• 대한조선학회논문집
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• 제53권2호
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• pp.92-100
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• 2016

A comparative method is applied to evaluate well-known formulas for estimating the size of supercavities of axisymmetric cavitators for the supercavitating underwater vehicle. Basic functional forms of these formulas are derived first for the cavity diameter from a momentum integral estimate and second for the cavity length from an asymptotic analysis of inviscid supercavity flows. The length and the diameter of axisymmetric supercavities estimated by each formula are compared, with available experimental data for a disk and a 45° conical cavitators, and also with computational results obtained by a CFD code, ‘fluent’, for conical cavitators of wide range of cone angles. Results for estimating the length and the diameter of the supercavities show in general a good agreement, which confirms the size of the supercavities for disk and conical cavitators can be estimated accurately by these simple formulas of an elementary function of cavitation number and drag coefficient of the cavitator. These formulas will be useful for from conceptual design of the cavitator to real-time control of the supercavitating underwater vehicle.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제7권6호
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• pp.995-1006
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• 2015

Underwater glider, as a new kind of autonomous underwater vehicles, has many merits such as long-range, extended-duration and low costs. The shape of underwater glider is an important factor in determining the hydrodynamic efficiency. In this paper, a high lift to drag ratio configuration, the Blended-Wing-Body (BWB), is used to design a small civilian under water glider. In the parametric geometric model of the BWB underwater glider, the planform is defined with Bezier curve and linear line, and the section is defined with symmetrical airfoil NACA 0012. Computational investigations are carried out to study the hydrodynamic performance of the glider using the commercial Computational Fluid Dynamics (CFD) code Fluent. The Kriging-based genetic algorithm, called Efficient Global Optimization (EGO), is applied to hydrodynamic design optimization. The result demonstrates that the BWB underwater glider has excellent hydrodynamic performance, and the lift to drag ratio of initial design is increased by 7% in the EGO process.

• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제12권2호
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• pp.41-52
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• 2008

The development of a high-lift rudder is needed because low speed full ships such as the VLCC(Very Large Crude oil Carrier) have difficulty for obtaining enough lifting force from a common rudder. The rudder of a ship is generally positioned behind the hull and propeller. Therefore, rudder design should consider the interactions between hull, propeller, and rudder. In the present study, the FLUENT code and body fitted mesh systems generated by the GRIDGEN program are adopted for the numerical simulations of flow characteristics around a rudder that is interacting with hull and propeller. Sliding mesh model(SMM) is adopted to analyze the interaction between propeller rotation and wake flow behind hull. Several numerical simulations are performed to compare the interactions such as hull-rudder, propeller-rudder, and hull-propeller-rudder. Also, we consider relationships between the interactions. The results of present numerical simulations show the variation of flow characteristics by the interaction between hull, propeller, and rudder, and these results are compared with an existing experimental result. The present study demonstrates that numerical simulations can be used effectively in the design of high-lift rudder behind low speed full ship.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2006년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.1180-1185
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• 2006

Modern people spend most of time at indoor space, such as office or classroom. Especially, occupants are exposed to the airtight indoor air quality (IAQ) for a long time, At present, many studies on the air-conditioning systems are more focused on the individual thermal comfort than the thermal efficiency due to increase of the concern of health. There are several factors which are influenced thermal comfort, such as temperature, humidity, convection and air movement, etc. Also, the individual factor, such as age, gender, Physical constitution and habit, should be considered. The 4-way cassette type air conditioner is known to bring out better performance about thermal comfort than the traditional one. This study is performed on the higher ceiling environment than the common buildings or classrooms. Also, this study analyzed on the Indoor thermal comfort by diffusing direction of 4-way cassette air conditioner with various discharge angles, $45^{\circ},\;50^{\circ},\;55^{\circ}$ and $60^{\circ}$. Using a commercial code, FLUENT, three-dimensional transient air thermal flow fields are calculated with appropriate wall boundary conditions and standard $k-{\epsilon}$ turbulence model. Results of velocity and temperature distributions are graphically depicted with various discharge angles.

• 한국분무공학회지
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• 제26권2호
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• pp.88-95
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• 2021

This study aims to investigate the influence of the droplet volume on the evaporation characteristics of the sessile droplet. In particular, the effect of the free convection in the vapor domain on the evaporation rate was analyzed through the numerical simulation. The commercial code of the ANSYS Fluent (V.2020 R2) was used to simulate the heat transfer in the liquid-vapor domain. Moreover, we used the diffusion model to estimate the evaporation rate for the different droplet volume under the room temperature. It was found that the evaporation rate significantly increases with the droplet volume because of the larger surface area for the mass transfer. Also, the effect of free convection on the evaporation rate becomes significant with an increment of droplet volume owing to the increase in the droplet radius corresponding to the characteristic length of the free convection.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권7호
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• pp.2604-2612
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• 2023

Spent nuclear fuel and long-lived radioactive waste must be carefully handled before disposing them off to a geological repository. After the pre-storage period in water pools, spent nuclear fuel is stored in casks, which are widely used for interim storage. Interim storage in casks is very important part in the whole cycle of nuclear energy generation. This paper presents the results of the numerical study that was performed to evaluate the thermal behavior of a metal-concrete CONSTOR RBMK-1500 cask loaded with spent nuclear fuel and placed in an open type interim storage facility which is under fire conditions (steady-state, fire, post-fire). The modelling was performed using the ANSYS Fluent code. Also, a local sensitivity analysis of thermal parameters on temperature variation was performed. The analysis demonstrated that the maximum increase in the fuel load temperatures is about 10 ℃ and 8 ℃ for 30 min 800 ℃ and 60 min 600 ℃ fires respectively. Therefore, during the fire and the post-fire periods, the fuel load temperatures did not exceed the 300 ℃ limiting temperature set for an RBMK SNF cladding for long-term storage. This ensures that fire accident does not cause overheating of fuel rods in a cask.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.1-7
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• 2017

분무식 노즐(spray nozzle)은 액체의 표면을 증가시키기 위해 에너지를 공급하여 액체를 다수의 액적으로 미립화시키는 장치로 연소과정에서의 연료의 미립화 또는 표면이나 입자의 코팅 등 여러 산업분야에 다양한 목적으로 응용된다. 초음파 미립화 노즐은 진동 발생장치로부터 고진동수의 전기에너지를 받아 같은 진동수의 기계적 에너지로 변환시키는 변환기를 갖고 있다. 변환된 에너지를 액체에 부가하여 고주파 진동에 의해 미세한 액적을 생성하여 분사한다. 코팅작업에서 가압되지 않은 저속의 분무는 액적이 튕겨나가지 않고 표면에 달라붙어 과도하게 분사되는 양을 줄일 수 있다. 초음파 미립화 노즐은 초음파 진동부 외벽에 공기를 공급해 줄 수 있는 공간을 통해 생성된 보조 공기흐름을 이용하여 저속의 액적을 운반하여 분무특성이나 분무형상을 조절할 수 있다. 따라서 주위 공기의 흐름을 이용하여 원하는 분무특성을 얻을 수 있다. 본 연구에서는 액적의 분사 운동을 모사하기 위해 라그랑지안 분산상 모델(DPM)을 적용한 상용코드 FLUENT를 사용하여 액적 주위의 공기흐름을 동반하는 초음파 미립화 노즐을 해석하였다. 노즐 수축부 형상, 액적의 크기 그리고 공기 측 압력차의 크기를 변화시키며 수치해석을 수행하여 코팅용 분무를 위한 최적 조건을 연구하였다.

• 터널과지하공간
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• 제24권3호
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• pp.201-211
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• 2014

본 연구에서는 전산유체역학 코드인 FLUENT를 이용한 열전달 해석을 통해 대규모 열에너지 저장을 위한 다중 암반공동의 이격거리별 열적 성능을 분석하였다. 저장공동 내부의 열성층화와 공동 외부로의 열손실 측면에서 열적 성능을 평가하였으며, 이격거리별로 시간경과에 따른 공동 주변 암반의 히팅 특성을 조사하였다. 분석결과, 주변 암반이 히팅되지 않은 초기 운영단계와 암반이 열적 정상상태에 도달한 장기 운영단계에서는 다중 암반공동의 이격거리에 따른 열적 성능의 차이가 거의 없는 것으로 검토되었다. 그러나 공동간 이격거리가 감소함에 따라 공동 사이의 암반이 열적 정상상태에 더 빠르게 도달하고, 이에 따라 저장공동 외부로의 열손실이 주변 암반의 열적 정상상태 조건에서의 열손실 값으로 빠르게 수렴하는 경향을 보였다. 이러한 결과는 다중 암반공동의 이격거리를 줄임으로써 주변 암반의 히팅에 소요되는 운영비용을 줄일 수 있음을 나타내며, 이로부터 다중 열저장 공동의 이격거리 결정시 공동의 건설비용과 함께 암반히팅에 대한 운영비용을 고려해야 함을 알 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제25권4호
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• pp.207-213
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• 2016

본 연구에서는 화력발전소 터빈 건물의 온도저감 방안을 도출하기 위해 전산유체역학 상용코드인 ANSYS-FLUENT를 이용하여 열유동 해석을 수행하였다. 터빈 건물의 운전층(operating floor)과 탈기기층(deaerator floor)을 검사체적으로 선정하여 모델링을 하였으며 탈기기층에 설치된 기존의 채광창을 활용하여 환기창으로 대체하는 경우에 대해 해석을 수행하였다. 본 연구를 통하여 첫째, 운전층의 온도를 저감하기 위한 방안은 탈기기층의 모든 창문을 열지 않아야 됨을 알았다. 둘째, 탈기기층의 온도를 저감하기 위한 방안으로 탈기기층의 전면부의 창문을 개방하면 탈기기 영역과 크레인 영역은 각각 $1.5^{\circ}C$와 $1.6^{\circ}C$를 저감할 수 있었고, 탈기기 후면부의 창문을 개방하면 탈기기 영역은 $1.4^{\circ}C$, 크레인 영역은 $0.5^{\circ}C$의 온도를 저감할 수 있었다. 따라서 고온의 탈기기층 전체 영역의 온도를 저감하기 위해서는 탈기기층 전면부의 창문을 개방하는 것이 유리할 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제23권4호
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• pp.308-318
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• 2013

열저장소 내 열성층화는 에너지저장 시스템의 효율을 향상시키고 수요 발생시 더 많은 유효에너지를 공급하기 위해 필수적인 기술이다. 일반적으로 저장소의 종횡비(폭에 대한 높이의 비)와 크기에 따라 열성층도가 달라지는 것으로 알려져 있다. 본 논문은 열수 저장을 위한 암반공동의 종횡비와 저장용량이 저장공동 내 열성층화와 외부로의 열손실에 미치는 영향을 조사하는 데 연구 목적이 있다. 이를 위해 전산유체역학 코드인 FLUENT를 이용하여 암반공동의 종횡비와 저장용량에 따른 열전달 시뮬레이션을 수행하였다. 성층도 정량화 지수를 이용하여 시간경과에 따른 열성층화의 변화를 분석하였으며, 저장공동 외부로의 열손실을 평가하였다. 분석 결과, 종횡비가 증가함에 따라 공동 내 열성층화가 향상되는 경향을 보였으나, 종횡비 3-4 이상부터는 이러한 영향이 크지 않은 것으로 분석되었다. 저장용량이 작은 암반공동에 비해 용량이 큰 암반공동에서 상대적으로 긴 시간 동안 열성층화가 높게 유지되는 것으로 분석되었으나, 종횡비 증가에 따라 저장용량이 다른 공동들간의 성층화 차이가 줄어드는 경향을 나타냈다. 암반공동의 종횡비가 커질수록 공동의 표면적이 늘어나 종횡비의 증가에 따라 주변 암반으로의 열손실이 증가하는 경향을 보였으며, 단위 저장용량을 줄여 소규모 다중공동을 적용하는 경우, 총 저장용량이 동일한 단일공동에 비해 전체 열손실량이 증가하는 것으로 분석되었다.