• 제목/요약/키워드: FLOW-3D 수치실험

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RNG k-𝜖 알고리즘을 이용한 해수취수시스템 분석 (Analysis of Seawater Intake System using the RNG k-𝜖 Algorithm)

  • 김지호;김태원;이승오;박영진
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권12호
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    • pp.6447-6454
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    • 2013
  • 기존 해수취수시스템의 경우 해수오염, 부유물질, 취수의 불안정 및 유지관리의 어려움 등으로 인해 해수취수의 어려움이 발생하곤 하였다. 이와 같은 단점을 극복하고자 매설식 해수취수시스템을 개발하여 격포항에 설치하였다. 본 연구에서는 새로운 시스템의 거동을 검토하고자, 수질관측 및 3차원 수치모의 실험을 수행하였다. 이 취수시스템에 대하여 총 5회에 걸쳐 COD, 총질소, 총인, PH 그리고 부유물질에 대하여 수질분석을 수행한 결과, COD, 총질소, 총인, PH의 경우 취수 전 후 저감 효과는 미미하였다. 그러나 부유물질의 경우 수산용수 1급 5 mg/L 이하로 정화되는 효과가 나타났다. 수치모형은 유한체적법 기반의 CFX 모형과 RNG $k-{\epsilon}$ 알고리즘을 선정하였으며, 여과사, 외부관 지름 및 두께를 재현하기 위해서 다공성 알고리즘을 적용하였다. 수치모의 실험을 수행한 결과, 2중관 구조가 내외부관 사이의 공간에 의해 압력의 분포를 균등하게 하여, 흐름 상태나 안정적인 취수측면에서 유리한 것으로 분석되었으며, 취수관을 다열 배치하였을 때 중앙 취수관과 비교하여 양쪽 취수관에서 유량이 0.98배로 감소하였지만 유동의 간섭현상은 발생하지 않았다.

대두유의 가열산화중의 특성변화 -제 1 보 : 가열산화중의 대두유의 일부 화학적, 물리적 성질의 변화- (Studies on Thermal Oxidation of Soybean Oil -I. Changes in Some Chemical and Physical Properties of a Soybean Oil during Thermal Oxidation-)

  • 신애자;김동훈
    • 한국식품과학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.257-264
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    • 1982
  • 식용대두유에 공기를 다공성 가스 분산판을 통해서 주입(120ml/min)하면서 가열산화온도를 30에서 $180^{\circ}C$까지 변화시킬때(10시간)의 대두유의 일부 특성변화를 조사하였다. 그 결과는 다음과 같다. 본 실험에 사용된 대두유는 120ml/min의 공기주입 속도하에서는 그 과산화물값, TBA값과 요오드값은 가열산화온도가 $80^{\circ}C$를 넘을때 크게 증가했었다. 대두유의 지방산조성을 볼때 가열산화온도가 $80^{\circ}C$가 넘을때 불포화지방산의 함량의 변화는 컸었다. 그 반면에 포화지방산 함량의 변화는 거의 없었다. 이와같은 변화는 가열산화중의 대두유의 요오드값의 변화와 잘 일치 했었다. 한편, 산값은 가열산화온도가 $160^{\circ}C$를 넘을때 크게 증가했었다. 대두유의 굴절율과 점도는 가열산화온도와 시간이 증가함에 따라 증가했으나, 점도의 경우에는 가열 산화온도가 $180^{\circ}C$ 이상의 경우 크게 증가했었다. 본 실험의 가열산화조건하에서의 시료유지의 점도(V)와 가열 산화온도$(T^{\circ}K)$ 사이의 관계는 다음 식으로 표시할 수 있었다. $$V=Aexp({\frac{E}{RT}})$$ 여기서 A는 함수 E는 점성흐름의 활성화 에너지, R은 기체항수이다. 한편 $20^{\circ}C$에서 측정한 가열산화된 대두유의 굴절율$({n_D}^{20})$과 점도(V) 사이에는 다음과 같은 관계식이 성립하였었다. $${n_D}^{20}=1.4614+7.3333{\times}10^{-5}t+2.9612{\times}10^{-3}InV$$여기서 t는 점도측정온도$(^{\circ}C)$, InV는 점도의 자연대수치이다.

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면역기능증강성 동암 바이오스 신물질에 대한 3개월간의 마우스 투여후의 면역학적 및 혈액학적 변화 (Immunostimulntory Effects of Immu-Forte at 3 Months Post-Treatment in Mice)

  • 정지윤;안남식;박준석;조은혜;황재웅;이성훈;박정란;김선중;이영건;정윤혁;정지혜;이수진;이상범
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.118-122
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    • 2005
  • 체내 면역 증강정을 관찰하기 위하여 체내 임파구의 활성 및 증가 여부를 3개월간 의뢰한 물질인 Immu-Forte EX, Immu-Forte 된장고추장, Immu-Forte A, Immu-Forte를 투여한 후, flowcyometry 및 sandwitch ELISA를 이용하여 측정하였다. 본 실험의 실험 기간 중에 동물의 질병이나 감염에 의한 면역학적인 변화가 있었는지를 확인하기 위하여 혈액학적인 검사를 실시하였으며, 혈액학적인 검사에서 Alkaline phosphatase, T protein, Albumin, Creatine, ALT, AST, Total bilirubin, Potasium을 검사해 본 결과 대조군과 비교 했을때 투여군 전군에서 정상적인 범위내 수치를 나타내는 것으로 나타났다. 이러한 결과로부터 본 실험에서 나온 결과는 질병이나 감염에 의한 것이 아닌 생체내에서의 면역성 증강에 의한 것으로 판단할수 있는 근거를 제공한다고 판단되어진다. 한편, 3개월간 장기 투여시 Immu-Forte EX, Immu-Forte 된장고추장, Immu-Forte A과 Immu-Forte 의 모든 물질은 전반적으로 면역 세포와 사이토카인의 수치를 유의적으로 증가시켰다 그러나, 3개월간 Immu-Forte EX를 투여 후 혈중콜레스테롤 수치를 검사해 본 결과 대조군$(118\pm24.4 mg/dL)$과 비교하였을때, 고용량$(126\pm7.7 mg/dL)$, 중간용량$(121\pm8.4 mg/dL)$, 저용량$(109\pm24.Smg/dL)$으로서 통계학적인 유의적 감소로는 보이지 않는다. 각각의 물질의 면역학적인 변화양상을 살펴보면 물질 동암 EX는 중간 농도군에서는 CD4 T 림파구, CD8 림파구, 대식세포, IL-12, IFN-r가 대조군에 비해서 유의적으로 증가했으며 떠농도에서는 전체 T 임파구, 전체 B 임파구, CD4 T 임파구, 대식세포, IL-2, IL4, IL-12가 대조군에 비해서 유의적으로 증가했다. 물질 Immu-Forte 된장고추장에서는 고농도에서는 CD4 T 임파구, IL-2, IL-4, IL-12가 유의적으로 증가했으며, 중간농도에서는 CD4 임파구, 대식세포, IL-2,IL-4,IL-12 가 유의적으로 증가했고, 저농도에서는 전체 T 임파구, CD4 T 임파구, IL-2, IL-4, IL-12가 유의적으로 증가했다. 물질 Immu-Forte A의 경우 고농도에서 대식세포,자연살해세포, IL-12가 중간농도에서는 전체 T임파구, CD4 T임파구, 대식세포, 자연살해세포, IL-2, IL-4, IL-12가 저농도에서는 자연살해세포가 유의적으로 증가했다. 물질 Immune-Forte f의 경우 고농도에서 전체 B 임파구, IL-4, IL-12가 중간농도에서 전체 T임파구, 전체 B임파구, CD4 T임파구, CD8 T 임파구, 대식세포, IL-2, IL-4, IL-12, IFN-r가 저농도에서는 자연살해세포, IL-12가 유의적으로 증가하였다. 이상과 같이 각각의 물질은 전반적으로 면역증강 효과가 있는 것으로 나타났으며 그 면역증강을 유도하는 세포나 사이토카인은 서로 정확히 일치하지 않는 것으로 보아 각각의 물질이 다른 기전을 통해서 면역증강을 유도하는 것으로 생각된다.

T-GDI 엔진의 속도 및 하중이 블로우바이 가스의 오일입자 크기와 오일분리기 성능에 미치는 영향에 대한 실험 및 수치적 연구 (Experimental and Numerical Investigation of the Effect of Load and Speed of T-GDI Engine on the Particle Size of Blow-by Gas and Performance of Oil Mist Separator)

  • 정수진;오광호
    • 한국분무공학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.162-169
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    • 2020
  • The worldwide focus on reducing the emissions, fuel and lubricant consumption in T-GDI engines is leading engineers to consider the crankcase ventilation and oil mist separation system as an important means of control. In today's passenger cars, the oil mist separation systems mainly use the inertia effect (e.g. labyrinth, cyclone etc.). Therefore, this study has investigated high efficiency cylinder head-integrated oil-mist separator by using a compact multi-impactor type oil mist separator system to ensure adequate oil mist separation performance. For this purpose, engine dynamometer testing with oil particle efficiency measurement equipment and 3D two-phase flow simulation have been performed for various engine operating conditions. Tests with an actual engine on a dynamometer showed oil aerosol particle size distributions varied depending on operating conditions. For instance, high rpm and load increases bot only blow-by gases but the amount of small size oil droplets. Submicron-sized particles (less than 0.5 ㎛) were also observed. It is also found that the impactor type separator is able to separate nearly no droplets of diameter lower than 3 ㎛. CFD results showed that the complex aerodynamics processes that lead to strong impingement and break-up can strip out large droplets and generate more small size droplets.

이차전지 양극활물질 제조용 소성로의 열화학적 해석 (Thermo-Chemical Analysis of a Calcination Furnace to Produce Cathode Material for the Secondary Batteries)

  • 황민영;김용균;전충환;송주헌;김용태;장윤한
    • 전기화학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.155-161
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    • 2009
  • 리튬 2차전지는 휴대용 전자기기의 전원으로 사용되어 왔다. 최근 하이브리드 자동차, 전기자동차의 에너지 저장매체로써 적용으로 인해 시장 확대가 기대되고 있다. 양극 활물질은 리튬2차전지의 성능, 수명, 용량을 결정하는 물질이며, 급증하는 시장의 수요에 따라 양극 활물질을 대량으로 생산할 수 있는 기술을 개발하는 것이 시급하다. 본 연구에서 실제 양극 활물질($LiCoO_2$) 생산라인에서 가동 중인 소성로를 3D 모델링하였고, 수치적 해석을 통해 소성로 내부의 온도와 유동의 방향, 화학적 거동을 밝혀내었다. 결과로써, 생산량 증가로 인해 소성로에서 생성되는 $CO_2$ 농도가 증가하며 정체되는 지점을 확인하였고, TGA-DSC 실험을 통해 $CO_2$가 몰분율 15%이상에선 $LiCoO_2$의 적절한 형성에 영향을 주는 현상을 확인하였다. 또한 소성로의 형상변화와 공정조건의 변화를 통해 문제되는 $CO_2$를 원활히 배출할 수 있는 해결책을 제안하였다.

산업용 보일러의 질소산화물 제어를 위한 SNCR 적용 연구 (Study of SNCR Application to Industrial Boiler for NOx Control)

  • 신미수;김혜숙;장동순
    • 대한환경공학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.286-292
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    • 2005
  • 본 연구는 향후 산업적으로 질소산화물 규제가 중요한 문제로 대두될 만한 산업용 보일러를 대상으로 수행하였다. 일반적으로 SNCR 방법의 산업용 보일러로의 적용은 혼합을 위한 충분한 체류시간을 제공하지 못한다는 점에서 적합하지 않은 것으로 알려져 있다. 본 연구의 목적은 SNCR 장치의 산업용 보일러 적용가능성을 조사하기 위한 것이다. 구체적으로 연료로 중유를 사용하는 시간당 스팀 발생량 40톤 규모의 산업용 보일러를 연구 대상으로 하였다. 사업용 보일러의 수치 해석을 위한 3-D 직교좌표계 프로그램에는 난류 유동, 난류 연소반응, NOx의 생성과 환원제와의 반응을 통한 소멸반응 등을 포함하고 있다. 또한 개발된 코드에는 Lagrangian 방법에 의한 입자궤적 프로그램이 포함되어 있고, 주입구에서 접선방향으로의 선회효과를 계산에 의해 고려하였다. 선회버너 효과를 고려한 결과 단화염이 생성되었으며 NOx 환원반응에 적합한 온도 영역의 증가로 인해 NOx 제거효율도 향상되었다. 실험결과와의 비교를 통하여 프로그램을 검증하였으며, 계산결과 혼합용 공기 주입을 통한 환원제와의 혼합 향상을 통해서 SNCR 방법의 산업용 보일러 적용가능성을 확인하였다.

비대칭 형상 파력발전 로터의 선형 거동에 대한 수치적·실험적 연구 (Numerical and Experimental Study on Linear Behavior of Salter's Duck Wave Energy Converter)

  • 김동은;;고행식;이혜빈;배윤혁
    • 한국해양공학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.116-122
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    • 2019
  • Among the various wave power systems, Salter's duck (rotor) is one of the most effective wave absorbers for extracting wave energy. The rotor shape is designed such that the front part faces the direction of the incident wave, which forces it to bob up and down due to wave-induced water particle motion, whereas the rear part, which is mostly circular in shape, reflects no waves. The asymmetric geometric shape of the duck makes it absorb energy efficiently. In the present study, the rotor was investigated using WAMIT (a program based on the linear potential flow theory in three-dimensional diffraction/radiation analyses) in the frequency domain and verified using OrcaFlex (design and analysis program of marine system) in the time domain. Then, an experimental investigation was conducted to assess the performance of the rotor motion based on the model scale in a two-dimensional (2D) wave tank. Initially, a free decay test (FDT) was carried out to obtain the viscous damping coefficient. The pitch response was extracted from the experimental time series in a periodic regular wave for two different wave heights (1 cm and 3 cm). In addition, the viscous damping coefficient was calculated from the FDT result and fluid forces, obtained from WAMIT, are incorporated into the final response of the rotor. Finally, a comparative study based on experimental and numerical results (WAMIT & OrcaFlex) was performed to confirm the performance reliability of the designed rotor.

단기간의 심근허혈이 심근보호에 미치는 영향 -적출 쥐 심장의 연구- (Effect of Global Ischemic Preconditioning After Cardioplegic Arrest -Langendorff Isolated Heart Study-)

  • 전영진;이인성;김연수;최영호;김광택;김형묵;김학제;이건
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제31권2호
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    • pp.95-101
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    • 1998
  • 짧은 기간의 허혈은 뒤에 오는 장시간의 허혈 및 재관류시에 심근의 손상방지에 효과가 있는 것으로 보고되고 있으나 그 기전에 대해서는 논란이 많다. 본 연구에서는 심근에 단기간의 허혈조건을 부여한 후 심근보호액을 이용하여 심정지를 유도하였고 다시 재관류하였을 때 심근 기능의 회복에 미치는 영향을 연구하기 위해 적출 쥐 심장모델을 이용하여 2 시간의 저장기를 이용하여 재관류시의 기능을 비교하였다. 10 마리의 실험군에서는 심근보호액을 이용한 심정지전에 1 분간의 전체 허혈기를 가지고 5 분간의 재관류를 3 번 반복하는 방법으로 허혈조건부여를 하였으며 대조군에서는 위와 같은 조건부여 없이 2 시간의 심근보호액을 이용한 심정지 및 저장기를 가졌다. 2 시간의 저장기를 $0^{\circ}C$의 심근보호액에서 가진 후 재관류를 하여 두 군간의 회복시의 기능을 비교하였다. 재관류 20 분후의 회복기 기능의 비교에서 허혈 조건부여를 한 실험군에서 대조군에 비하여 좌심실 발생압 및 좌 심실압 순간 변화율에서 우수한 회복율을 보였다. 심정지전의 수치를 100으로 본 경우의 재관류시의 좌심실 발생압의 회복율에서 허혈 조건부여를 준 실험군에서는 93.20$\pm$15.7%의 회복율을 보인 반면 대조군에서는 67.3$\pm$15.6%의 회복율을 보여 차이가 있었다. 좌심실압 순간 변화율의 회복율에서 대조군은 54.7$\pm$18.2%의 회복율을 보인 반면 실험군에서는 78.1$\pm$15.1% 의 회복율을 보였다. 심박동수 및 관동맥 관류량에서는 양 군에서 통계적으로 유의한 차이를 발견하지 못하였으며 같은 압력으로 관류한 심근보호액의 관류량에서도 유의한 차이를 보이지 않았다. 이상의 결과 허혈 조건부여는 적출 쥐 심장에서 심근보호액을 이용한 심정지 및 2 시간의 저장 후 재관류시의 심근 기능 회복에 재관류시 심근기능 회복에 도움이 된다고 생각되며 이는 심근보호액의 관류량 및 관류저항과는 다른 기전에 의한 것으로 생각된다.

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원심펌프 회전차 Modification시 성능개선에 관한 유동해석 연구 (A Fluid Analysis Study on Centrifugal Pump Performance Improvement by Impeller Modification)

  • 이아영;장현준;이진우;조원정
    • 한국가스학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.1-8
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    • 2020
  • 원심펌프는 통상적으로 임펠러를 고속으로 회전시켜 원심력을 통해 유체 에너지를 전달하는 설비로서 기화용 해수펌프, 공업용수 및 해수를 사용하는 소화펌프 등 많은 LNG 생산기지에서 사용하고 있는 주요 프로세스 설비이다. 현재 LNG 플랜트 현장에서의 펌프는 장기간 수요처가 원하는 공급량에 따라 운전조건이 변동되어 펌프의 성능이 저하되고 있다. 특히 펌프는 플랜트 현장에서 소비 전략량의 많은 부분을 차지하고 있어, 최적의 운전조건을 찾지 못한다면 장기간 플랜트 운영 시 막대한 에너지 손실비용을 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 펌프의 운전조건별 변동에 따른 유동해석 및 결과분석을 통하여 성능저하 요인을 파악하고 최적의 운전조건을 확인하는 기술이 필요하다. 실험기법을 통해 운전 효율성 평가를 하기 위해서는 현장의 운전조건과 실험장비 제작 등 상당한 시간과 비용이 발생되기 때문에 신속하고 정확한 전산유체역학(CFD) 기법을 활용하여 본 연구에서 결과를 도출하였다. 펌프의 성능이 현장의 사정에 맞지 않아 펌프 성능을 줄일 필요가 있는 경우, 회전수에 변화를 주거나 고점도 혹은 고형물이 함유된 특수액을 사용하는 방법 등이 사용된다. 특히 LNG 생산기지의 설비운영에 차질이 발생하지 않도록 하기 위해 단시간 내에 펌프의 기존 임펠러를 가공하여 필요한 성능 조건을 만족시키는 기술이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 펌프의 기존 회전차를 가공한 3D 모델링 형상을 적용하여 ANSYS CFX 프로그램으로 유동해석을 수행하였다. 유동해석 결과와 MATLAB 프로그램의 Curve Fitting Toolbox를 활용하여 수치 해석적으로 분석하여 회전차 외경수정 이론식을 검증하였다.

페리다이나믹 소성 모델을 통한 화강암의 고속 충돌 파괴 해석 (Dynamic Fracture Analysis of High-speed Impact on Granite with Peridynamic Plasticity)

  • 하윤도
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제32권1호
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    • pp.37-44
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    • 2019
  • 결합 기반 페리다이나믹 모델은 간단한 재료 모델을 통해 취성 재료의 다양한 동적 파괴 특성을 확인할 수 있었지만, 다양한 재료 구성 모델을 표현하는데 많은 한계점이 나타났다. 특히, 절점 간 결합이 서로 독립적으로 작용하여 포아송 비가 고정되고 전단 변형이 표현되는 않는 문제점이 있다. 상태 기반 페리다이나믹 모델은 보다 일반화되고 엄밀한 재료 모델링이 가능하며, 모든 결합의 변형 정보를 통해 각 절점의 거동이 계산되기 때문에 결합 기반 모델에서 표현하지 못한 전단 변형까지도 표현 가능하다. 본 연구에서는 상태 기반 페리다이나믹 모델을 통해 재료 모델을 구성하고, 소성 흐름 법칙으로부터 재료의 완전 소성 거동을 표현할 수 있도록 간단한 재료 모델을 구성한다. 평판 수치 예제를 통해 구성된 완전 소성 재료 모델을 검증하고 응력 변형 곡선을 확인한다. 또한 비국부 접촉 모델링을 통해 서로 다른 두 물체가 충돌하는 현상을 모사하여, 화강암반 모델의 고속 충돌 파괴 해석을 수행하고 결과분석 및 실험현상과 비교한다.