• 한국환경과학회지
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• 제27권3호
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• pp.219-225
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• 2018

This study was conducted to investigate the possibility of utilizing various types of nozzles and gas-liquid mixers to increase the dissolution rate of plasma gas containing ozone generated in a dielectric barrier plasma reactor. After selecting the air atomizing nozzle with the highest gas dissolution rate among the 13 types of test equipment, we investigated the influence of the operating factors on the air atomizing nozzle to determine the optimal plasma gas dissolution method. The gas dissolution rate was measured by a simple and indirect method, specifically, the measurement of KLa instead of direct measurement of ozone concentration, which requires a longer analysis time. The results showed that the KLa value of the simple mix of air and water was $0.372min^{-1}$, Which is 1.44 times higher than that ($0.258min^{-1}$) of gas emitted from a normal diffuser. Among the nozzles of the same type, the KLa value was highest for the nozzle having the smallest orifice diameter. Among the 13 types of devices tested, the nozzle with highest KLa value was the M22M nozzle, which is a gas-liquid spray nozzle. The relationship between water circulation flow rate and KLa value in the experimental range was linear. The air supply flow rate and KLa value showed a parabolic-type correlation, while the optimum air supply flow rate for the water circulation flow rate of 1.8 L / min is 1.38 times.

• 한국음향학회지
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• 제29권8호
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• pp.497-503
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• 2010

본 논문은 여객선용 HVAC 시스템 목업을 구축하여 HVAC 요소의 성능평가를 수행한 결과를 다루었다. 측정은 룸 유니트 (Room Unit), 소음기 등 6가지 종류에 대해 이루어졌으며 여러 유량에 대해 삽입손실을 측정하였다. 소음기 직경이 작고 유량이 클수록 유동소음이 커져서 소음저감효과를 방해하지만, 직경이 커질수록 유동소음의 효과는 작아지고 삽입손실은 최대 25 dB까지 나타남을 확인하였다. 디퓨저 형태의 룸 유니트는 대체로 삽입손실이 0 - 10 dB 이지만 노즐 형태는 삽입손실이 최대 -15 dB 까지 소음이 커질 수 있음을 확인하였다. 또한 덕트 배열에 따라 최대 2 dB 까지 실내소음이 차이날 수 있음을 보였으며 각 룸 유니트에 동일한 유량이 배출하도록 조절하는 것이 보다 낮은 소음레벨을 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 한국습지학회지
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• 제23권2호
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• pp.183-188
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• 2021

소규모 하수처리장의 경우 유입수량의 변동폭이 크고 하수관거 노후화로 인한 불명수 유입 등에 의해 하수처리 운영이 어려운 것으로 보고되고 있다. 특히, 동절기 수온저하로 인한 전반적인 운영문제가 많아 본 연구에서는 산악지역에 위치한 소규모 하수처리시설의 운영현황과 온도에 따른 수질변화를 분석하였다. BOD, COD, SS의 경우 온도에 따라 방류수 수질 농도가 크게 변화하는 것으로 나타났으며, 특히 COD가 많은 영향을 받는 것으로 나타났다. 이에 한시적으로 동절기 수온 저하 대책을 적용하고자 생물반응조 수위를 0.4m 상승시켰으며, 생물반응조 덮개를 설치하고 운영하였을 때 결과를 비교 분석한 결과 유의미한 개선효과가 발생하였다. 이외 동절기 생물반응조 처리효율 저하에 대한 개선방안을 생물반응조 체류시간 연장하는 방안으로 생물반응조 규격을 확대하는 방안, 유량조정조를 신설하고 외부반송하는 방안, 무산소에 산기장치를 설치하여 동절기 비상시 호기조로 사용하는 개선방안을 제시하였다. 본 연구결과는 동절기 소규모 하수처리시설 운영방안에 대한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국환경과학회지
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• 제27권8호
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• pp.621-629
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• 2018

Many chemically active species such as ${\cdot}H$, ${\cdot}OH$, $O_3$, $H_2O_2$, hydrated $e^-$, as well as ultraviolet rays, are produced by Dielectric Barrier Discharge (DBD) plasma in water and are widely use to remove non-biodegradable materials and deactivate microorganisms. As the plasma gas containing chemically active species that is generated from the plasma reaction has a short lifetime and low solubility in water, increasing the dissolution rate of this gas is an important challenge. To this end, the plasma gas and water within reactor were mixed using the air-automizing nozzle, and then, water-gas mixture was injected into water. The dissolving effect of plasma gas was indirectly confirmed by measuring the RNO (N-Dimethyl-4-nitrosoaniline, indicator of the formation of OH radical) solution. The plasma system consisted of an oxygen generator, a high-voltage power supply, a plasma generator and a liquid-gas mixing reactor. Experiments were conducted to examine the effects of location of air-automizing nozzle, flow rate of plasma gas, water circulation rate, and high-voltage on RNO degradation. The experimental results showed that the RNO removal efficiency of the air-automizing nozzle is 29.8% higher than the conventional diffuser. The nozzle position from water surface was not considered to be a major factor in the design and operation of the plasma reactor. The plasma gas flow rate and water circulation rate with the highest RNO removal rate were 3.5 L/min and 1.5 L/min, respectively. The ratio of the plasma gas flow rate to the water circulation rate for obtaining an RNO removal rate of over 95% was 1.67 ~ 4.00.

• 한국전산유체공학회지
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• 제18권4호
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• pp.1-8
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• 2013

The performance of small-size impellers with ruled surfaces was investigated for flank milling over a wide speed range, using computational fluid dynamics analyses and gas bench tests. An impeller with a ruled surface was designed, manufactured, and tested to evaluate the effects of blade loading, the backsweep angle, and the relative velocity distribution on the compressor performance. The simulations and tests were completed using the same compressor cover with identical inlet and outlet channels to accurately compare the performance of the abovementioned impeller with a commercial impeller containing sculptured blades. Both impellers have the same number of blades, number of splitters, and shroud meridional profiles. The backsweep angles of the blades on the ruled impeller were selected to work with the same pinched diffuser as for a sculptured impeller. The inlet-to-exit relative velocity diffusion ratio and the blade loading were provided to maximize the flow rate and to minimize the surge flow rate. The design flow rate, rpm, were selected same for both impellers. Test results showed that for the compressor stage with a ruled impeller, the efficiency was increased by 0.32% with an extended surge margin without a reduction in the pressure ratio as compared to the impeller with the sculptured design. It was concluded that an increased relative velocity diffusion coupled with a large backsweep angle was an effective way to improve the compressor stage efficiency. Additionally, an appropriate blade loading distribution was important for achieving a wide operating range and higher efficiency.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권10호
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• pp.831-842
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• 2015

본 논문에서는 사류펌프의 성능을 향상시키는 최적화 방법을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 최적화 방법은 유동해석코드인 CFX 와 최적화 소프트웨어인 HEEDS 를 연계하는 프로세스로 이루어진다. CFX 는 유체기계해석 분야에서는 잘 알려진 소프트웨어로 해석결과의 신뢰성은 이미 검증되었으나, 새롭게 소개되고 있는 HEEDS 는 주로 구조해석 분야에서 최적화를 수행한 사례가 보고되어 있다. 이에 본 논문을 통해 유체기계에 적용하여 최적화 결과를 검토하였다. HEEDS 에는 SHERPA 라는 최적화 기법이 탑재되어 있으며, 다수의 설계변수를 설정할 수 있어 변수간의 교호작용 등을 효율적으로 검토할 수 있다. 본 논문에서는 DOE 방법으로 최적화가 이루어진 사류펌프 임펠러에 대해 개발된 방법을 적용하여 최적화 결과의 타당성과 안정성을 검토하였으며, 같은 방법을 디퓨저에 적용하여 최적화 형상을 검토하였다. 본 논문에서 개발된 최적화 방법을 이용하여 사류펌프 최적화를 수행한 결과, DOE 방법을 이용한 설계보다 개선된 결과를 적절한 시간 내에 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.42-52
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• 1997

수중램제트(underwater ram-jet)는 램흡입부(ram intake), 혼합실(mixing chamber) 및 노즐(nozzle)로 구성되어 있으며, 램흡입부로 유입된 작동유체는 압력이 증가되며 이 증압된 작동유체에 혼합실로부터 고압공기를 분사하여 기 액이상류를 형성하여 노즐을 통과하면서 대기압까지 팽창을 하여 작동유체를 고속으로 가속시켜 노즐출구로부터 추력을 얻는 방식으로 차세대 초고속 선박추진장치이다. 본 연구에서는 80노트를 낼 수 있는 선내관통형(buried type vessel) 램제트의 최적 노즐형상데이터를 이용하여 제반변수(벽마찰계수, 가스속도, 기포반경, 대기온도, 질량유량비, 디퓨저면적비, 작동유체의 속도구배)의 변화가 추진특성에 미치는 영향을 파악하였다.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.15-24
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• 2014

This study conducted a computational fluid dynamics(CFD) analysis to find an appropriate diameter or sectional area of air ducts and fluid pipes which have an electromagnetic pulse(EMP) shied to protect indoor electronic devices in special buildings like military fortifications. The result shows that the optimized outdoor air intake size can be defined with either the ratio of the maximum air velocity in the supply duct to the air intake size, or the shape ratio of indoor supply diffuser to the outdoor air intake. In the case of water channel, the fluid velocity at EMP shield with the identical size of the pipe, decreases by 25% in average due to the resistance of the shield. The enlargement of diameter at the shield, 2 step, improves the fluid flow. It illustrated that the diameter of downstream pipe size is 1step larger than the upstream for providing the design flow rate. The shield increases friction and resistance, in the case of oil pipe, so the average flow velocity at the middle of the shield increase by 50% in average. In consideration of the fluid viscosity, the oil pipe should be enlarged 4 or 5 step from the typical design configuration. Therefore, the fluid channel size for air, water, and oil, should be reconsidered by the engineering approach when EMP shield is placed in the middle of channel.

• 대한환경공학회지
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• 제34권7호
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• pp.459-466
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• 2012

유전체 장벽 방전(Dielectric Barrier Discharge; DBD) 플라즈마의 처리 성능을 개선시키기 위하여, 플라즈마+ UV 공정과 기-액 혼합기의 적용에 대해 연구하였다. 처리 대상물질로는 표백효과에 의해 육안으로 쉽게 확인이 가능하고 분석이 간편한 OH 라디칼 생성의 간접 지표인 N, N-Dimethyl-4-nitrosoaniline (RNO)이었다. 기본 플라즈마 반응기는 플라즈마 반응기 [석영관 유전체, 티타늄 방전(내부) 전극, 및 접지(외부) 전극], 공기와 전원 공급장치로 구성되어 있다. 플라즈마 반응기의 개선은 기본 플라즈마 반응기에 UV 공정과의 결합, 기-액 혼합기의 적용에 의해 이루어 졌다. 플라즈마+ UV 공정의 UV 전력 변화(0~10 W), 기-액 혼합기의 존재 유무와 형태, 공기 유량(1~6 L/min), 산기관 기공 크기 범위(16~$160{\mu}m$), 액체 순환 유량(2.8~9.4 L/min) 및 개선된 플라즈마+ UV 공정에서 UV 전력의 영향 등이 평가되었다. 실험 결과 플라즈마+ UV 공정은 기본 플라즈마 반응기보다 RNO 처리율이 7.36% 높아진 것으로 나타났다. 기-액 혼합기의 적용이 플라즈마+ UV 공정보다 RNO 처리율이 더 높은 것으로 나타났고, 기-액 혼합법에 따른 RNO 분해는 기-액 혼합기 > 펌프 순환 > 기본 반응기의 순으로 나타났다. 산기관 형 기-액 혼합기에 의한 RNO 처리율 증가는 17.42%로 나타났다. 최적 공기 유량, 산기관 기포 크기 범위 및 순환 유량은 각각 4 L/min, 40~$100{\mu}m$와 6.9 L/min으로 나타났다. 기-액 혼합기 플라즈마+ UV공정의 경합으로 인한 시너지 효과는 미미한 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권8호
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• pp.781-787
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• 2011

본 연구에서는 4단으로 구성된 LNG 플랜트용 프로판 냉매 원심 압축기 각 단의 설계점에 대해 상용 코드를 이용하여 공력설계를 하였다. 1차원 공력 설계 결과와 3차원 유로 형상의 타당성은 유동해석을 통해 확인하였다. 특히 입구전압이 높고 회전수가 큰 4단 압축기 임펠러의 유로와 베인리스 디퓨저 내부 유동에 대한 속도장, 압력장 및 엔트로피 등의 유동특성에 대해 고찰하였고, 아울러 익단 간극이 유동장에 미치는 영향에 대해서도 알아보았다. 본 연구 결과는 프로판 냉매 압축기의 시스템 제작에 활용될 것이며 추후 실제 실험결과와 비교하고자 한다. 향후 설계된 프로판 냉매압축기에 대한 LNG 플랜트에서의 실증시험을 통해 구체적인 설계결과에 대한 평가 및 설계 개선이 이루어지리라 생각한다.