• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제31권1호
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• pp.29-41
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• 2022

이상기후로 인한 불안정한 식량 수급을 해결하기 위한 대안 중 하나로 식물공장의 필요성이 증대되고 있다. 식물공장 내 기류는 재배작물의 증산작용과 열교환에 중요한 인자 중 하나로 인식되고 있다. 한편, 디지털트윈(Digital Twin: DT)은 실체계를 가상세계에 복제한 것으로 실체계만으로 불가능한 다양한 서비스를 제공하는 수단으로 주목받고 있다. 본 연구에서는 디지털트윈 개념을 실제 운용중인 식물공장 기류해석에 적용하여 다양한 상황에 기류를 예측할 수 있는 기류 예측 DT 모델 개발을 목표로 하였다. 이를 위해 먼저 기류 해석용 디지털트윈 수학적 형식론을 제시하고, 이를 기반으로 실제 운용중인 식물공장의 기류예측 모델링에 필요한 정보들을 명세한다. 이어서 식물공장 내 형상을 CAD로 구현하고 유동해석을 위한 전산유체역학(CFD) 구성요소들을 결합하여 DT 모델을 개발하였다. 마지막으로 DT 모델의 시뮬레이션 해석 결과를 식물공장에서 수집한 실제 기류값과 비교하는 모델의 실증 및 기계학습 기반 보정을 통해 정확도가 높은 기류 예측용 DT 모델을 완성하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.417-423
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• 2007

Oxy-gasification or oxygen-blown gasification, enables a clean and efficient use of coal and opens a promising way to CO2 capture. The coal gasification process of a slurry feed type, entrained-flow coal gasifier was numerically predicted in this paper. The purposes of this study are to develop an evaluation technique for design and performance optimization of coal gasifiers using a numerical simulation technique, and to confirm the validity of the model. By dividing the complicated coal gasification process into several simplified stages such as slurry evaporation, coal devolatilization, mixture fraction model and two-phase reactions coupled with turbulent flow and two-phase heat transfer, a comprehensive numerical model was constructed to simulate the coal gasification process. The influence of turbulence on the gas properties was taken into account by the PDF (Probability Density Function) model. A numerical simulation with the coal gasification model is performed on the Conoco-Philips type gasifier for IGCC plant. Gas temperature distribution and product gas composition are also presented. Numerical computations were performed to assess the effect of variation in oxygen to coal ratio and steam to coal ratio on reactive flow field. The concentration of major products, CO and H2 were calculated with varying oxygen to coal ratio (0.2-1.5) and steam to coal ratio(0.3-0.7). To verify the validity of predictions, predicted values of CO and H2 concentrations at the exit of the gasifier were compared with previous work of the same geometry and operating points. Predictions showed that the CO and H2 concentration increased gradually to its maximum value with increasing oxygen-coal and hydrogen-coal ratio and decreased. When the oxygen-coal ratio was between 0.8 and 1.2, and the steam-coal ratio was between 0.4 and 0.5, high values of CO and H2 were obtained. This study also deals with the comparison of CFD (Computational Flow Dynamics) and STATNJAN results which consider the objective gasifier as chemical equilibrium to know the effect of flow on objective gasifier compared to equilibrium. This study makes objective gasifier divided into a few ranges to study the evolution of the gasification locally. By this method, we can find that there are characteristics in the each scope divided.

• 농업과학연구
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• 제12권1호
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• pp.118-127
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• 1985

저장곡물(貯藏穀物)의 온도(溫度)를 예측(豫測)하기 위(爲)하여 유한차공법(有限差公法)을 적용(適用)하여 圓筒形) bin에서의 이차원(二次元) 열전달모형(熱傳達模型)을 개발(開發)하였으며 이를 검정(檢定)키 위(爲)하여 밀양(密陽) 23호(號)를 공시(供試)하여 저장실험(貯藏實驗)을 수행(遂行)하였다. 1년간(年間) 곡물(穀物)을 저장(貯藏)하는 경우 저장곡물(貯藏穀物)의 각(各) 부위(部位)에 대(對)한 온도변화(溫度變化)를 분석(分析)하였으며 온도(溫度)만을 기준(基準)d로 한 곡물(穀物)의 안전저장기간(安全貯藏期間)을 분석(分析)하였다. 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 저장곡물(貯藏穀物)의 온도(溫度)를 예측(豫測)할 수 있는 이차원(二次元) 열전달모형(熱傳達模型)을 유한차공법(有限差公法)을 적용(適用)하여 개발(開發)하였으며 모형(模型)에 의(依)한 예측치(豫測値)와 실험(實驗)을 통(通)한 실측치(實測値) 간(間의 차(差)를 t 검정(檢定)한 결과(結果) 5% 유의수준(有意水準)에서 두 값 간(間)에 차이(差異)가 없었으므로 저장곡물(貯藏穀物)의 온도(溫度)는 본(本) 연구(硏究)d서 개발(開發)된 모형(模型)으로 충분(充分)히 예측(豫測)될 수 있다고 판단(判斷)되었다. 2. 저장곡물(貯藏穀物)의 온도변화(溫度變化)는 벽체 안쪽부위(部位)에서가 가장 심하였으며 6월(月) 초순(初旬)부터 9월(月) 하순(下旬)까지에는 외기(外氣)의 평균온도(平均溫度)보다 약(約) $6{\sim}7^{\circ}C$가 높은 것으로 보아 저장곡물(貯藏穀物)의 손상(損傷)은 벽체 바로 안쪽부위(部位)에서부터 시작될 것으로 판단(判斷)되었다. 3. 저장(貯藏) bin의 직경(直徑)과 저장곡물(貯藏穀物)의 퇴적(堆積) 높이가 비슷한 경우 bin내(內)의 위치(位置)에 따른 곡물(穀物)의 온도변화(溫度變化)는 수직방향(垂直方向)의 변화(變化)보다는 반경방향(半徑方向)의 변화(變化)가 더 큰 것으로 나타났다. 4. 저장곡물(貯藏穀物의 안전저장온도(安全貯藏溫度)의 한계(限界)를 $15^{\circ}C$라고 할 때 대체(大體)로 4월(月) 하순(下旬)d서 10월(月) 중순(中旬)까지 곡물(穀物)의 안전저장(安全貯藏)의 한계(限界)를 벗어나고 있어 이에 대(對)한 대응책(對應策)이 강구되어야 할 것으로 판단(判斷)되었다.

• 대기
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• 제15권2호
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• pp.75-90
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• 2005

이 연구에서는 지면-대기 모수화 방안 (BATS1e)이 접합된 미국 국립기상연구센터 (NCAR)에서 개발한 지역기후모델(RegCM2)을 이용하여 지면피복의 변화가 동아시아 여름몬순에 미치는 영향에 대해서 조사하였다. 지면피복 변화의 영향을 분석하기 위하여 두 종류의 지면피복 자료를 이용하였다. 하나는 NCAR에서 제공하는 지면피복 자료 (CTL 실험)이고 다른 하나는 최근의 기상위성자료로부터 직접 분류한 고해상도 지면피복분류 자료(LCV 실험)이다. CTL 실험에서는 중국 중부지역과 몽고지역의 지면온도가 각각 약 $1-3^{\circ}C$ 높고 낮게 모의되었다. 또한 모의 영역 북부지역에서는 강수가 과다하게 모의된 반면 모의영역 남부 바다지역의 강수는 과소하게 모의되었다. 지면피복 변화에 의한 알베도, 거칠기 길이 및 최소기공저항계수와 같은 지면의 생물리적 요소들의 변화는 지면-대기 상호작용을 변경시켰다. 즉, 지면피복이 낙엽활엽수림에서 농지와 관계농지로 변경된 LCV 실험의 중국 중부지역에서는 잠열 속과 풍속이 현저하게 증가되었다. 그 결과 CTL 실험에서 나타났던 중국 중부지역에서의 온난편차가 LCV 실험에서는 대부분 완화되었다. 중국 중부지역에서의 강한 기온 하강은 태평양과 대륙사이의 기압 차를 약화시키고 있다. 남동에서 북서방향으로의 기압경도력이 약화됨에 따라 중국 남부와 남중국해로부터 북동쪽으로의 수증기 수송도 약화되었다. 이러한 수증기 수송의 변화는 모의 영역 북부지역에서의 과다한 강수 모의와 남중국해에서의 과소한 강수모의를 동시에 크게 완화시켰다. 그러나 지면피복의 변화는 특히 7월과 8월에 한반도와 일본 열도 지역에서의 강수를 크게 증기시키고 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권2호
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• pp.377-386
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• 2021

A60 급 갑판 관통 관은 선박과 해양플랜트에서 화재사고가 발생할 경우 화염의 확산을 방지하고 인명을 보호하기 위해 수평구조에 설치되는 방화장치이다. 본 연구에서는 다양한 대리모델과 다중 섬 유전자 알고리즘을 이용하여 A60 급 갑판 관통 관의 방화설계에 대한 이산변수 근사최적화를 수행하였다. A60 급 갑판 관통 관의 방화설계는 과도 열전달해석을 통해 평가하였다. 근사최적화에서 관통관의 길이, 지름, 재질, 그리고 단열재의 밀도는 이산설계변수로 적용하였고, 제한조건은 온도, 생산성 및 가격을 고려하였다. 대리모델 기반의 근사최적설계 문제는 제한조건을 만족하면서 A60 급 갑판 관통 관의 중량을 최소화할 수 있는 이산설계변수를 결정하도록 정식화하였다. 반응표면모델, 크리깅, 그리고 방사기저함수 신경망과 같은 다양한 대리모델이 근사최적화에 사용되었다. 근사최적화의 정확도를 검토하기 위해 최적해의 결과는 실제 계산 결과와 비교하였다. 근사최적화에 사용된 대리모델 중 방사기저함수 신경망 모델이 A60 급 갑판 관통 관의 방화설계에 대해 가장 정확한 최적설계 결과를 나타내었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권5호
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• pp.575-582
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• 2010

최근 박육사출성형이나 마이크로 사출성형에서의 성형성을 높이기 위해 급속 금형가열 기술이 사용되고 있다. 고주파 유도가열은 전자기 유도현상을 이용하여 금형 표면만을 효율적으로 가열할 수 있어 급속 금형가열 기술로서 활용되고 있다. 본 연구에서는 고주파 유도가열 적용 사출성형 과정의 수치적 모사를 위해 전자기장 해석, 열전달 해석, 사출성형 유동해석을 연계한 통합적 전산모사 기법에 관한 연구를 수행하였다. 본 연구에서 제안된 통합적 전산모사 기법을 유도가열 적용 박육 사출성형의 해석에 적용하여 실험결과와 비교하였고, 특히 금형온도 경계조건의 부여방식에 따른 해석의 신뢰성에 대한 고찰이 이루어졌다.

• 에너지공학
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• 제23권3호
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• pp.21-26
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• 2014

유럽 원전 시장 개척을 위해 개발 중인 EU-APR1400은 중대사고 대처설비로 노외 노심용융물 보유 및 냉각을 위한 소위 Core catcher라 불리는 노외 노심용융물 냉각설비를 개발 중이며, Core catcher body를 노심용융물로부터 보호하기 위하여 노심용융물의 물성 및 상태를 변화시켜 냉각 및 보유에 유리하게 하는 희생물질을 설치한다. 중대사고 시 원자로 압력용기의 틈으로부터 노심용융물이 분출되어 희생물질에 충돌 시 열 전달량이 매우 증가하게 되므로, 이 때 노심용융물 제트의 충돌에 의한 희생물질의 침식율을 정확하게 예측하는 것은 매우 중요하다. 이 논문에서는 경계층 이론을 기반으로 한 희생물질 침식 모형을 제안하고 KAERI에서 수행한 실험결과와 비교하였다.

• 에너지공학
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• 제19권3호
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• pp.151-155
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• 2010

자동차 전면유리를 통한 적당한 가시거리의 확보와 제상 시간은 주요 설계 요소들이다. 이런 요소들의 성능을 향상시키기 위해, HVAC 시스템에서 생성되는 유체의 흐름과 열전달 특성을 이해하는 것이 필요하다. 제상 노즐의 성능을 조사하기 위해 수치해석을 수행하였다. 본 연구에서는 현재 디자인의 모순과 제상 메커니즘의 개선방법을 보여주고 있다. 수치해석 결과 현재 부착된 제상 노즐로는 최대 공기흐름이 전면유리 하단부에서 최대 공기흐름이 나타나고 있으며, 이는 만족스럽지 못한 가시거리를 확보하게 된다. 제상 노즐의 분사 각도가 45도일때 탁월한 제상성능을 보여주고 있다. 수치해석 결과들은 NHTSA에서 정한 규정들을 만족시킨다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.241-250
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• 1990

본 연구에서는 낙구식 점도계를 이용하여 낮은 농도의 용액을 실험할 때 종말 속도측정의 어려움을 해결하기 위하여 레이저와 특수 타이머를 설치하였으며 정확한 특성시간을 결정하기 위하여 실린더 내부의 시험유체를 교란시키지 않고, 떨어뜨린 구 를 회수하는 장치를 제작하였다. 또한 주로 rheogoniometer에 의존하던 영 전단률 점성계수를 측정하기 위하여 속이 빈 알루미늄 구(hollow aluminium ball)의 밀도를 시험 유체와 거의 같은 정도까지 변화시켜가며 종말 속도를 측정하였으며 점탄성 유체 로써 Separan AP-273의 낮은 농도인 300에서 2000wppm까지의 저농도 용액에 대한 특성 시간을 여러모델에 의하여 실험적으로 결정하고 저농도 폴리머 용액에서 퇴화로 인한 점탄성유체의 특성 변화를 분석하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제18권5호
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• pp.351-356
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• 1986

단(單)원통형 및 원통형 드럼건조기를 이용하여 잘게 저민 생선으로부터 플레이크를 성공적으로 만들 수 있었다. 생선의 높은 지방함량으로 인해 저민 생선이 드럼에 잘 들러붙지 않는 문제점은 타피오카가루의 형태로 2.5%의 전분을 저민 생선에 첨가함으로서 건조양상에는 영향을 미치지 않으면서 해결될 수 있었다. 제품의 수분함량을 일정한 수준으로 유지할 경우 건고형분(乾固形分)의 생산속도는 드럼간의 간격을 최소로 줄였을때 최고에 도달하였다. 건고형분(乾固形分)의 생산속도는 드럼의 회전속도가 증가할수록 선형적으로 증가하였고 제품의 품질이 손상되지 않는 범위에서 스팀의 압력이 높을수록 증가하였다. 총괄 열전달계수는 드럼의 회전수가 증가함에 따라 증가한 반면에 드럼간의 간격이 커짐에 따라 증가하지는 않았다. $MR\;=\;A\;\exp(\;-k{\theta})$로 표시되는 가장 보편적인 건조 모델식이 드럼건조에도 적용될 수 있었다.