• 한국음향학회지
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• 제40권1호
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• pp.31-37
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• 2021

본 논문은 덕트 내 소음을 저감하기 위해 저주파 대역에서 작동하는 음향메타물질 소음기를 개발하는데 목적이 있다. 지그재그 도파관 구조물과 헬름홀츠 형상을 조합하여, 음파의 공간상 진행 속도를 줄이는 고 굴절 메타물질 기반 음향 소음기를 설계하였다. 파장보다 매우 작은 도파관에서 점성 및 열 감쇠 효과를 계산하기 위해 점성 및 열 매쉬를 도입하여 Finite Element Method(FEM) 해석을 진행하였다. 4-Microphone Method를 이용하여 해석 결과로부터 반사율, 투과율과 흡음률을 구했으며, 지그재그 구조 소음기의 구조물 간격을 변화시켜 차단 주파수와 투과손실을 조절할 수 있음을 확인하였다. 또한, 메타물질들을 직렬 및 병렬 배열하여 광대역으로 소음을 차단하는 메타물질 소음기를 제시하였다.

• 한국음향학회지
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• 제38권1호
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• pp.67-72
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• 2019

본 연구에서는 파장보다 작은 구조물로 이루어진 음향메타물질을 이용하여 소형화된 헬름홀츠 공진기의 반향음 감소 성능예측 연구를 진행하였다. 본 논문에서 제안된 헬름홀츠 공진기는 수중 환경과 임피던스 차이가 큰 공기구조물로 형성하였다. 다중물리 유한요소 시뮬레이션 패키지를 이용하여 수중 음향학적 분석을 진행한 결과 수중 반향음의 감소가 예상되었고 헬름홀츠 공진기 입구의 공간 압축(space coiling) 정도와 내부 체적의 폭에 따라 주파수 특성을 제어할 수 있었다. 기본적인 헬름홀츠 공진기는 약 10,000 Hz 이상에서 최대 7 dB의 반향음 감소 효과를 보였으나 공간 압축 메타물질을 이용한 초소형 헬름홀츠 공진기는 약 5,000 Hz 이상에서 최대 14 dB의 반향음 감소가 나타났다. 추가적으로 헬름홀츠 공진기의 내부 체적을 제어하여 주파수 특성이 변화하는 것을 확인하고 공간압축 비율이 서로 다른 공진기를 조합함으로써 광대역 반향음 감소 효과를 얻을 수 있었다. 본 연구를 통해 수중 환경에서 공기구조물을 이용한 소형화된 헬름홀츠 공진기의 성능을 연구하였으며 반향음 감소 효과는 효과적인 스텔스 기술을 구현할 수 있을 것으로 기대된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제49권8호
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• pp.1669-1679
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• 2017

Background: Steam generator (SG) is one of the significant components in the nuclear steam supply system. A variety of SGs have been designed and used in nuclear reactor systems. Every SG has advantages and disadvantages. A brief account of some of the existing SG designs is presented in this study. A high surface to volume ratio of a SG is required in small modular reactors to occupy the least space. In this paper, performance improvement for SGs of integral small modular reactor is proposed. Aims/Methods: For this purpose, cross-grooved microfins have been incorporated on the inner surface of the helical tube to enhance heat transfer. The primary objective of this work is to investigate thermal-hydraulic behavior of the proposed improvements through modeling in RELAP5-3D. Results and Conclusions: The results are compared with helical-coiled SGs being used in IRIS (International Reactor Innovative and Secure). The results show that the tube length reduces up to 11.56% keeping thermal and hydraulic conditions fixed. In the case of fixed size, the steam outlet temperature increases from 590.1 K to 597.0 K and the capability of power transfer from primary to secondary also increases. However, these advantages are associated with some extra pressure drop, which has to be compensated.