• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.252-261
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• 2017

본 연구에서는 유정용 강관의 열처리 조건에 따른 미세조직 및 기계적 성질을 조사하였다. 실험에 사용된 유정용 강관의 종류는 J55 강재를 사용 하였고, 열처리 조건은 각각 오스테나이트 처리온도 ($880^{\circ}C$, $910^{\circ}C$, $940^{\circ}C$), 냉각방식 (수냉, 유냉), 템퍼링 온도 (미실시, $550^{\circ}C$, $650^{\circ}C$) 이다. 열처리 조건에 따라 얻어지는 미세조직을 예측하기 위해 J55 강재의 화학적 성분을 기준으로 평형상태도와 CCT 곡선을 시뮬레이션 하였으며, 그 결과 A1, A3 온도가 약 $20^{\circ}C$ 감소 하는 결과를 얻을 수 있었다. 냉각속도에 따라 마르텐사이트, 베이나이트, 페라이트등 예상되는 미세조직을 정성적으로 알 수 있었고 이 결과는 실제 실험값과 유사한 양상을 나타내었다. 오스테나이트 처리온도가 증가 함에 따라 구 오스테나이트 결정립이 조대화 되었으며, 특히 $920^{\circ}C$ 이상에서 결정립 크기가 급격히 증가하였다. 따라서 결정립 미세화 효과에 따라 경도와 강도는 감소 하였다. 열처리 조건이 변화함에 따라 마르텐사이트, 베이나이트, 페라이트 등 다양한 조직이 생성되었으며, 이는 경도, 강도 및 연신율에 큰 영향을 미쳤다. 수냉의 경우 마르텐사이트 조직이, 유냉의 경우 베이나이트와 페라이트 조직이 형성되었으며 수냉한 시편이 더 우수한 기계적 성질을 나타내었다. 템퍼링 처리후 마르텐사이트 조직 내에 FeC 석출물이 생성되었고 템퍼링 처리온도가 증가함에 따라 FeC석출물이 조대화되면서 인성이 향상되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권12호
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• pp.5-15
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• 2012

본 연구에서는 일련의 현장 열응답 시험결과를 동일한 지중열교환기와 지반 조건에 대한 CFD(Computational Fluid Dynamics) 수치해석 결과와 비교하고 역해석을 통해 지반의 열전도도를 평가하였다. 총 6개의 보어홀을 원주에 소재하고 있는 시험시공 현장에 설치하였으며 순환 파이프의 형상과 그라우트 재료에 대한 수직 밀폐형 지중열교환기의 성능을 비교하기 위해 일반적인 U형 순환 파이프와 새롭게 개발된 3공형 순환 파이프를 보어홀 내 시공하였다. 수치해석은 CFD 해석 프로그램인 FLUENT를 적용하여 3차원 열전달 거동 해석을 수행하였으며 각각의 보어홀에 대해 시간에 따른 순환수의 유입, 유출 온도 차이와 지반의 깊이별 온도변화를 User Define Function (UDF)을 이용하여 실제 조건을 모사하였다. 주어진 보어홀 조건과 실내시험을 통해 시험시공 현장의 열 물성을 입력치로 적용하여 수치 해석을 수행하였으며, 현장 열응답 시험에서 측정된 시간에 따른 유입, 유출 순환수의 온도 변화를 모사하였다. 수치해석 결과, 지반의 열전도도를 3W/mK로 적용하였을 때 보다 4W/mK일 때 현장 열응답 시험과 유사한 결과를 얻었다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제14권3호
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• pp.42-50
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• 2020

우주용 적외선 센서의 탑재 교정용 흑체 시스템은 궤도상에서 센서 출력특성 교정을 위해 다양한 기준온도에서 한정된 개수의 온도센서로부터 고정밀의 대표표면온도 추정이 가능해야 한다. 본 논문에서 제안된 흑체 시스템은 흑체 가열 후 잔열 수송을 위한 히트파이프를 흑체 후면 중앙의 일체형 플랜지에 결합하는 방식을 적용하였다. 따라서 흑체 표면온도구배 최소화와 함께 원형 대칭 형태의 온도구배를 얻을 수 있어 표면온도 추정이 용이하면서도 발사 및 궤도환경에서 하중이 가해지더라도 안정적인 히트파이프 접속부를 갖도록 하며, 복수의 히트파이프 적용에 따른 Fail Safe 설계가 가능하도록 한다. 또한 온도센서 부착작업이 용이하도록 센서를 흑체 외부 표면에 적용하더라도 높은 정확도로 표면온도 추정이 가능하다. 본 논문에서 제안된 흑체 시스템의 설계 유효성 입증을 위해 궤도 열해석을 수행하였으며, 해석결과를 기반으로 온도센서 개수 및 위치에 따른 대표표면온도 추정을 실시하였다.

• 항공우주기술
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• 제4권1호
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• pp.196-202
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• 2005

액체추진기관의 극저온 추진제 공급부에서 추진제의 주입 후 대기시간 동안의 온도상승은 배관내의 geysering 현상 및, 점화시 터보펌프에서의 cavitation을 발생시킬 수 있다. 본 자료에서는 이런 문제를 해결하는 방법 중 하나인 재순환배관 방식에 대하여 KSLV-I 예비안의 산화제부 형상을 바탕으로 LOX를 산화제로 사용한 경우에 있어서 그 성능을 파악하였다. 또한, 다양한 parametric study를 통하여 재순환배관의 설계인자를 찾고자 하였다. 재순환배관의 직경, 초기 LOX 온도, 재순환배관 높이, ullage 압력, 열전달 계수 등의 변화에 의한 영향 및 추가적인 He 분사를 통한 순환 촉진 효과를 살펴보았다. 상용 열유체해석프로그램인 SINDA/FLUINT를 사용하였고 1차원적으로 해석을 수행하였다.

• International Journal of Air-Conditioning and Refrigeration
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• 제11권2호
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• pp.51-60
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• 2003

In the nuclear power plant, emergency core coolant system (ECCS) is furnished at reactor coolant system (RCS) in order to cool down high temperature water in case of emergency. However, in this coolant system, thermal stratification phenomenon can occur due to coolant leaking in the check valve. The thermal stratification produces excessive thermal stresses at the pipe wall so as to yield thermal fatigue crack (TFC) accident. In the present study, effects of turbulence penetration on the thermal stratification into T-branches with square cross-section in the modeled ECCS are analysed numerically. Standard k-$\varepsilon$ model is employed to calculate the Reynolds stresses in momentum equations. Results show that the length and strength of thermal stratification are primarily affected by the leak flow rate of coolant and the Reynolds number of duct. Turbulence penetration into the T-branch of ECCS shows two counteracting effects on the thermal stratification. Heat transport by turbulence penetration from main duct to leaking flow region may enhance thermal stratification while the turbulent diffusion may weaken it.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.105.1-105.1
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• 2010

Korea Electric Power Research Institute (KEPRI) has developed a compact coal-gasification system to accumulate our experiment skills. The combustion furnace for residual oil was modified as a small size coal gasifier. Recently, coal feeding system was also upgraded to control coal feed rate more accurately. Our research group has conducted several experiments to find out the effect of $O_2$/coal ratio on the cold gas efficiency. Furthermore, the effect of $N_2$/coal ratio on the transport characteristics was also studied. According to the calculation of heat and mass balance, the cold gas efficiency was estimated to the maximum at $O_2$/coal ratio of around 0.73. But small size gasifier such as ours required higher value of $O_2$/coal ratio than that of the theoretical estimation. On the optimal $N_2$/coal ratio, we noticed that the coal feed rate was intimately related with the transporting gas pressure and the pipe diameter.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제8권1호
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• pp.85-99
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• 1984

The stability of the two-phase flow in a heated channel is of great importance in the design and operation of the boilers and light water nuclear reactors, because it can cause flow oscillations and lead to a violation of thermal limits with resultant overheating of the channels and cladding. This paper presents a systematic evaluation to the variation effects of the basic four (4) dimensionless parameters in a homogeneous equilibrium model. The flow stability is examined on the ground of static characteristic curves. The complicated transfer function of flow dynamics which gives consideration to the transport lag of density wave is derived, and the transient flow stability is analysed by applying the Nyquist stability criterion in control engineering. The analysis results summed up as follows 1. The coolant flow becomes stable in large friction number and specific flow, while it is unstabale in small friction number and flow. 2. Large phase-change number and Froude number destabilize the two-phase flow, but small numbers stabilize it. The effect to variation of phase-change number is more dominant compared with Froude number. 3. The dynamic analysis is required to hold the sufficient safety of heated channels since only static results does not keep it. The special attention could be payed in the design and operation of heat engines, because the unstaable region exists within the stable boundary at small and middle phase-change number and Froude number.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권10호
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• pp.1928-1939
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• 1992

본 연구에서는 흡.배기관내에서의 상태변화를 계산하기 위하여 벽면과의 마찰 과 열전달, 단면적 및 엔트로피 변화를 고려하는 일반화된 특성곡선법을 채택하여 관 내 각 위치에서의 크랭크각에 따른 상태량의 변화를 계산하였으며, 실린더내의 연소과 정은 예혼합연소와 확산연소 각각을 나타내는 Wiebe의 연소함수를 조합한 Double Wie- be's Function을 이용하여 열발생률을 계산하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.13-19
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• 2014

Urea-SCR system is the selective catalytic reduction to reduce nitrogen oxides ($NO_x$) emitted from diesel vehicles. The objective of this study is numerical analysis of 3-dimensional unsteady melting problems of frozen urea by using an electric heater. It can be applied to determine capacity of power with respect to time and the location of the urea suction pipe in urea storage tank. The study includes the change of liquid volume fraction, temperature profiles and a influence of natural convection by using the commercial software STAR-CCM+(v7.06). The accuracy of the numerical analysis is estimated by comparisons with experimental data. After validation, a numerical analysis for freezing urea is conducted with four different heating power. From the results, it was found that relation of velocity of phase interface and amount of melting urea by increasing heating power in a container. There is also a difference in trend between velocity of phase interface and amounts of melting urea because of effect of natural convection.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.581-584
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• 2005

A district heating(DH) system supplies environmentally-friend heat and is appropriate for reduction of energy consumption and/or air pollutions. The objectives of this paper are to systematize data processing of transition temperature, investigate its effects on fatigue life of DH pipes and optimization for size of DH pipes. A relational database management system as well as reliable fatigue life evaluation procedures is established for Korean DH pipes. Also, since the prototypal evaluation results satisfied both cycle-based and stress-based fatigue criteria. Through the optimum design process, the cross section diminished 18.64% and the CUF diminished 23.35%. So, it can be used as useful information in the future for optimal design, operation and energy saving via setting of efficient condition and stabilization of water temperature.