• 한국수자원학회논문집
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• 제45권1호
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• pp.101-111
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• 2012

본 논문에서는 시스템 다이내믹스(System Dynamics, SD) 방법론에 입각하여 하수도 시스템의 운영지표들과 이에 영향을 미치는 외부변수들로 구성된 피드백 루프 메커니즘(Feedback Loop Mechanism)을 관로유지관리와 연관하여 규명하고, 외부변수의 변화에 따른 운영지표의 변화를 예측함으로써 하수도 시스템의 효율적인 운영 및 유지관리 방안을 모색할 수 있는 SD 컴퓨터 모의 모형(Computer Simulation Model)을 개발하였다. 개발된 모형에 부산광역시 하수도 시스템의 과거 운영 자료를 적용함으로써 모형을 검증하였고, 미래의 운영 상황을 예측하였다. 그 결과, 하수도보급률은 이미 목표치에 거의 도달하여 큰 변동이 없을 것으로 예측되었으며, 하수처리효율과 하수처리량, 요금현실화율은 점차 증가할 것으로 예측되었다. 또한 정책 지렛대의 발견을 위해 시스템에 큰 영향을 미치는 주요 운영지표를 선정하여 외부변수의 변화에 대한 민감도 분석을 수행하였는데, 그 결과 관로 유지관리와 연관된 외부변수는 하수처리효율의 변화뿐만 아니라 시설이용률, 하수처리량 등의 변화에도 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었다.

• 자원환경지질
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• 제49권6호
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• pp.459-467
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• 2016

300 m 이상의 장심도 지중열교환기는 도심지나 넓은 부지를 확보가기 어려운 지역에 지열냉난방 시스템을 경제적으로 설치하는데 유리하다. 그러나 실제 시공에서는 여러 가지 문제들로 인하여 보편적으로 시도되지 않았고, 일반적으로 100 ~ 200m 심도로 설치되어 왔다. 본 연구에서는 일반적인 시추공 직경 150 mm에 U 파이프는 50A 규격으로 외경 50 mm의 300 m 심도로 지중열교환기를 설치하였다. 고밀도 PE관은 단위 길이당 비중이 $0.94{\sim}0.96g/cm^3$으로 지열공 내부에 채워진 지하수 영향으로 부력이 존재하여, 이를 개선하기 위해 4.6 kg 무게의 금속으로 제작된 하중밴드 10개조를 설치하여 부력의 영향을 감소시켰다. 지중열교환기의 길이 산정 및 성능평가를 위한 기초조사로서 지반조사 및 열응답실험이 실시되었다. 지반내 온도구배는 100 m 심도까지는 주변 지하수 이용에 의한 영향 등으로 $15^{\circ}C$ 정도의 분포를 보이며 그 하부는 $1.9^{\circ}C/100m$의 지온증온율을 나타내고 있다. 열응답실험은 기존에 설정된 표준 방식으로 48 시간 진행되었으며 평균 주입전력은 17.5 kW이며 평균 순환수 유량은 28.5 l/min, 그리고 평균 입출구 온도차는 $8.9^{\circ}C$로 나타났다. 측정된 지중열전도도는 3.0 W/mk이며, 공내열저항은 0.104 mk/W로 나타났다. Stepwise 평가에서 지중열전도도 변화는 초기 13시간을 제외한 이후에는 표준편차가 0.16으로 매우 안정된 값으로 수렴한 것으로 나타났다. 그리고 공내열저항의 민감도를 분석한 결과 파이프의 구경과 그라우팅 물질의 열전도도가 증가함에 따라 그 값이 미미하게 감소하는 경향을 나타내었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.1049-1061
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• 2013

본 연구에서는 현장타설 에너지파일의 열교환 파이프 배치 형태별 열교환율을 전산유체해석 프로그램(FLUENT)을 이용하여 평가하고, 이를 이용하여 에너지파일의 설계법을 제시하였다. 등가열교환율을 산정하기 위해 동일한 현장타설말뚝 제원에 대해 열교환파이프 배치 형태를 W-형(직렬), 복합 U-형(병렬 4쌍), 나선형의 3가지로 고려하였다. 건물측 부하조건은 여름철 냉방운용를 모사하기 위해 순환수의 에너지파일 유입온도, 즉 히트펌프 유출온도(Leaving water temperature, LWT)를 $35^{\circ}C$로 일정하게 유지하여 에너지파일 유출온도, 즉 히트펌프 유입온도(Entering water temperature, EWT) 변화를 관찰하였다. 지반에 최대 가상부하를 적용한 경우(100시간 연속 냉방부하 조건)에는 3가지 열교환기 형태가 유사한 열교환율을 보인 반면, 실제 히트펌프 가동에 의한 건물 냉방운용을 모사하기 위해 간헐적으로 일일 8시간 운용-16시간 정지를 7일간 반복 해석한 경우에는 W-형(직렬연결)과 복합 U-형(병렬 4쌍) 열교환기는 유사한 열교환율을 보이나, 나선형 열교환기는 파이프 루프 상호 간 열간섭으로 인해 복합 U-형 열교환기에 비해 약 86%의 열교환율을 갖는 것으로 평가되었다. 전산유체해석에 의해 계산된 열교환파이프 배치 형태별 에너지파일의 등가열교환율을 에너지파일 설계프로그램(PILESIM2)에 적용하여 다양한 형상의 현장타설 에너지파일에 대한 설계법과 대표적인 설계변수에 대한 설계도표를 제시하였다.

• 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.

• Corrosion Science and Technology
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• 제14권3호
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• pp.120-126
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• 2015

The usage of bending products recently have increased since many industries such as automobile, aerospace, shipbuilding, and chemical plants need the application of pipings. Bending process is one of the inevitable steps to fabricate the facilities. Induction heat bending is composed of compressive bending process by local heating and cooling. This work focused on the effect of induction heat bending process on the properties of ASME SA312 Gr. TP304 stainless steel pipes. Tests were performed for base metal and bended area including extrados, intrados, crown up, and down parts. Microstructure was analyzed using an optical microscope and SEM. In order to determine intergranular corrosion resistance, Double Loop Electrochemical Potentiokinetic Reactivation (DL-EPR) test and ASTM A262 practice A and C tests were done. Every specimen revealed non-metallic inclusion free under the criteria of 1.5i of the standard and the induction heat bending process did not affect the non-metallic inclusion in the alloys. Also, all the bended specimens had finer grain size than ASTM grain size number 5 corresponding to the grain sizes of the base metal and thus the grain size of the pipe bended by induction heat bending process is acceptable. Hardness of transition start, bend, and transition end areas of ASME SA312 TP304 stainless steel was a little higher than that of base metal. Intergranular corrosion behavior was determined by ASTM A262 practice A and C and DL-EPR test, and respectively step structure, corrosion rate under 0.3 mm/y, and Degree of Sensitization (DOS) of 0.001~0.075% were obtained. That is, the induction heat bending process didn't affect the intergranular corrosion behavior of ASME SA312 TP304 stainless steel.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제10권2호
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• pp.41-45
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• 2007

The shutoff unit was designed to provide rapid insertion of neutron absorbing material into the reactor core to shutdown the reactor quickly and also to withdraw the absorber slowly to avoid a log-rate trip. Four shutoff units were installed on the HANARO reactor but the half-core test facility was equipped with one shutoff unit. The reactor trip or shutdown is accomplished by four shutoff units by insertion of the shutoff rods. The shutoff rod(SOR) is actuated by a directly linked hydraulic cylinder on the reactor chimney, which is pressurized by a hydraulic pump. The rod is released to drop by gravity, when triplicate solenoid valves are de-energized to vent the cylinder. The hydraulic pump, pipe and air supply system are provided to be similar with the HANARO reactor. The shutoff rod drops for 647mm stroke within 1.13 seconds to shut down the reactor and it is slowly inserted to the full down position, 700mm, with a damping. We have conducted the drop test of the shutoff rod in order to show the performance and the structural integrity of operating system of the shutoff unit. The present paper deals with the 647mm drop time and the withdrawal time according to variation of the pool water temperature, the water level and the core flow.

• 에너지공학
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• 제19권4호
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• pp.234-239
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• 2010

원형 파이프를 유동하는 6.5% EG 수용액으로부터 만들어진 아이스슬러리의 열전달 특성을 분석하기 위한 실험을 수행하였다. 실험 장치의 시험부는 13.84 mm 내경과 1,500 mm의 길이를 가진 동관으로 제작되었다. 아이스슬러리는 시험부 주변에 이중관 형태로 만들어진 원형관 내부를 유동하는 온수에 의해 가열되었다. 본 연구의 실험에 적용된 IPF와 질량 유속은 각각 0 ~ 25% 그리고 1000 ~ 3,000 kg/$m^2s$의 범위이었고, 온수의 온도와 유량은 일정하게 유지하였다. 측정된 열전달량은 질량 유량과 IPF가 증가함에 따라 증가하였으나, IPF의 영향은 높은 질량 유량에서는 작은 것으로 나타났다. 낮은 질량유량에서는 열전달 계수의 급격한 상승이 15 ~ 20%의 IPF에서 나타났다. 마지막으로 측정된 열전달계수는 기존의 열전달상관식들에 의해 계산된 열전달계수와 비교하여 제시하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권12호
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• pp.1093-1099
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• 2010

초고온원자로(VHTR) 설계에 있어 중간열수송루프(IHTL) 및 중간열교환기(IHX) 설계는 고온의 운전조건($950^{\circ}C$ 이상)으로 인하여 공학적으로 어려운 과제 중 하나로 알려져있다. 본 연구에서는 LiF, NaF 및 KF(46.5:11.5:42.0 mole %)의 공융혼합물인 Flinak molten salt 를 IHTL 의 열수송매체로 고려하였다. Flinak molten salt 의 세관에서의 열수력 특성을 평가하기 위하여 직경이 1.4 mm 인 원형관을 이용하여 고온의 가스와 Flinak 을 열교환할 수 있는 이중관식 열교환기를 구성하여 실험하였다. 실험 결과 층류유동에서 측정된 Flinak 의 마찰계수는 이론식인 64/Re 에 근접하였고 Nusselt 수는 일반적으로 3.66 에서 4.36 범위에 들었다.

• 한국가스학회지
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• 제12권3호
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• pp.43-49
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• 2008

본 연구에서는 내경 4.3 mm와 6.4 mm의 수평동관내 R-22와 R-407C의 증발 열전달과 압력강하를 실험적으로 조사하였다. 냉매 순환루프의 주요구성품은 수액기, 압축기, 질량유량계, 응축기, 이중관식 증발기 (시험부)로 구성된다. 시험부는 내경 4.3 mm와 6.4mm의 평활 동관으로 이루어져 있다. 냉매질량유속은 $100\;kg/m^2s$에서 $300\;kg/m^2s$까지 변화시켰고, 증발기 냉매포화온도는 $5^{\circ}C$이다. R-22와 R-407C의 증발 열전달계수는 질량유속과 증기건도의 증가와 함께 따라 상승한다. 내경 4.3 mm와 6.4mm관내 R-22의 증발 열전달계수가 R-407C에 비해 각각 $7.3{\sim}47.1%$와 $5.68{\sim}46.6%$ 정도 높다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권6호
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• pp.1514-1524
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• 2019

Hydrogen-steam gas mixture may be injected into containment with flow regime varying both spatially and transiently due to wall effect and pressure difference between primary loop and containment in severe accidents induced by loss of coolant accident. Preliminary CFD analysis is conducted to gain information about the helium flow regime transition process from jet to buoyancy plume for forthcoming experimental study. Physical models of impinging jet and wall condensation are validated using separated effect experimental data, firstly. Then helium transportation is analyzed with the effect of jet momentum, buoyancy and wall cooling discussed. Result shows that helium distribution is totally dominated by impinging jet in the beginning, high concentration appears near gas source and wall where jet momentum is strong. With the jet weakening, stable light gas layer without recirculating eddy is established by buoyancy. Transient reversed helium distribution appears due to natural convection resulted from wall cooling, which delays the stratification. It is necessary to concern about hydrogen accumulation in lower space under the containment external cooling strategy. From the perspective of experiment design, measurement point should be set at the height of connecting pipe and near the wall for stratification stability criterion and impinging jet modelling validation.