement with the experimental results. Proposed analysis method is proved that the characteristics of PICV applied to the hydronic system were properly applied in the flow analysis. This result can be applied to PICV in the complex hydronic systems. Therefore, the optimal selection of PICV in hydronic system contribute the building energy saving.

CFD 프로그램 수행을 위한 그리드 컴퓨팅 기반의 메타컴퓨팅 시스템 (Metacomputing System on Grid Computing for Executing CFD Programs)

  • 이건우;우균;강경우;권오경
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2007년도 가을 학술발표논문집 Vol.34 No.2 (B)
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    • pp.463-467
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    • 2007
  • CFD(Computational Fluid Dynamics)는 수치 기법(Numerical)과 알고리즘을 사용하여 유체 유동 문제를 풀고 해석하는 것이다. 본 논문에서는 이러한 CFD 분석 프로그램의 효율적인 수행을 위해 분산 환경을 기반으로 하는 메타컴퓨팅(Metacomputing) 시스템에 대해서 기술한다. 실제 CFD 프로그램을 단일 클러스터 시스템에서 수행시켰을 때와 메타컴퓨팅 시스템을 이용하여 수행시켰을 때 소요되는 시간과 결과 파일을 실험을 통하여 비교한다. 그 결과 메타컴퓨팅 시스템을 이용하여 CFD 분석 프로그램을 분산 수행시킨 경우는 그렇지 않은 경우에 소요되는 시간보다 평균 $15.3{\sim}38.5%$ 정도 빨랐고, 동일한 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

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CFD 연성해석과 유전자 알고리즘을 이용한 실내 열환경 최적설계에 관한 연구 (Optimal Design for Indoor Thermal Environment based on CFD Simulation and Genetic Algorithms)

  • 김태연;이윤규
    • 설비공학논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.111-120
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    • 2004
  • The optimal design method of indoor thermal environment using CFD coupled simulation and genetic algorithms (GA) is developed in this study. CFD could analyze the thermal environment considering the distribution of temperature, velocity, etc. in a room. Therefore, It would be appropriate to use CFD for the optimal design method considering their distribution. In this paper, the optimal design means the most appropriate boundary conditions of the room among the conditions where the design target of indoor therm environment is achieved. Two step optimal indoor thermal environment design method is proposed. It includes the GA for searching the optimal indoor thermal environment design. To examine the performance of this method, the optimal design of hybrid ventilation system, which uses the natural cross ventilation and the radiation-cooling panel is conducted. The optimal design which satisfies the design target (thermal comfort, minimum cooling load, minimum vertical temperature difference) is found using two step optimal design method.

CFD를 이용한 도심내 드론 비행 경로 계획 및 안전성 평가 (CFD-based Path Planning and Flight Safety Assessment for Drone Operation in Urban Areas)

  • 김건홍;황아영;김효영;김연명
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.40-46
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    • 2024
  • 본 연구는 도심 지역에서 드론 비행 경로의 계획과 안전성 평가를 개선하기 위해 CFD(Computational Fluid Dynamics)를 활용하는 방법을 제시한다. 도심 지역에서의 드론 비행은 빠르게 증가하고 있는데, 아직 경로 계획 및 안전성 평가 방법이 정립되어 있지 않으며 실험적으로 접근하고 있어 위험성이 높은 문제가 있다. 이에 본 연구에서는 CFD를 활용하여 드론과 건물 간 복잡한 3D 공간에서의 유체 역학을 고려한 비행 경로를 계획하고, 각 경로의 안전성을 정량적으로 평가하였다. 이를 위해 김천 혁신도시를 대상 지역으로 설정하여 지형과 건물 데이터 수집 및 비행 예상 경로를 선정하였다. CFD 유동 해석을 통해 비행 시뮬레이션과 안전성 평가를 위한 기본 데이터를 마련하였으며 이를 통해 드론이 제안된 비행 경로로 비행하였을 때 환경 유동에 의한 안전성 평가를 수행하였다.

수목의 초미세먼지(PM2.5) 저감 효과에 대한 CFD 수치 모의: 부산 감만동 지역을 대상으로 (CFD Simulations of the Trees' Effects on the Reduction of Fine Particles (PM2.5): Targeted at the Gammandong Area in Busan)

  • 한상철;박수진;최원식;김재진
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제38권5_3호
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    • pp.851-861
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    • 2022
  • 본 연구는 전산유체역학(computational fluid dynamics, CFD) 모델을 이용하여 도시 지역에서 수목이 PM2.5 저감에 미치는 영향을 조사하였다. 현실적인 수치 모의를 위해, 기상청에서 현업으로 운영 중인 국지예보시스템(LDAPS)이 예측한 기상 자료를 CFD 모델의 초기·경계 자료로 사용하였다. CFD 모델 성능 검증은 연구 대상지 내에 구축된 6개의 센서에서 측정한 PM2.5 농도를 이용하였다. 본 연구에서는 수목이 PM2.5 농도 분포에 미치는 영향을 분석하기 위하여, 수목이 식재 되지 않았다고 가정한 경우, 수목이 식재되어 있지만 바람에 대한 항력 효과만 존재한다고 가정한 경우, 수목의 항력 효과와 침적 효과가 모두 존재한다고 가정한 경우에 대한 수치 실험을 수행하였다. 분석대상 기간 동안 PM2.5 저감 효과가 뚜렷하게 나타난 세 가지 영역 중 군부대 내의 PM2.5 평균 농도를 비교한 결과, 수목이 식재되지 않은 경우는 12.8 ㎍ m-3, 수목의 항력 효과만 고려한 경우는 12.5 ㎍ m-3이 나타났고, 수목의 항력 효과와 침적 효과가 모두 고려한 경우는 6.8 ㎍ m-3가 나타났다. 수목에 의한 건성 침적이 PM2.5 농도를 감소시키는 효과가 있는 것으로 확인되었다.

CFD에 의한 발사체 롤 베인 제어 효율성 예측 및 구동 시스템 설계 (AN ESTIMATION OF THE ROLL CONTROL EFFECTIVENESS OF THE ROLL VANES OF A LAUNCH VEHICLE USING CFD AND DESIGN OF AN ACTUATION SYSTEM)

  • 김영훈;옥호남;김인선
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2005년도 추계 학술대회논문집
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    • pp.87-91
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    • 2005
  • A conceptual design for the movable roll vane system is done for the roll stability control of KSLV-I. The control effectiveness of the roll vanes is estimated using the numerical simulation. The hinge location is selected to minimize the torque requirement at the maximum dynamic pressure condition, and the maximum torque of 3.0 kN-m is found to be required to actuate the roll vanes for the entire range of operation. An electro-mechanical actuator system which is composed of a DC motor, the speed reducers, the battery package and the controller is designed using the given requirements, the maximum torque of 3.0 kN-m, the maximum deflection angle of 25 deg. and the maximum angular velocity of 30 deg/sec. More detailed design to make more compact and highly efficient system will be done in the future.

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Numerical Study of the Snubber of Reciprocating Hydrogen Compressing System

  • Rahman, M. Sq.;Lee, Gyeong-Hwan;Chung, Han-Shik;Jeong, Hyo-Min
    • 대한설비공학회:학술대회논문집
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    • 대한설비공학회 2008년도 하계학술발표대회 논문집
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    • pp.1358-1365
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    • 2008
  • By Computational Fluid Dynamics simulation, general information about an internal gas flow can be achieved. This will be very useful to improve flow inside the pipes and snubber system. Relating with hydrogen compressing system, which plays an important role in hydrogen energy utilization, this method should be a powerful tool to observe the flow quickly and clearly. Flow pressure characteristic analysis of hydrogen gas flowing through the snubber of a reciprocating compressor is presented in this paper. The CFD calculation of pressure pulsation and pressure loss are very close to the experiment. Therefore, consequently development of the better hydrogen compressing system will be observed with better understanding by CFD.

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Computational Fluid Dynamics Study on Particle Rejection in Microfiltration

  • Nakao, Shin-ichi;Goto, Tomomasa;Tanaka, Nobuyuki;Yamamoto, Atsushi;Takaba, Hiromitsu
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 2004년도 Proceedings of the second conference of aseanian membrane society
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    • pp.15-18
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    • 2004
  • Computational fluid dynamics (CFD) was applied to modeling particle dynamics in microfiltration (MF). The rejection properties of poly methylmethacrylate (PMMA) and polystyrene (PS) were calculated. Calculated rejection (R) of PMMA was independent with the porosity of the membrane, and the R was constant in the range of volume flux between $1\times 1-^{-4}-1\times 10^{-2}$ m/s. These observations were in quantity agreement with our experimental observations. The dependence of PMMA and PS rejection on the ratio of particle diameter and pore diameter were good agreement with the experimental values, which suggesting that the validity of CFD simulation to evaluate rejection of particle in MF membranes. Change of rejection of PMMA as a function of time was molded based on the CFD result which explained well the experimental observation.

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