• 대한조선학회 특별논문집
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• 대한조선학회 2007년도 특별논문집
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• pp.107-117
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• 2007

A surface piercing propeller (SPP) in tunnel has been proposed recently as a new propulsion system for a high speed air cavity ship. The purpose of the present study is to investigate the characteristics of the SPP in tunnel through a series of model tests. A model propulsion system is placed on a dummy body made of Acrylics. The tunnel is divided into two regions by a guide vane extending from the inlet to the center of the propeller shaft. Air has been supplied from an air nozzle placed at the bottom of the dummy body and the changes in propeller performances caused by the air flow are investigated. The measurements are done for open water and in-tunnel conditions, both for fully and partially submerged propeller. The influence of the guide vane configurations on the propeller performance is also studied. The experiments are performed at the variable pressure circulation water channel of Inha University.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권3호
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• pp.207-214
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• 2015

해양온도차발전용 터빈의 효율과 크기를 파악하기 위해 R134a를 작동유체로 하고 출력 5 kW인 반경류형 터빈의 설계가 수행되었다. 터빈입구온도 $25^{\circ}C$, 출구 정압 4.9 bar, 질량유량 1.16 kg/s 로 설정하고 평균유동해석을 수행하여 터빈의 회전수와 주요 치수를 결정하였다. 이들을 바탕으로, 3 차원 터빈 모델을 구축하였으며, 도출된 터빈회전수 12,820 rpm에 대하여 전산유체역학(CFD) 소프트웨어 ANSYS CFX를 이용하여 볼류트와 노즐을 포함하는 터빈 내부 유동장 특성과 효율이 조사되었다. 80%이상의 터빈 효율이 적정 범위 내의 노즐 안내깃 수(10-15 개)에서 제시되었으며, 가장 높은 터빈 효율은 15 개의 안내 깃에서 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.9-14
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• 2020

필터가 장착 된 먼지 감소 팬을 포함하여 새로운 유형의 Composite Cyclone Scrubber를 개발하고, 목표 설치 및 유지 보수 비용에 대해서는 기존 도로 오염 저감 시스템 대비 64 %의 투자비 절감 (61 억 원 vs. 170 억 원), 기존 도로 오염 저감 조치 (72.6 억 원) 대비 사회적 비용편익이 43 % 증가, 50.8 억 원)가 예측되고 있다. 장치의 구성은 송풍기 형 나선형 가이드 베인이며, 분사 압력은 미세먼지를 포집한다. 분사 각도 및 접촉 범위가 다양한 노즐, 스프레이 액체 등과 순환 수를 이용한 스프레이이며, 분사 된 물이 Guide Vane과 45도 각도로 충돌로 인해 오염된 가스를 만나기 때문에 41.4 % 더 많은 미세 먼지를 포집한다. 이는 기존의 집진기보다 141 % 증가한 것이다. 포집 액체, 순환 빗물 및 우물 공급원과 관련하여 우리는 특허에서 막대한 양의 에너지와 경제적으로 절약되는 친환경 시스템을 기대한다. 가이드 베인 및 금속 필터는 90 % 이상의 미세 먼지를 줄였으며, 분무 된 물은 베인과 필터를 청소하여 유지 관리 예산을 최소화했다. 개발 된 설계의 예비 평가를 통해 특징적인 물분사로 인하여 유지 보수 예산을 줄일 수 있다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.69-76
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• 2002

The aim of this study is to provide fundamental informations that make it possible to use a cool stream and a hot stream simultaneously. We changed the pressure of compressed air that flows into a tube, the inner diameter of orifice that a cold stream exits, and the mass flow rate ratio. And in each case, we measured the temperature of a cold stream and a hot stream in each exit of a tube. Also we measured the axial and the radial temperature distribution in internal spare of a tube. From the study, fellowing conclusive remarks 7an be made. First, As the number of nozzles increase, separation point move into the hot exit. Second, When we use guide vane type nozzle, the axial temperature distribution constant over the 0.75 of air mass flow rate radio. Third, When we use Spiral type nozzle, axial and radial temperature distribution in the inner space is higher than another nozzle. Fourth, Axial and radial temperature distribution in the inner space vortex-tube is determined by separation point. And separation point is moved by changing of air mass flow rate ratio. At last, A heating apparatus is possible far vortex-tube to use.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제18권2호
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• pp.279-289
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• 2017

In this study, a series of conjugate heat transfer (CHT) analyses are conducted for a stage of a fully cooled high-pressure turbine (HPT) at elevated levels of free stream turbulence (Tu = 5% and 25.7%). The goal of the analyses is to investigate the influence of high turbulence intensity on the fluid-thermal characteristics of a nozzle guide vane (NGV). The turbine inlet temperature is defined by considering a typical radial temperature distribution factor (RTDF). The Unsteady Reynolds Average Navier-Stokes (URANS) CHT simulations are carried out using CFX 15.0, a commercial CFD package. The presented CFD modeling approach for high turbulence intensity is verified with the experimental data from two types of NASA C3X NGVs with films. The computation grid is generated for both the fluid and solid domains. The fluid domain grid is created using a tetrahedral grid system with prism layers because of its complex geometry, and the solid domain grid is composed of only tetrahedral elements. The analytical results are compared to understand the effect of turbulence on flow characteristics and metal temperature distributions. The results obtained in this study provide useful insights on the effects of high free stream turbulence and unsteadiness. The results also lead to the proposal of meaningful turbine design guidelines.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권5호
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• pp.549-557
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• 2017

본 연구에서는 강화되는 황산화물 및 입자상물질의 배출규제를 만족시키기 위한 후처리장치인 스크러버(scrubber)에 대한 수치해석적 연구를 수행하였다. 먼저 수치 해석을 통하여 기존 스크러버의 문제점을 파악하고, 이러한 문제점들을 개선할 수 있는 새로운 형태의 와류형 스크러버를 설계하여 분석하였다. 그 결과 와류형 스크러버에서 배기가스는 하부에서 와류를 형성하고 그 중 일부는 바닥면을 통과하여 가이드 베인을 따라 배출되는데, 이 때 수직 방향의 압력구배는 크지 않으나 배플의 내 외부에는 압력차가 발생하는 것으로 나타났다. 배기가스 유선의 형태를 확인한 결과, 물이 분사되지 않는 경우에는 물이 분사되는 경우에 비해 가이드 베인을 따라 출구까지 일정하게 유동하였으며, 유동의 형태에 가이드 베인과 노즐의 배열 및 수압 등이 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 와류형 스크러버의 경우 입 출구의 차압이 기존의 스크러버 대비 절반 이하로서 기관의 배압에 미치는 영향이 훨씬 적은 것으로 나타났다.

• International Journal of Advanced Culture Technology
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• 제10권3호
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• pp.295-306
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• 2022

The NOx removal performance of the SCR process depends on various factors such as catalytic factors (catalyst composition, shape, space velocity, etc.), temperature and flow rate distribution of the exhaust gas. Among them, the uniformity of the flow flowing into the catalyst bed plays the most important role. In this study, the flow characteristics in the SCR reactor in the design stage were simulated using a three-dimensional numerical analysis technique to confirm the uniformity of the airflow. Due to the limitation of the installation space, the shape of the inlet duct was compared with the two types of inlet duct shape because there were many curved sections of the inlet duct and the duct size margin was not large. The effect of inlet duct shape, guide vane or mixer installation, and venturi shape change on SCR reactor internal flow, airflow uniformity, and space utilization rate of ammonia concentration were studied. It was found that the uniformity of the airflow reaching the catalyst layer was greatly improved when an inlet duct with a shape that could suppress drift was applied and guide vanes were installed in the curved part of the inlet duct to properly distribute the process gas. In addition, the space utilization rate was greatly improved when the duct at the rear of the nozzle was applied as a venturi type rather than a mixer for uniform distribution of ammonia gas.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.3247-3252
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• 2007

Endwall losses contribute significantly to the overall losses in modern turbomachinery, especially when aerodynamic airfoil load and pressure ratio are increased. Hence, reducing the extend and intensity of the secondary flow structures helps to enhance overall efficiency. From the large range of viable approaches, a promising combination positioning and height of endwall contouring was chosen. The objective of this study is to document the three-dimensional flow in a turbine cascade in terms of streamwise vorticity, total pressure loss distribution and static pressure distribution on the endwall and blade surface and to propose an appropriate positioning and height of the endwall contouring which show best secondary, overall loss reduction among the simulated endwall. The flow through the gas turbine were numerically analyzed using three dimensional Navier-Stroke equations with a commercial CFD code ANSYS CFX-10. The result shows that the overall loss is reduced near the flat endwall rather than contoured endwall, and the case of contoured endwall installed at 30% from leading edge with height of 25% for span showed best performance.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.30-39
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• 2014

The cross flow turbine is economical because of its simple structure. For remote rural region, there are needs for a more simple structure and very low head cross flow turbines. However, in this kind of locations, the water from upstream always flows into the turbine with some other materials such as sand and pebble. These materials will be damage to the runner blade and shorten the turbine lifespan. Therefore, there is a need to develop a new type of cross flow turbine for the remote rural region where there is availability of abundant resources. The new design of the cross flow turbine has an inlet open duct, without guide vane and nozzle to simplify the structure. However, the turbine with inlet open duct and very low head shows relatively low efficiency. Therefore, the purpose of this study is to optimize the shape of the turbine inlet to improve the efficiency, and investigate the internal flow of a very low head cross flow turbine. There are two steps to optimize the turbine inlet shape. Firstly, by changing the turbine open angle along with changing the turbine inlet open duct bottom line (IODBL) location to investigate the internal flow. Secondly, keeping the turbine IODBL location at the maximum efficiency achieved at the first step, and changing the turbine IODBL angle to improve the performance. The result shows that there is a 7.4% of efficiency improvement by optimizing turbine IODBL location (open angle), and there is 0.3% of efficiency improvement by optimizing the turbine IODBL angle.

• 청정기술
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• 제29권4호
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• pp.305-312
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• 2023

환경 요구 조건의 강화로 오래된 탈질 설비에 대한 성능 개선이 필요하다. 본 연구에서는 전산 해석 기법을 이용하여 성능 향상의 가능성을 제시하고자 하였다. 입구 안내 깃과 곡확산부 등 설비 내 유로의 기하학적인 형상의 수정과 암모니아 분사량의 제어 등 설계와 운전 조건을 둘 다 변경하여 해석을 수행하였다. 촉매 층에 유입되는 혼합가스의 유동 균일성과 NH₃/NO 조성비, 설비의 압력 강하 등 3가지 성능변수 관점에서 기존에 운영되는 조건과 본 연구에서 제시된 조건을 비교하였다. 전산 해석에서 적용된 유동장의 범위는 연소로 절탄기의 출구에서 공기 예열기의 입구까지로 탈질 설비의 전 영역이다. 전산 해석 도구로 열유체 전용 소프트웨어인 ANSYS-Fluent를 사용하여 유동 특성을 해석하여 성능을 도출하였고 최적화 알고리즘인 Design Xplorer를 사용하여 암모니아의 분사량을 노즐별로 조절하였다. 변경된 설비 조건은 기존의 조건과 비교하여 유동 균일성과 NH₃/NO 조성비는 각각 45.1%와 8.7% 향상되었으나 전체 압력 강하는 1.24% 증가하였다.