• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제36권2호
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• pp.41-51
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• 2016

A solar air heater was designed for supplementary domestic heating. The absorber plate had a series of protruding notches which had triangular openings on the front surface of the absorber plate to direct partial air flow to the rear surface and to enhance the convective heat transfer to the flowing air. The height of the opening as well as the opening configuration was determined by preceding numerical simulations. The experimental model had an absorber plate of 0.78-m width and 1.0-m length which was coated with black paint. The air temperature increased as much as $18^{\circ}C$ for $90-m^3/h$ flow rate when the absorber plate was inclined by $45^{\circ}$ for a clear-day solar irradiation of about $906W/m^2$. The collector efficiency ranged from 69 to 74%. Considering the simplicity of the structure and low manufacturing cost, the solar air heater might have competence as an auxiliary heating device for domestic use. On-site experimental results are presented with discussion for various solar irradiations and air flow conditions.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권9호
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• pp.741-751
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• 2011

본 연구에서는 대표적 3차원 수리 수질해석모형인 EFDC의 수온성층해석 능력 제고를 위해 적정 매개변수를 도출하고자 하였다. 이를 위해 태양복사 분포, 하상 초기온도, 활성 하상 수온층 깊이, 열전달계수 등 태양에너지와 관련된 5가지 매개변수에 대하여 용담호 수온성층해석 결과를 비교 분석하였다. 모의기간은 2005년 6월부터 12월까지였으며 수온 성층 재현성 수행 결과는 통계 지표인 AME, RMSE, $R^2$을 적용하여 비교하였다. 그 결과 IASWRAD는 하상으로 분포하는 경우, 활성 하상 수온층 깊이는 10m를 사용하는 것이 타당할 것으로 판단되었다. 본 연구에서 도출된 결과는 EFDC 모형의 수온성층모의시 적용 가이드라인으로 활용될 수 있을 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.1115-1128
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• 1994

국내 아스팔트포장의 온도변화 특성을 파악하기 위하여 국내 주요 5개 지역을 선정하여 포장의 내부온도를 측정하였고, 이를 바탕으로 포장체 연수지를 검토함과 동시에 포장체의 표면온도변화를 산정하고 열전도 이론을 이용하여 내부온도를 예측하는 수치모형을 도입 프로그램화함으로서 실측자료와 예측자료를 비교, 검토하고 그 적용성을 검증하였다. 그리고, 아스팔트혼합물의 온도의 영향을 분석하고자 국내에서 현재 생산 중인 아스팔트 재료 즉, 포장용아스팔트 AP-3(AC 85~100)와 AP 5(AC 60~70)를 선정하여 아스팔트물성시험과 Ascon 공시체를 마샬배합설계법에 따라 제작하여 온도에 따른 일압축시험과 간접인장시험의 정적탄성계수시험을 시행함으로서 아스팔트혼합물의 온도에 따른 변형특성을 파악하고자 하였고, 이로부터 온도변화에 따른 포장내부 온도예측 모델을 정립하고 온도에 따른 변형계수 변동을 분석, 대기온도와 변형계수 관계를 도출함으로서 지역에 따른 적정 아스팔트 설정을 위한 기초자료를 제시해 보고자 하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.541-550
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• 1988

본 연구에서는 수평경계면이 단열이고 수직경계면이 서로 다른 온도로 유지되 고 있는 정방형밀폐용기내의 자연대류에 관해 유동함수-와도모델을 이용한 유한요소법 을 통해 특히 낮은 Prandtl수의 영향에 중점을 두어 경계층흐름이 존재할 때의 유동 및 열전달특성을 조사하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권5호
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• pp.523-531
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• 2012

제습냉방시스템에서 주요 구성부품인 제습로터의 성능을 극대화 시키기 위한 방법으로 제습로터의 회전주기의 제어에 대한 연구를 수행하였다. 열과 물질전달의 과정을 모델화하여 얻은 수치해를 바탕으로 제습로터성능 시뮬레이션 프로그램을 구성하여, 재생공기 온습도, 풍량 등의 운전조건에 대하여 회전 주기에 따른 제습로터의 제습량을 구하였다. 성능 시뮬레이션 결과 검증을 위하여, 실험을 통해 측정된 값과 성능해석 모델을 이용하여 계산된 값을 비교함으로써 성능 시뮬레이션 모델의 타당성을 보였다. 각 운전조건에서 제습량이 최대가되는 제습로터의 회전주기를 최적 회전주기로 정의하였고, 회전주기를 고정(400s)할 때의 제습성능과 비교하여, 최적 회전주기제어가 제습성능에 미치는 영향을 분석하였다. 그리고 회귀분석법을 이용하여 재생온도, 외기상대습도, 풍량을 변수로 하는 최적 회전주기의 예측상관식을 개발하고 시뮬레이션 값과 비교하여 검토하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권1호
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• pp.37-46
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• 2017

가열된 표면에서의 액적은 일반적으로 내부에 마랑고니 유동이 발생하고, 이는 불균일한 침전물 패턴 형상을 구성하게 된다. 본 연구는 마랑고니 유동을 가시화하고, 수직진동을 사용해서 이를 제어하는 것을 주 목적으로 한다. 액적이 증발하는 동안, 액적의 접촉각 변화와 부피변화를 실험적으로 알 수 있었고, PIV(Particle Image Velocimetry) 실험 장치를 이용하여, 평판 온도별 마랑고니 유동의 내부 유동의 흐름을 가시화하였다. 그리고 평판에 각 주파수별 수직진동을 가해주는 실험을 진행하여, 그 결과 마랑고니 유동의 유동 방향과 수직진동의 유동 방향이 서로 반대인 것을 확인할 수 있었다. 마지막으로 증발하는 액적에 수직진동을 가해줌으로써, 액적의 하단부분에서 내부유동의 흐름변화를 관찰하였다. 마랑고니유동에 의해 발생하는 내부유동 방향과 수직진동으로 발생하는 내부유동의 방향이 서로 반대 방향이므로 가열된 평판에 진동을 가해주었을 때 액적 내부유동의 흐름이 변화가 발생하였고, 이는 곧 불균일한 침전물 패턴이 억제된 것을 증발 후 침전물의 패턴형상을 통해 확인할 수 있었다.

• 청정기술
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• 제20권3호
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• pp.298-305
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• 2014

석탄에 포함되어 있는 회분은 환경오염을 유발시킬 수 있으며, 고온에서 운전되는 발전 설비에 융착되어 열전달 효율을 저하시키는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 알칼리나 산, 또는 유기 용매를 이용하여 석탄 내의 회분을 제거하기 위한 연구와 함께 무회분 석탄을 이용한 석탄화력 발전 및 석탄가스화 복합발전에 대한 타당성 연구가 활발히 진행 중이다. 따라서 본 연구에서는 200 ppm급 무회분 석탄을 석탄가스화 발전에 이용하기 위해서 필요한 가스화기 운전조건을 ASPEN $Plus^{(R)}$ 공정모사의 민감도 해석을 바탕으로 도출하였다. 특히 석탄가스화 공정은 열분해, 휘발분 연소, 촤 가스화 공정으로 나누어 해석을 진행하였으며, 1.5 톤일급 비용융(non-slagging) 가스화기의 크기 및 운전 조건을 반영하여 모델링 하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제18권4호
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• pp.74-81
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• 2013

A numerical design analysis is conducted to search for an optimal shape of outlet in a rotating-disk CVD reactor. The goal is to suppress flow recirculation that has been found in a reactor having a sudden expansion of flow passage outside of the rotating disk. In order to streamline gas flow, the sidewall at which the flow in the Ekman layer is impinged, is tilted. The axisymmetric laminar flow and heat transfer in the reactor are simulated using the incompressible ideal gas model. For the conventional vertical sidewall, the flow recirculation forming in the corner region could be expanded into the interior to distort the upstream flow. The numerical results show that this unfavorable phenomenon inducing back flow could be dramatically suppressed by tilting the sidewall at a certain range of angle. The assessment of deviation in deposition rate based on the characteristic isotherm illustrates that the sidewall tilting may expand the domain of stable plug-like flow regime toward higher pressure. A physical interpretation is attempted to explain the mechanism to suppress flow recirculation.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권12호
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• pp.1325-1333
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• 2011

해석적, 수치해석적, 실험적인 방법을 통하여 반원형상의 채널로 구성된 냉각판의 열수력학적인 특성을 고찰하였다. 본 연구에서는 레이놀즈 수 30-2000, 그에 따른 냉각판의 압력손실 30-105 Pa 의 구간에서 수행되었으며, 냉각채널 부피비 0.04, 시스템 크기 $10{\times}10$, $20{\times}20$ 및 $50{\times}50$ 각각에 대하여 최적화 및 최적화되지 않은 1, 2, 3 차 형상 6 개가 포함되었다. 해석적 방법으로 설계된 혈관구조 설계를 검증하기 위하여 3 차원 수치해석이 수행되었으며, 실험을 통하여 수치해석모델에 대한 타당성이 검증되었고, 전 범위에 걸쳐서 수치해석 및 실험결과가 비교적 잘 일치된 경향을 나타내었다. 또한, 최적화된 냉각판의 유동저항 및 열저항 모두 최적화되지 않은 냉각판에 비하여 뚜렷하게 작게 나타났으며, 제시된 수치해석 모델 역시 모두 냉각판의 성능예측에 유용한 도구임이 확인되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권8호
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• pp.739-747
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• 2010

고온의 내부 원형 실린더가 존재하는 저온의 사각 밀폐계 사이의 온도차이에 의해 발생하는 자연대류에 관해 수치해석을 수행하였다. 본 연구는 내부의 원형 실린더를 표현하기 위해 유한 체적법에 기초한 가상 경계법을 사용하여 Ra = $10^7$ 에서 2 차원 비정상상태의 자연대류 현상에 대한 해를 얻었다. 더욱이 밀폐계의 수직 중심선에 따른 내부 원형 실린더의 위치 변화에 의한 열전달과 유동에 관한 영향을 연구하였다. 내부원형 실린더의 위치 변화에 따라 자연대류 현상은 비정상상태에서 정상상태로 변화 되었다. 연구 결과 두가지의 임계 위치를 얻을 수 있었다. 하부 경계는 0.05 인 지점이고 상부경계는 0.18 인 지점이다. 하부 경계와 상부 경계의 사이의 위치에서는 열 및 유동장이 정상상태임을 알 수 있었다.