• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제14권4호
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• pp.297-309
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• 2013

Design optimization is a mathematical process to find an optimal solution through the use of formal optimization algorithms. Design plays a vital role in the engineering field; therefore, using design tools in education and research is becoming more and more important. Recently, numerical design optimization in fluid mechanics, which uses computational fluid dynamics (CFD), has numerous applications in the engineering field, because of the rapid development of high-performance computing resources. However, it is difficult to find design optimization software and contents for educational purposes in aerospace engineering. In the present study, we have developed an aerodynamic design framework specifically for an airfoil, based on the EDucation-research Integration through Simulation On the Net (EDISON) portal. The airfoil design framework is composed of three subparts: a geometry kernel, CFD flow analysis, and an optimization algorithm. Through a seamless interface among the subparts, an iterative design process is conducted. In addition, the CFD flow analysis and the design framework are provided through a web-based portal system, while the computation is taken care of by a supercomputing facility. In addition to the software development, educational contents are developed for lectures associated with design optimization in aerospace and mechanical engineering education programs. The software and content developed in this study is expected to be used as a tool for e-learning material, for education and research in universities.

• 한국추진공학회지
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• 제21권4호
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• pp.1-11
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• 2017

나로우주센터에 구축된 터보펌프 실매질시험설비는 터빈 구동을 위해 가스 발생기 대신 알코올버너 연소 가스를 사용한다. 그러나 터빈 입구에서 압력과 온도가 증가하여 터보펌프의 회전수가 정상상태를 유지하지 못하였다. 본 연구는 시험 환경을 정확히 파악하고자 알코올버너와 공급 배관에 대한 시스템 해석 코드를 개발하였으며 적용하였다. 해석 결과는 시험 결과와 일치하였고 터빈 입구의 압력과 온도 변화가 배관 열전달에 기인함을 정량적으로 확인하였다. 터빈 입구 조건에 공급 배관 단열 효과는 크지 않으나 길이는 매우 영향이 컸다. 본 연구를 통해 경험적으로 알았던 시험 조건의 영향을 정량적으로 명확히 파악했으며 시험 운용에 적용할 수 있었다.

• 한국수처리학회지
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• 제26권6호
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• pp.3-12
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• 2018

The objective of this study was to evaluate the radius of influence of effluent of water treatment system developed for the purpose of improvement of reservoir water quality using fluorescent dye (Rhodamine-WT) tracer experiment and 3-D numerical model. The tracer experiment was carried out in a medium-sized agricultural reservoir with a storage capacity of $227,000m^3$ and an average depth of 1.6 m. A guideline with a total length of 160 m was installed at intervals of 10 m in the horizontal direction from the discharge part, and a Rhodamine measurement sensor (YSI 6130, measurement range $0-200{\mu}g/L$) was used to measure concentration changes in time, distance, and depth. Experimental design was established in advance through Jet theory and the diffusion process was simulated using ELCOM, a three dimensional hydraulic dynamics model. As a result of the study, the direct effect radius of the jet emitted from the applied water treatment system was about 50-70 m, and the radius of physical effect by the advection diffusion was judged to be 100-120 m. The numerical simulations of effluent advection-diffusion of the water treatment system using ELCOM showed very similar results to those of the impact radius analysis using the tracer experiment and jet flow empirical equations. The results provide valuable information on the spatial extent of the water quality improvement devices installed in the reservoir and the facility layout design.

• 한국농공학회논문집
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• 제59권4호
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• pp.17-26
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• 2017

In this study, EPANET model which is using on the pipe network analysis was applied to Haenam irrigation district has provided irrigation water by pipeline system about 1,125ha and then have built pipe network to study area and supply performance evaluation of existing structure was analyzed by SPA (Single Period Analysis) in EPANET. As model results of simulation average ratio of maximum supply quantity/irrigation water requirements(base demand) was analyzed by 2.63. It means also that was analyzed as being capable of ensuring the water supply capacity. It was provided the necessary information for the maintenance facility through analyzed hydraulic behaviors in the pipeline inside such as flow velocities, pressures and hydraulic grade lines. It was satisfied with the allowable design criteria that was compared analyzed results with presented allowable design standards at agricultural production infra improvement project planning and design (Pipeline design standard). In order to analyze efficiency promotions of irrigation water, using Extended Period Simulation it was compared supply quantity with irrigation water requirements while pumps set operating pattern in 24 hours, then efficiency promotions of irrigation water was determined through analyzed oversupply water quantity and occurrence time by branch lines. According to results for oversupply quantity in Haenam district by time and end of branch lines efficiency promotions of irrigation water was suggested from 0.33 % to 37.59 %. To draw reasonable operating rules for water use and through this research, it is expected to be helpful for efficient water use and operational management of agricultural pipeline system to the current agricultural irrigation.

• 대한공간정보학회지
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• 제16권1호
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• pp.13-21
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• 2008

본 논문에서는 금강수계의 미호천을 대상으로 GIS를 이용, 2010년을 대상으로 장래수질을 예측하였다. 오염총량관리 기본계획에서 제시된 자료를 기반으로 미호천으로 유입되는 지류별 수계에 대하여 재계산하여 각 수계별 오염부하량을 산정하였으며 이들 정보를 활용하여 지류별 농도를 계산한 다음 미호천의 수질모의를 실시하였다. 수질모의는 대표적인 하천수질 모형인 Qual2E 모형을 사용해서 BOD, TN, TP 등의 대표적인 수질인자에 대한 모의를 실시 하였다. 수계별 오염부하량을 산정한 결과 도시지역을 포함한 무심천 및 보청천의 부하량이 높게 나타남을 알 수 있었고 미호천 전체 수질은 청주 하수처리장의 영향을 직접적으로 받는 것으로 나타났다. 대상유역에서의 효율적 수질관리와 오염총량제에서 제시한 목표수질을 달성하기 위해서는 하수처리장의 고도처리화가 먼저 달성되어야 함을 알 수 있었고, 그 외에도 무심천으로 공급되는 농업용수의 유량을 증가시켜 이를 수질희석의 용도로 사용하는 방안에 대해서 모의를 실시함으로써 수질기준을 만족할 수 있는 적정유량을 산정하여 제시하였다.

• 공업화학
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• 제30권1호
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• pp.95-101
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• 2019

한국의 2016년 화장률은 82.7%로 1994년의 20.5%보다 4배나 높았다. 화장률이 점차 증가함에 따라 화장시설이 부족해지면서 화장률이 높아질수록 화장시설의 증설이 요구되고 있으며, 또한 화장로의 장기간 작동에 따라 많은 양의 연료가 사용되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 화장로의 열효율 특성을 최적화하고, 증가하는 화장에 대한 요구에 대응하는 화장 시스템을 제안한다. 본 논문의 목적은 전산 유체 역학(computational fluid dynamics, CFD)을 사용하여 시뮬레이션을 수행함으로써 열전달 계수를 포함한 열흐름 특성을 조사하는 것이다. CFD 모델은 화장시설에 대한 현장 실험으로 검증되었다. 시뮬레이션 결과, 주 연소기에서 연료 소비가 거의 25% 감소하고 체류 시간이 증가했다. 시뮬레이션을 토대로 개량된 연소기, 열교환기, 2차 연소 공기 시스템, 내화 및 단열재를 사용하여 개선된 화장로를 구성하였다. 현장실험 결과 에너지 소비가 약 54.4%로 줄어들었으며 연소 시간이 거의 20 min 단축되었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제15권3호
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• pp.191-197
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• 2017

한국원자력연구원은 IAEA에서 권고하고 있는 안전조치기반설계(SBD)에 입각하여 파이로 안전조치 기술을 개발하고 있다. 한국원자력연구원은 파이로 안전조치접근방안 개발을 위한 IAEA 회원국지원프로그램(MSSP)을 수행하였다. IAEA 회원국 지원프로그램을 통하여 기준파이로시설(REPF) 개념을 설계하고, 이 시설에 대한 안전조치시스템을 개발하였다. 최근에 기준파이로시설은 용량이 증대된 REPF+로 업데이트 되고 있다. 핵물질계량관리시스템 성능평가를 위하여 전산코드 PYMUS를 개발하였으며, PYMUS는 전용탐지획률 통계평가 방안을 포함하여 업그레이드하고 있다. 파이로 입력물질 계량을 위한 비파괴분석장비로 ASNC가 개발되고 있으며, 파이로 출력물질인 U/TRU 잉곳을 계량하기위한 비파괴분석장비로 HIPAI가 개발되고 있다. 또한 컴프톤 억제 감마선분광기술, LIBS 기술, 균질화 공정의 샘플링 오차에 대한 평가도 진행 중이다. 이러한 노력들은 국내에서 선진핵주기기술 실현에 크게 기여할 것이다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.722-728
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• 2012

도심지역의 하수관거 시스템은 우수 수용능력 및 하수 월류 발생 등의 시스템의 한계점을 가지고 있어, 강우시 우수 유출수로 인한 침수저감과 더불어 도시비점오염원의 저감에 모두 대응할 수 있는 저류시설의 도입이 주목받고 시작하였다. 최근 환경부에서는 방재적 우수관리와 더불어 합류식 하수관거 월류수, 분류식 우수관거 유출수 처리를 포함하는 다기능 저류시설을 "하수저류시설"이라 통칭하고, 이의 도입을 적극 추진하고 있는 실정이다. 반면 대규모 단일 저류시설 설치의 경우에는 공간 확보의 문제가 발생할 수 있으며, 이에 대안으로는 중 소규모의 분산형 저류시설 설치 및 운영을 들 수 있다. 본 연구에서는 분산형 저류시설-하수관망 네트워크 시스템의 최적 운용을 위한 모델 예측 제어기법을 제안한다. 이를 위해 첫째로 네트워크 시스템의 각 구성 요소의 수리모델을 제시함으로써 보다 정밀한 하수관망 네트워크의 거동을 모사하고자 한다. 둘째로 제안된 모델을 기반으로 현재의 강우 유입량을 고려하여 각 저류조의 수위, 하수관로의 유입/유출량을 예측하여, 입자군집 최적화 알고리즘을 이용한 모델 예측 제어기법을 바탕으로 주어진 제약조건을 만족하며 상황을 바탕으로 제안된 제어기법의 사용여부에 따른 효과를 비교 분석하고, 이의 타당성을 검증하고자 한다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.63-74
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• 2008

공정 개선의 문제는 원가 절감, 수익구조 개선을 목표로 하는 생산 전략부서, 생산 계획에 의해 제시된 제품의 목적 생산량을 달성할 수 있는 공정 설계하고자 하는(설계 공정 능력, Tact time) 공정 설계 부서의 공통 요구사항이다. 목표하는 생산량을 달성하기 위해 작게는 라인밸런싱(Line-Balancing), 병목공정 제거를 수행하고 있으며, 크게는 설비 증설, 작업자 증원 등의 공정 개선을 시도한다. 문제는 대부분의 경우, 공정 개선 프로세스가 정적 예측 기반의 수리적인 방식에 기인하고 있다는 점이며, 특히 라인 생산 기반의 컨베이어 공정의 경우, 컨베이어의 이송 능력에 따른 대기시간 부분이 배제되고 있다는 것이다. 공정 대기시간은 설비의 정미시간과는 별개의 문제로 설비의 싸이클 타임(Cycle Time)의 수치에 따라 변동하는 변수로서 중요하다. 이에 본 논문에서는 H 사의 컨베이어 라인 공정을 대상으로 이산 사건 기반의 시뮬레이션을 수행하여 일련의 공정 개선 프로세스를 밟아가며, 컨베이어에 의해 발생하는 공정 대기시간의 공정 개선에의 기여도를 측정하여 공정 개선의 주요 변수로서 제시하고자 한다.

• 한국토양환경학회지
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• 제1권1호
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• pp.89-102
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• 1996

지하의 유체 유동 및 물질 변환을 해석하기 위하여 다중다상이론을 이용한 통합 모형을 개발하였다 종합적 지배식은 4개의 상내의 화합물들의 물질 및 힘평형 관계를 고려하여 유도되었다. 복합한 이동 및 변환 현상을 설명하고, 공간적 차원을 변동적으로 나타내기 위하여 관계된 모든 변수 및 식들을 함축적이면서 조직적으로 표현하였다. 도출된 비선형시스템은 다차원 유한요소프로_I램으로서 해를 구하였다. 본 개발된 프로그램은 역동적으로 메모리 용량을 조절하여 일이삼차원 문제를 PC부터 SP2슈퍼컴퓨터까지 여러 종류의 기종에서 해석할 수 있다. 계산시간과 저장용량을 줄이기 위하여 시스템식을 분리시키고, 슈퍼컴의 벡터 및 병렬처리를 이용하여 띠행렬의 해를 구하였다. 유속이 우세한 경우의 수치해석상의 불안정한 문제를 해결하기 위하여 상류가중, 질량묶음, 요소별 파라미터 평가법 등을 적용하였다. 일차원 이동문제에 대하여 유한요소법과 유한차분법의 수치해의 안정성 조건을 검토하였다. 구체적인 지하수 유동 및 오염문제에 대한 모델링 예는 본 논문집의 연계 논문에 수록하였다.