• Corrosion Science and Technology
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• 제15권3호
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• pp.120-124
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• 2016

The effect of alloying element Ca (0, 1, and 2 wt%) on corrosion resistance and bioactivity of the as-received and anodized surface of rolled plate AM60 alloys was investigated. A plasma electrolytic oxidation (PEO) was carried out to form anodic oxide film in $0.5mol\;dm^{-3}\;Na_3PO_4$ solution. The corrosion behavior was studied by polarization measurements while the in vitro bioactivity was tested by soaking the specimens in Simulated Body Fluid (1.5xSBF). Optical micrograph and elemental analysis of the substrate surfaces indicated that the number of intermetallic particles increased with Ca content in the alloys owing to the formation of a new phase $Al_2Ca$. The corrosion resistance of AM60 specimens improved only slightly by alloying with 2 wt% Ca which was attributed to the reticular distribution of $Al_2Ca$ phase existed in the alloy that might became barrier for corrosion propagation across grain boundaries. Corrosion resistance of the three alloys was significantly improved by coating the substrates with anodic oxide film formed by PEO. The film mainly composed of magnesium phosphate with thickness in the range $30-40{\mu}m$. The heat resistant phase of $Al_2Ca$ was believed to retard the plasma discharge during anodization and, hence, decreased the film thickness of Ca-containing alloys. The highest apatite forming ability in 1.5xSBF was observed for AM60-1Ca specimens (both substrate and anodized) that exhibited more degradation than the other two alloys as indicated by surface observation. The increase of surface roughness and the degree of supersaturation of 1.5xSBF due to dissolution of Mg ions from the substrate surface or the release of film compounds from the anodized surface are important factors to enhance deposition of Ca-P compound on the specimen surfaces.

• 설비공학논문집
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• 제29권10호
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• pp.530-537
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• 2017

Scales generated inside pipes cause negative effects on heat transfer performance, pressure loss and flow rate due to increased thermal resistance and reduced flow cross-sectional area. If these scales are not prevented or eliminated, thermal-fluid performance of the facilities can be deteriorated, or in extreme cases, accidents such as explosion due to overheating can occur. There are two ways to remove the scales, physically and chemically. Removing the scales physically needs specific machines which are expensive, and removing them chemically may provoke corrosion or shorten the age of the facilities. In this study, an eco-friendly pipe scale cleaner using natural organic acid is developed by applying the concept of a limestone cave generation. The manufactured scale cleaner is applied to remove the scales in industrial, water heating and urinal pipes. The results show that this cleaner removes scales more effectively and safely compared to existing scale treatments. Scale removal efficiencies of this work is 1.2~10.7 times for industrial pipes and 1.8~15.5 times for boiler water heating pipes higher than those of conventional cleaners.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권6호
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• pp.757-764
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• 2011

본 연구에서는 폐열회수 발전시스템에 적용가능한 100kW급 구심터빈을 대상으로 베인노즐의 출구각도 변화에 따른 구심터빈의 성능과 내부유동의 영향을 분석하였다. 이를 위해 상용코드를 이용한 3차원 CFD 해석을 수행하였다. 베인노즐 출구각이 커짐에 따라 블레이드 근처 재순환영역은 점차 작아 졌으며, 또한 단면축소효과로 인해 베인노즐 출구끝단 마하수는 1까지 관찰되었다. 본 연구를 통해 분석된 해석결과는 목표출력용 구심터빈의 최적 설계파라미터 구성을 위한 설계자료로 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권3호
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• pp.350-359
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• 2016

본 연구는 vessel blowdown 시 발생하는 온도와 압력 변화를 보다 정확히 예측하기 위하여 기존에 개발된 dynamic model을 기반으로 새로운 모델을 개발하고, 개발한 모델의 정확도를 높이기 위하여 vessel 내부의 흐름이 층류일 때와 난류일 때를 모두 고려하여 vessel 벽면으로부터 기체로의 열 전달량을 계산하였다. 효율적인 열역학 계산을 위해 일체의 계산식은 압력이 감소하는 단계 별로 나누어 진행하였으며 계산의 부담을 덜어주면서 계산의 정확도를 유지하기 위한 압력변화 size를 결정하였다. 개발한 모델에 Peng-Robinson equation과 Soave-Redlich-Kwong equation을 적용하여 각각의 경우에 따른 결과의 차이를 비교하였다. 마지막으로 모델의 검증을 위해 Haque et al.의 실험조건을 동일하게 적용하여 실험 결과와 시뮬레이션 결과를 비교 하였으며, 이를 통해 모델의 정확도를 입증하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제27회 추계학술대회논문집
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• pp.116-121
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• 2006

액체로켓 추진시스템에서 가압시스템은 발사체 추진제 탱크의 얼리지 공간에 제어된 가스를 공급하는 것이다 가압시스템에서 고온 가스 열교환기를 적용하는 데는 가압제의 비용적을 증가시켜 전체 발사체 시스템의 중량을 감소시키는 장점이 있다. 그러므로 가압시스템 성능에 있어서 주목할 만한 개선점은 특히 극저온 시스템에서 얻어질 수 있다. 본 연구에서는 외부 유체와 가압제로 공기와 $CN_2$를 각각 적용하였다. 가압제 토출 특성에 관한 수치 해석은 PTF에서 수행된 실험 결과와 비교되었다. 해석과 실험 결과의 오차는 약 ${\pm}15%$ 이내로 나타났다. 이러한 해석적 접근을 사용하면 액체산소에 잠겨진 극저온 가압제의 온도강하율을 예측할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국해양공학회지
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• 제21권5호
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• pp.55-60
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• 2007

Bellows are mechanical components which prevent the damage of system by absorption of the vibration and the displacement of axle and radial direction. Thermal piping system is expanded by the fluid of the high temperature from the heat engine inside. At this time, bellows prevent the damage of the piping due to the thermal expansion. Recently, design of bellows is required to fit some other operational environments which are not suggested in the E.J.M.A code book. And it is difficult to produce and to maintain bellows of high temperature and high pressure bemuse of its complicated shape and this causes the manufacturing cost to rise. The objective of this study is to determine optimum shape of bellows which can endure in the high temperature and high pressure. The maximum stress has an effect on the fatigue life of bellows, therefore it needs to be minimized. This study attempts to find a shape which minimizes the stress occurring in the bellows by the design of experiment. The model used in this study is not presented in the E.J.M.A code book, therefore, from the result of design of experiment we find the factors which give effects on the characteristic value and we presents the recession model using the RSM, which can predict the characteristic values depending on the change of factor values.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권4호
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• pp.275-281
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• 2016

본 연구에서는 전산유체역학(CFD)을 이용하여 저압에서의 과냉각 비등 현상에 대한 수치해석적 연구를 수행하였다. 과냉각 비등 현상을 시뮬레이션하기 위해서 벽비등 모델을 사용하였으며, 벽비등 모델은 기포 이탈 직경, 핵 사이트 밀도 그리고 기포 이탈 빈도로 구성된 하위모델을 필요로 한다. 전산유체역학 코드 CFX는 실험 자료에 근거한 기본 모델을 제공한다. 하지만 이러한 모델은 대부분 고압조건에서 개발되었기 때문에 저압조건에서는 잘 맞지 않는 것으로 보인다. 따라서 본 연구에서는 저압조건에서 과냉각 비등 현상에 대해서 CFD의 유효성을 검토하였다. 수치해석적 결과는 기존의 실험 결과와 비교하였다. 수치해석은 질량유속 $250{\sim}750kg/m^2s$, 열유속 $0.37{\sim}0.77MW/m^2$ 그리고 출구압력 0.11 MPa범위에서 수행되었다. 저압조건에서 개발된 상관식을 적용함으로써 수치해석의 정확성을 높일 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권7호
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• pp.625-631
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• 2015

이번 연구는 패킹 모듈로 채워진 축열조의 방열 성능을 수치해석 하였다. 해석에는 PCM의 상변화 현상을 계산하기 위해 엔탈피-공극률 방법을 이용하였다. 이 방법을 통해서 방열 시 축열조 상부로부터 열전달유체가 흐를 때 모듈에서의 녹는 현상을 계산하였다. 축열조 디자인에 모듈 배치, 모듈 수 등의 다양한 인자가 있지만, 본 해석에서는 유량의 변화에 따라 나타나는 축열조 출구온도, 전체 PCM의 시간에 따른 녹은 양 및 축열밀도를 확인하였다. 결과적으로 유량이 증가할수록 출구온도가 높게 형성되었으며, 전체 PCM이 녹는데 필요한 시간이 짧아지고 축열 밀도 역시 증가하여 목표치의 93% 수준에 도달하는 것으로 나타났다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제34권2호
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• pp.73-81
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• 2014

Ocean thermal energy conversion(OTEC) is a power generation method that utilizes temperature difference between the warm surface seawater and cold deep sea water of ocean. As potential sources of clean-energy supply, Ocean thermal energy conversion(OTEC) power plants' viability has been investigated. Therefore, this paper evaluated the thermodynamic performance of solar-OTEC convergence system for the production with electric power and desalinated water. The comparison analysis of solar-OTEC convergence system performance was carried out as the fluid temperature, saturated temperature difference and pressure of flash evaporator under equivalent conditions. As a results, maximum system efficiency, electric power and fresh water output show at 40, 10, 2.5 kPa of the flash evaporator pressure, respectively. And their respective enhancement ratios were approximately 6.1, 18, 8.6 times higher than that of the base open OTEC system. Also, performance of solar-OTEC system is the highest in the flash evaporator pressure of 10 kPa.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권6호
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• pp.365-371
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• 2019

본 연구에서 SiO₂ 증착용 확산 화염 버너의 연료와 산소의 비율 변화에 따른 화염의 온도 분포를 전산 유체 해석을 수행하였다. 이는 친환경 원료물질을 이용한 광섬유 제조용 SiO₂ 프리폼 증착 공정을 시뮬레이션하기 위한 전단계에 해당한다. 예혼합 연소를 모델링하기 위해서 열 유동, 대류 및 화학 반응을 고려하였고 Reynolds-averaged Navier-Stokes 방정식과 k-ω 모델을 사용하였으며, 실제 화염의 온도 분포와 형상을 비교하여 연소 모델링의 적절성을 확인하였다. 결과적으로 화염의 온도 분포는 보조 산소의 유량이 증가하면 노즐 표면으로부터 최고 온도까지의 거리가 증가하는 경향성을 보였다. 또한 혼합 가스의 당량비가 큰 연소 반응에서 불완전 연소로 인한 온도 분포의 폭이 크게 나타나는 것을 확인하였다.