• 한국환경농학회지
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• 제27권2호
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• pp.150-155
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• 2008

본 연구는 입기구가 11개이고 배기구가 9개인 무창이유자돈사에 대하여 CFD 시뮬레이션을 실시함으로써 겨울철 최적 환기를 위한 입 배기구의 위치와 개수 및 최적 공기 유입속도를 구명하고자 수행되었다. 배기팬에 가까운 돈방의 경우에는 나머지 돈방에 비해 상대적으로 음압이 크기 때문에 환기가 많이 되는 것으로 나타났고, 나머지 돈방의 경우에는 음압이 작아 환기가 적게 되는 것으로 나타났다. 이런 이유로 동일 면적의 입기구를 설치함에 있어서 같은 간격으로 배치하면 환기가 불균일하게 이루어지기 때문에, 배기팬에 가깝게 위치한 돈방에서는 입 배기구를 나머지 돈방에 비해 적게 만들어 주거나 간격을 넓게 만들어 줌으로써 균일한 환기를 할 수 있는 것으로 분석되었다. 특히 입기구가 11개이고 배기구가 9개인 무창돈사의 경우에는 동일 선상에 있는 입기구 4개를 폐쇄하며 배기구 1개는 완전 폐쇄하고 2개는 2/3를 폐쇄하였을 때 환기가 균일하게 되는 것으로 나타났다. 또한 실험돈사와 같이 돈사의 폭이 3 m 정도일 경우에는 입기구의 입공기 속도가 0.5 $m\;sec^{-1}$ 정도로 유지될 때 틈바닥 위 0.1 m 높이 위치의 풍속이 적정수준으로 유지되는 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권9호
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• pp.862-869
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• 2010

소형 SCR 시스템(처리용량 25,300 Sm3/hr, 내부용적 $2.4{\times}2.4{\times}3.1\;m^3$)의 촉매성능개선을 목적으로 배기가스 유동제어에 관한 수치 해석적 연구가 수행되었다. 유동제어를 위해 여러 형태의 배플이 제안되었으며 CFD 해석을 통해 최적의 배플형상을 결정하였다. 유동 균일화를 위해서 설치된 배플의 유무에 따라 본 연구의 SCR 시스템에서의 촉매층 전단 5 mm에서 유속에 대한 RMS(%) 값은 약 6.2%의 차이를 보였다. 수치해석에 의해 결정된 격자 형상의 배플에서 사용된 배플판의 두께범위가 0~8 mm에서는 RMS(%) 값의 변화가 없었으나 두께 10 mm가 되면 2.5% 가량 수치가 증가하여 유동에 영향을 주었다. 격자 형상의 배플은 원뿔대 형상, 믹서 형상 배플에 비해 상대적으로 높은 유동안정도를 나타내며 형상에 따라 RMS(%) 값은 10% 이상의 차이를 나타내었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제26권7호
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• pp.922-930
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• 2020

지난 10년간 복원력 상실에 의한 어선의 해양사고가 지속해서 증가하고 있으며, 갑작스러운 강풍이 주요 원인으로 지적되고 있다. 이러한 강풍에도 견딜 수 있는 어선의 운동·조종성능을 확보하기 위해서는 정밀한 풍하중 예측 기법이 우선되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 전산유체역학 기법을 이용한 어선의 풍하중 평가기법을 개발하고자 한다. 특히, 고도 변화에 따라 풍속이 변화하는 계산환경을 모사하여 그 결과를 균일한 속도분포를 가정한 수치해석 결과와 비교 분석하고자 한다. 본 연구에서는 0-180°까지 15° 간격으로 13개의 방향에 대해 풍하중을 계산하였으며, 계산에 사용된 메쉬 모델은 메쉬 의존성 시험을 수행하여 개발하였다. 전산수치해석은 RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes) 기반 상용 해석 Solver인 STAR-CCM+(Ver. 13.06)와 k-ω 난류 모델을 이용하여 정상상태(Steady State) 유동해석을 수행하였다. 수치해석결과를 간략히 살펴보면 Surge, Sway 및 Heave에서 39.5 %, 41.6 % 및 46.1 % 풍하중이 감소하였으며 Roll, Pitch 및 Yaw에서 48.2 %, 50.6 % 및 36.5 % 감소하였다. 결론적으로 본 연구에서는 고도에 따른 풍속 변화 모델을 통해 기존보다 정밀한 수준의 풍하중 추정이 가능한 것을 확인하였으며, 그 결과가 선박의 풍하중 추정 평가기법 발전에 이바지하길 기대한다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권6_3호
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• pp.1643-1652
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• 2020

본 연구에서는 국지예보시스템(LDAPS)과 전산유체역학(CFD) 모델을 접합하여, 부산 중구 광복동에 소재한 건물 밀집 지역의 상세 흐름을 조사하였다. 도시 지역 기상에 대한 보다 현실적인 수치 모의를 위해 기상청이 현업으로 운용하는 LDAPS 결과로부터 기상 요소(풍향, 풍속, 온위)를 추출하여 CFD 모델의 초기·경계장으로 사용하였다. LDAPS로부터 추출한 기상 요소(U, V)는 공간 선형 보간법을 이용하여 CFD 모델의 수평·연직 격자에 맞게 내삽하였고, 공간 선형 보간법을 이용해 내삽한 온위는 CFD 모델의 각 격자점에서 온도로 변환된다. 본 연구에서는 건물 옥상에서 측정한 3차원 초음파 풍향·풍속계에서 측정한 풍속과 풍향을 이용하여 수치 모의 결과를 검증하였다. 대상 기간(2020년 6월 22일) 동안 측정 지점(PKNU-SONIC)에서는 바람이 약하게 나타났고, 새벽 시간에는 북동풍과 북서풍이 불었으며, 주간에는 주로 남동풍이 불었다. LDAPS-CFD 접합 모델은 측정 풍향과 풍속을 유사하게 수치 모의하였다. 07시에는 동북동쪽에서 유입되는 흐름이 지형과 건물에 의해 변화하였고, PKNU-SONIC 지점에서 수치 모의된 풍향(동남동풍)은 측정 풍향과 유사하다. 19시에는 남동쪽에서 유입되는 흐름이 PKNU-SONIC 지점까지 유입되어 측정 풍향과 유사하게 모의하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권6_3호
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• pp.1653-1667
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• 2020

본 연구에서는 국지예보시스템(LDAPS)과 전산유체역학(CFD) 모델을 접합하여, 부산 중구 광복동에 소재한 건물 밀집 지역의 상세 흐름과 PM2.5 농도 분포를 조사하였다. 도로 배출이 건물 밀집 지역의 PM2.5 농도에 미치는 영향을 분석하기 위해, PM2.5의 연간 시·군·구별, 배출 원소 별, 연료 별 도로이동오염원·비산먼지 배출량 자료와 월별·일별·시간 별 배출 계수를 이용하여 부산의 단위 면적당 시간별 PM2.5 배출량을 산정하였다. 본 연구에서는 건물 옥상과 도로변에서 수행된 특별 측정 자료를 이용하여 수치 모의 결과를 검증하고, 도로배출 유·무에 따른 PM2.5 농도 분포 특성을 분석하였다. 대상 기간(2020년 06월 22일) 동안 대상 지역에서는 바람이 약하게 나타났다. 새벽 시간에는 북동풍과 북서풍이 불고 주간에는 주로 남동풍이 불었다. 도로 배출을 고려하지 않은 경우에 LDAPS-CFD 접합 모델은 측정 지점(PKNU-AQ Sensor)의 PM2.5 농도를 과소모의 하였으나, 도로 배출을 고려하여 수치 모의한 PM2.5 농도는 도로 배출의 영향으로 PM2.5 농도가 증가하여 측정 결과와 유사하게 나타났다. 2020년 6월 22일 07시와 19시의 유입 풍향은 각각 북동풍과 남동풍이지만, 주변 지형과 건물에 의해 흐름이 변화되어, 두 시각 모두 측정 지점 주변에서는 주로 남풍 계열의 흐름이 나타났다. 07시와 19시의 유사한 흐름에 의해, 두 시각의 PM2.5 농도 분포도 매우 유사하게 나타났다. 건물 옥상 측정 지점에서 수치 모의된 PM2.5 농도는 도로 배출 영향을 크게 받지 않았으나, 도로변 에서는 도로 배출 영향을 상대적으로 크게 받았다. 도로 배출을 고려한 경우, 풍속이 약한 북쪽 도로와 긴 도로 협곡에 위치한 서쪽 도로에서 PM2.5 농도가 높고, 상대적으로 건물의 밀집도가 낮은 동쪽 도로에서는 PM2.5 농도가 낮게 나타났다. LDAPS-CFD 접합모델은 모든 도로에서 배출량이 동일하게 적용되기 때문에, 좁은 골목과 건물 밀도가 낮은 지역의 지형 특성이 반영되어 도로 별 PM2.5 농도 특성이 다양하게 나타났다.