• 한국환경과학회지
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• 제16권3호
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• pp.261-267
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• 2007

In this study, the Slab Ocean Model (SOM) is coupled with an Atmospheric General Circulation Model (AGCM) which developed in University of Kangnung based on the land surface model of Biosphere-Atmosphere Transfer Scheme (BATS). The purposes of this study are to understand radiative role of clouds considering of the atmospheric feedback, and to compare the Clouds Radiative Forcing (CRF) come from the analyses using the clear-cloud sky method and CGCM. The new CGCM was integrated by using two sets of the clouds with radiative role (EXP-A) and without radiative role (EXP-B). Clouds in this two cases show the negative effect $-26.0\;Wm^{-2}$ of difference of radiation budget at top of atmosphere (TOA). The annual global means radiation budget of this simulation at TOA is larger than the estimations ($-17.0 Wm^{-2}$) came from Earth Radiation Budget Experiment (ERBE). The work showed the surface negative effect with $-18.6 Wm^{-2}$ in the two different simulations of CRF. Otherwise, sensible heat flux in the simulation shows a great contribution with positive forcing of $+24.4 Wm^{-2}$. It is found that cooling effect to the surface temperature due to radiative role of clouds is about $7.5^{\circ}C$. From this study it could make an accurate of the different CRF estimation considering either feedback of EXP-B or not EXP-A under clear-sky and cloud-sky conditions respectively at TOA. This result clearly shows its difference of CRF $-11.1 Wm^{-2}$.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제1권1호
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• pp.15-22
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• 2000

다상유체의 작동에 의해서 그 기능을 수행하는 산업기계는 매우 광범위하게 이용된다. 이들 중 일부는 서로 분리된 2상 유체가 반대방향으로 흐르는 특성을 이용하고 있다. 서로 반대방향으로 흐르는 액체상과 기체상의 최대 유량은 역류유동제한 현상으로 제한된다. 이상유동의 질량 및 운동량 보존 방정식을 세우고 쌍곡선형 방정식이 시스템의 특성방정식으로부터 역류유동제한 현상을 예측할 수 있는 모델을 개발하였다. 현재의 모델은 액체상 유입부의 기하학적 모양이 수직이거나 이와 유사한 형태로 되어 있어서 주변에 비등류가 형성되는 경우에 적용된다. 이 모델은 액체와 기체 사이의 질량전달을 일으키는 기계에 대한 유체역학적 운전제한 조건으로 이용될 수 있다.

• Tribology and Lubricants
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• 제35권1호
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• pp.16-23
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• 2019

In this study, we aim to analyze the effects of both contact layer properties and surface roughness on contact resistance. The contact has a great influence on performance in terms of electrical conduction and heat transfer. The two biggest factors determining contact resistance are the presence of surface roughness and the surface layer. For this reason we calculated the contact resistance by considering both factors simultaneously. The model of this study to calculate contact resistance is as follows. First, the three representative surface parameters for the GW model are obtained by Nayak's random process. Then, the apparent contact area, real contact area, and contact number of asperities are calculated using the GW model with the surface parameters. The contact resistance of a single surface layer is calculated using Mikic's constriction equation. The total contact resistance is approximated by the parallel connection between the same asperity contact resistances. The results of this study are as follows. The appropriate thickness with reduction effect for contact resistance is determined according to the difference in conductivity between the base layer and surface layer. It was confirmed that the standard deviation of surface roughness has the greatest influence on surface roughness parameters. The results of this study will be useful for selecting the surface material and surface roughness when the design considering the contact resistance is needed.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.2381-2391
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• 2013

일반적으로 에너지파일의 열적 성능에 영향을 주는 중요한 인자로 지반의 열 물성, 열 교환기 형태, 운용방법, 파일 간 열 간섭 등이 고려될 수 있다. 본 연구에서는 지반의 실제 조건을 반영한 수치모델을 통해 이들 인자들이 미치는 영향을 살펴보았다. 지반의 포화 정도에 따라서 파일의 열 교환율은 최대 3배까지 차이를 보였으며, 열 저항은 최대 8.7%의 차이가 발생하였다. 또한 열 교환기 유형이 파일의 열 성능에 영향을 주며, 3U-Type이 W나 U-Type에 비해 상대적으로 높은 열 효율을 보였다. 운용방법에 있어서, 부분가동 시(8시간 가동, 16시간 휴지) 연속가동에 비해서 약 20%의 열효율을 보전할 수 있으며, 장기적인 열 축적현상을 방지하는데 유리하다. 지반의 조건에 따라 군 말뚝에 의한 열 간섭 정도가 달라지는데, 지반이 포화상태에서 건조 상태로 갈수록 군 말뚝에 의한 열 간섭효과는 감소한다. 일반적인 지반조건에서 열 교환 감소율 1%미만을 유지하는 적정 이격 거리는 U-Type에서 최대 3.2D, W-Type에서 최대 3.6D, 3U-Type에서 최대 3.7D로 산정되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.122-126
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• 2017

태양열 에너지를 이용하여 단순한 형태의 공기가열식 집열기를 이용하여 공기를 가열하고 이를 활용하여 생활공간의 난방문제를 해결하기 위한 장치를 개발하는데 목적을 두고 진행되고 있다. 현 시점에서 연구는 모델로 개발한 공기가열식 태양열에너지 집열기의 크기 변화에 따른 가용한 에너지의 량을 이론적으로 산출해 보고 이를 통해 개발 시스템의 가능성을 판단하고자 한다. 본 연구에서는 공기가열식 태양열 집열기의 공기가열성능을 판단하기 위하여, 특정 크기의 태양열 집열기에 일정한 일사량을 투하하였을 때, 모델 집열기 내부에서의 열전달 특성변화와 이를 통해 생산되는 공기의 온도($^{\circ}C$)와 생산량(kg/h)을, 유한체적법(Finite Volume Method)을 적용한 범용 열유동해석(CFD) 프로그램인 영국 CHAM사의 PHOENICS(1)를 이용하여, 분석한 결과를 구하였다. 분석한 결과에서 알 수 있듯이 집열기의 크기가 ($1.2m{\times}1.1m{\times}0.19m$)의 집열기에서 알루미늄으로 제작하는 내경 0.1m의 공기 가열관을 이용하여 가열할 수 있는 공기의 온도는 약 $40.5^{\circ}C$이며 이때 생산되는 공기의 생산량은 약 $161m^3/h$으로 산출되었다. 본 모델장치는 충분히 태양의 열에너지를 이용하여 실내공간의 온도를 인간이 활동하기에 적합한 활동의 환경을 유지하는데 활용할 수 있다고 판단된다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.965-973
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• 1992

본 연구에서는 산업용 가스전소자연순환보일러를 모델로 선정하여 이 모델에 영향을 주는 인자에 대하여 동적 해석을 하였다. 수위와 압력을 연결한 자연순환 보일러의 제어를 위한 총괄적인 블록 선도를 제시하였고, 이 선도를 토대로 전산프로 그램을 개발하고 계산치와 실제 측정치를 비교, 검토하여 이론 해석상의 모순이 없음 을 확증하였다. 연구결과를 산업용 자연순환 gas 보일러의 설계에 응용하도록 하여 보일러의 동특성을 제시하고 이것에 의한 전제어시스템의 신속하고 정확한 설계치를 제시하여 응용사용토록 하여 무엇보다도 전보일러시스템의 안전운전과 경제성(제작비 및 가동비)을 제고하는데 있다. 본 논문을 제1부, 제2부로 나누어 발표해야 하므로 제1부는 결론을 포함시키지 못하며 제2부에서 결론을 제시하겠으니 참조하여 주시기 바랍니다.

• 생물환경조절학회지
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• 제20권2호
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• pp.78-82
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• 2011

온실의 환기설계 기준 설정 및 단동 플라스틱 온실의 원형 천창 설치 가이드라인 제정을 위한 기초자료를 제공할 목적으로 천창이 설치된 토마토 재배 단동 온실에서 환기실험을 통하여 자연환기 성능을 분석하고, 열평형 모델을 이용하여 온실 재배 토마토의 증발 추정하였다. 직경 60cm의 원형 천창을 지붕의 중앙에 8m 간격으로 설치한 단동온실의 자연환기 성능을 실험한 결과 환기회수는 분당 0.02~0.32회(평균 0.17회 $min^{-1}$)의 범위를 보여 상당히 낮은 것으로 나타났다. 그러나 상업용 온실의 권장환기율과 비교하면 6m 간격으로 설치할 경우에는 봄이나 가을철에 필요한 환기량을 충족할 수 있을 것으로 판단되며, 여름철 권장환기를 위해서는 2m 정도의 간격으로 설치한 해야만 가능할 것으로 판단되므로 광투과를 저해하지 않으면서 지붕의 개구면적을 확대할 수 있는 방안을 찾아야 할 것으로 생각된다. 실험에 사용한 단동 온실은 인접 동 간격이 1.2m에 불과한 밀집된 단지 내에 위치하고 있어서 측창 주변의 외부 풍속이 최대 $0.9m{\cdot}s^{-1}$(평균 $0.4m{\cdot}s^{-1}$에 불과하고 풍력에 의한 환기효과를 기대하기가 어려웠다. 환기량과 풍속 및 실내외 온도차와의 관계를 비교 분석해 본 결과 중력환기가 우세함을 확인 할 수 있었다. 본 환기실험 자료를 온실의 환기설계를 위한 열평형모델에 적용하여 증발산계수를 추정해 본 결과 0.39~0.85의 범위(평균 0.62)를 보였고, 다른 연구자들이 제시하는 일반적인 온실의 설계 권장 값과 유사한 경향을 나타냈다. 따라서 토마토 재배 단동 플라스틱 온실의 환기설계에서 증발산계수는 0.6 정도를 사용하면 적당할 것으로 판단된다.

• Computers and Concrete
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• 제21권3호
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• pp.279-289
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• 2018

Hydration heat and thermal induced cracking have always been a fatal problem for massive concrete structures. In order to study a massive reinforced concrete wall of a storage tank for liquefied natural gas (LNG) during its construction, two mock-ups of $0.8m{\times}0.8m{\times}0.8m$ without and with metal corrugated pipes were designed based on the actual wall construction plan. Temperature distribution and strain development of both mock-ups were measured and compared inside and on the surface of them. Meanwhile, time-dependent thermal and mechanical properties of the concrete were tested standardly and introduced into the finite-element (FE) software with a proposed hydration degree model. According to the comparison results, the FE simulation of temperature field agreed well with the measured data. Besides, the maximum temperature rise was slightly higher and the shrinkage was generally larger in the mock-up without pipes, indicating that corrugated pipes could reduce concrete temperature and decrease shrinkage of surrounding concrete. In addition, the cooling rate decreased approximately linearly with the reduction of heat transfer coefficient h, implying that a target cooling curve can be achieved by calculating a desired coefficient h. Moreover, the maximum cooling rate did not necessarily decrease with the extension of demoulding time. It is better to remove the formwork at least after 116 hours after concrete casting, which promises lower risk of thermal cracking of early-age concrete.

• 한국전산유체공학회지
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• 제17권4호
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• pp.16-23
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• 2012

Current display manufacturing processes apply thermal treatment of glass backplanes widely for hydrogen degassing, crystallization of thin-films, tempering, forming, and precompaction. Estimation of the characteristics of transient heating stages and thermal non-uniformities on a single glass substrate or in a stack of glasses are extremely helpful to understand non-homogeneity of mechanical and electronic features of nano/micro structures of end products. Based on simple heat transfer models and using an electric muffle furnace, temperature variations in a glass stack were predicted and measured for glass backplanes of $1.5{\times}1.85m^2$ in size and 0.7 mm in thickness. Except for the period of putting glass backplanes into the furnace, thermal radiation was the major heating mechanism for the treatment and theoretical predictions agreed well to the experimental temperatures on the backplanes. Using the theoretical model, thermal fields for a glass stack of glass-size, $2.2{\times}2.5m^2$, and of the number of sheets, 1 to 12, were calculated for practical design and manufacturing of the muffle furnace for large-scale displays, e.g. up to $8^{th}$ generation.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.373-373
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• 2009

Relative humidity, membrane conductivity and water activity are critical parameters of polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFC) for high performance and reliability. These parameters are closely related with temperature. Moreover, the ideal values of these parameters are not always identical along the channels. Therefore, the cooling channel design and its operating condition should be well optimized along the all location of the channels. In the present study, we have performed a numerical investigation on the effects of cooling channels on performance of a PEMFC. Three-dimensional Navier-Stokes equations are solved with the energy equation including heat generated by the electrochemical reactions in the fuel cell. The present numerical model includes the gas diffusion layers (GDL) and serpentine channels for both anode and cathode gas flows, as well as cooling channels. To accurately predict the water transport across the membrane, the distribution of water content in the membrane is calculated by solving a nonlinear differential equation with a nonlinear coefficient, i.e., the water diffusivity which is a function of water content as well as temperature. Main emphasis is placed on the heat transfer between the solid bipolar plate and coolant flow. The present results show that local current density is affected by cooling channels due to the change of the oxygen concentration and the membrane conductivity as well as the water content. It is also found that the relative humidity is influenced by the generated water and the gas temperature and thus it affects the distribution of fuel concentration and the conductivity of the membrane, ultimately fuel cell performance. Unit-cell experiments are also carried out to validate the numerical models. The performance curves between the models and experiments show reasonable results.