• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권5호
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• pp.1540-1555
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• 2021

The plate-type fuel assembly adopted in nuclear research reactor suffers from complicated effect induced by non-uniform irradiation, which might affect its stress conditions, mechanical behavior and thermal-hydraulic performance. A reliable numerical method is of great importance to reveal the complex evolution of mechanical deformation, flow redistribution and temperature field for the plate-type fuel assembly under non-uniform irradiation. This paper is the first part of a two-part study developing the numerical methodology for the thermal-fluid-structure coupling behaviors of plate-type fuel assembly under irradiation. In this paper, the thermal-fluid-structure coupling methodology has been developed for plate-type fuel assembly under non-uniform irradiation condition by exchanging thermal-hydraulic and mechanical deformation parameters between Finite Element Model (FEM) software and Computational Fluid Dynamic (CFD) software with Mesh-based parallel Code Coupling Interface (MpCCI), which has been validated with experimental results. Based on the established methodology, the effects of non-uniform irradiation and fluid were discussed, which demonstrated that the maximum mechanical deformation with irradiation was dozens of times larger than that without irradiation and the hydraulic load on fuel plates due to differential pressure played a dominant role in the mechanical deformation.

• Wind and Structures
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• 제10권3호
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• pp.287-300
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• 2007

Wind action is a factor of fundamental importance in the structural design of light or slender constructions. Codes for structural design usually assume that the incident mean wind velocity is parallel to the ground, which constitutes a valid simplification for frequent winds caused by meteorological phenomena such as Extratropical Storms (EPS) or Tropical Storms. Wind effects due to other phenomena, such as thunderstorms, and its combination with EPS winds in so-called squall lines, are simply neglected. In this paper a model that describes the three-dimensional wind velocity field originated from a downburst in a thunderstorm (TS) is proposed. The model is based on a semi empirical representation of an axially-symmetrical flow line pattern that describes a stationary field, modulated by a function that accounts for the evolution of the wind velocity with time. The model allows the generation of a spatially and temporally variable velocity field, which also includes a fluctuating component of the velocity. All parameters employed in the model are related to meteorological variables, which are susceptible of statistical assessment. A background wind is also considered, in order to account for the translational velocity of the thunderstorm, normally due to local wind conditions. When the translation of the TS is caused by an EPS, a squall line is produced, causing the highest wind velocities associated with TS events. The resulting vertical velocity profiles were also studied and compared with existing models, such as the profiles proposed by Vicroy, et al. (1992) and Wood and Kwok (1998). The present model predicts horizontal velocity profiles that depend on the distance to the storm center, effect not considered by previous models, although the various proposals are globally compatible. The model can be applied in any region of interest, once the relevant meteorological variables are known, to simulate the excitation due to TS winds in the design of transmission lines, long-span crossings, cable-stayed bridges, towers or similar structures.

• 공업화학
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• 제26권4호
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• pp.495-504
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• 2015

본 연구에서는 충진층 플라즈마 반응기의 특성 및 에틸렌을 분해하는데 있어서 플라즈마 반응기의 직렬 및 병렬 배열에 따른 영향에 대해 조사하였다. 플라즈마 방전 개시 전의 반응기 유효 커패시턴스는 ${\gamma}$-알루미나 펠릿이 충진된 경우가 충진되지 않은 경우보다 컸으나, 일단 플라즈마 방전이 개시되고 나면 ${\gamma}$-알루미나 충진 여부와 관계없이 유효 커패시턴스가 유사하였다. 플라즈마 상태에서 생성되는 전자의 에너지는 전기장세기에 크게 의존하며, 0~20%(v/v) 범위의 산소농도(질소 : 80~100% (v/v))에서는 기체조성에 크게 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 플라즈마 상태에서 생성되는 여러 활성 성분들 중 바닥상태의 산소원자 및 오존이 산화 반응에 주로 관여하며, 전기장세기가 높아질수록 산소원자가 상대적으로 감소하는 대신 질소원자의 분율이 급격히 증가한다. 플라즈마 공정에서 전압, 방전 전력, 기체 유량, 체류시간 등 반응기의 성능에 영향을 주는 여러 가지 파라미터들이 있지만, 모든 파라미터들이 비에너지밀도 하나로 통합될 수 있음을 확인하였으며, 직렬 및 병렬로 연결된 반응기의 성능도 비에너지밀도만의 함수로 간주할 수 있으므로 반응기 설계 과정이 크게 단순화될 수 있다. 비에너지밀도의 함수로 나타낸 반응속도상수를 이용하여 계산한 결과도 실험데이터를 잘 예측할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권5호
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• pp.539-546
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• 2010

본 연구에서는 격자볼츠만 방법(LBM)을 이용하여 미소채널 내의 유동이 완전 발달 층류유동일 때, 미소채널 내에서의 표면 거칠기 영향에 대하여 수치계산을 수행하였다. 미소채널 내에서 표면 거칠기의 영향을 분석하기 위하여 표면 거칠기의 높이($\varepsilon$), 폭(w), 간격(s)을 조절하여 미소채널에서의 마찰계수(f), 포와이즈수(Po)와 거시적 이론값과 비교하였다. 미소채널에서의 표면 거칠기의 높이가 증가함에 따라 거시적 이론값(Po=24)에 비해서 수치해석으로부터 예측된 값($25{\leq}Po{\leq}29$)이 높게 나타났으며, 표면 거칠기의 폭과 간격은 표면 거칠기의 높이에 비해 미소채널 내부 유동의 변화에 큰 영향을 주지 않는 것을 알 수 있었다. 이 결과로부터 미소채널 내부 유동에서는 표면 거칠기의 영향으로 거시적 층류유동과는 다른 유동현상이 나타난다는 것을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권4B호
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• pp.343-352
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• 2011

본 연구에서는 상류단 경계조건으로 입력되는 본류 유량에 생성과 소멸로 작용하는 지천유입량과 취수량을 포함하여 취수장에서의 취수가 하천흐름 및 수질에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 팔당댐 직하류부터 잠실수중보 구간에 RMA-2 모형과 RMA-4 모형을 적용하였다. 수치모의 결과, 잠실수중보 상류에 위치해 있는 5개 취수장에서의 취수는 해당 하천 구간의 유량을 변화시키게 되며, 이는 하천의 수위, 유속 등 수리학적 인자를 변화시키는 것으로 밝혀졌다. 이러한 취수량 반영에 따른 수위 및 유속 변화는 해당 하천 구간의 수질의 변화를 초래하는 것으로 나타났다. 취수장에서 빠져나가는 유량을 포함하여 모의한 경우, 구의, 자양, 풍납취수장 부근에서 취수에 의한 유량 손실로 인하여 유속구조가 심하게 교란되었으며, 취수를 고려하지 않은 경우에 비해 유속은 평균 25% 낮게, 수위는 1.5 cm 높게 나타났다. 취수를 고려하지 않은 경우 전 구간에 걸쳐 농도분포가 평행하게 나타났으나, 취수의 영향을 고려한 경우 구의, 암사 및 자양 취수장 부근에서의 농도분포가 크게 변화함을 확인할 수 있었다. 또한 취수를 고려한 경우 취수에 의한 유랑소멸로 하류구간에서 취수를 고려하지 않은 경우에 비해 BOD 농도가 높게 나타났다. 따라서 자연하천의 동수역학적 흐름 및 오염물질 혼합거동을 보다 정확히 해석하기 위해서는 지천 합류량 뿐만 아니라 취수장으로부터 유출되어 빠져나가는 취수량을 동시에 고려해야 하는 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제29권4호
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• pp.405-415
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• 2019

수압암반절개에서 유도된 균열은 자유면에서 지반의 최소주응력에 수직인 방향인 자유면과 평행한 방향으로 형성되거나, 기존에 발달한 미세균열의 영향을 많이 받는다. 본 연구에서는 흑운모화강암 사면에서 시추공 축과 평행한 방향으로 유도슬롯을 생성하여 이중패커의 압력 및 인터벌 구간에 수압을 주입하는 수압암반절개 실험을 수행하고 그 결과를 분석하였다. 실험 결과, 이중패커 압력 및 인터벌 구간 내의 주입으로 형성된 균열은 유도슬롯 방향을 따라 미세하게 나타났으며, 일부 균열은 시추공을 가로질러 연장되었다. 따라서 수압암반절개는 절개할 방향으로 유도슬롯을 생성하여 보다 많은 유량을 주입하면 효율적인 유도균열 조절이 가능할 것으로 판단된다.

• 설비공학논문집
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• 제16권11호
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• pp.1051-1059
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• 2004

Two phase thermosyphone loop for electronics cooling are designed and manufactured to test its performance under the partial load and low environment temperature conditions. The thermosyphone device has six evaporators connected parallel for the purpose of cooling six power amplifier units (PAU) independently. The heater modules for simulating PAUs are adhered with thermal pad to the evaporator plates to reduce the contact resistance. There are unbalanced distributions of liquid refrigerant in the differently heated evaporators due to the vapor pressure difference. To reduce the vapor pressure differences caused by partial heating, two evaporators are connected each other using the copper tube. The pressure regulation tube successfully reduces these unbalances and it is good candidates for a field distributed systems. Under the low environment temperature operating condition, such as $-30^{\circ}C$, there may be unexpected subcooling in condenser. It leads the very low saturation pressure, and under this condition there exists explosive boiling in evaporator. The abrupt pressure rise due to the explosive boiling inhibits the supplement of liquid refrigerant to the evaporator for continuous cooling. Finally the cooling cycle will be broken. For the normal circulation of refrigerant there may be an optimum cooling air flow rate in condenser to adjust the given heat load.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.7-13
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• 2011

본 연구에서는 최근 증가하고 있는 대심도역사의 제연 팬 용량에 따른 연기확산영향에 대하여 분석하였다. 시뮬레이션모델은 신금호 역사(5호선, 깊이 46m)를 대상으로 하였으며, 설계된 제연 용량과 실측 제연 용량의 차이에 따른 연기확산 영향을 분석 하였다. 현장조사 및 실측을 통하여 계측된 실제 역사의 제연 팬에 관한 데이터를 화재시뮬레이션 조건으로 적용하였다. 역사전체를 해석 대상으로 하여 총 400만개의 격자를 사용하였으며, 설계된 제연성능과 실측된 제연성능에 따른 연기확산 영향 비교를 위하여 화재 시나리오를 작성하여 Case별로 화재해석을 수행하였다. 계산 효율을 높이기 위하여 MPI병렬 처리기법을 사용하였으며 해석코드는 large eddy simulation 기법을 주로 사용하는 FDS code를 사용하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.2885-2890
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• 2011

본 연구에서는 최근 증가하고 있는 대심도역사의 화재위치에 따른 연기확산영향에 대하여 분석하였다. 시뮬레이션모델은 신금호 역사(5호선, 깊이 46m)를 대상으로 하였으며, 화재위치에 따른 연기확산 영향을 분석 하였다. 현장조사 및 실측을 통하여 계측된 실제 역사의 제연팬에 관한 데이터를 화재시뮬레이션 조건으로 적용하였다. 역사전체를 해석 대상으로 하여 총 400만개의 격자를 사용하였으며, 화재위치에 따른 연기확산 영향 비교를 위하여 화재 시나리오를 작성하여 Case별로 화재해석을 수행하였다. 계산 효율을 높이기 위하여 MPI병렬처리기법을 사용하였으며 해석코드는 LES(large eddy simulation) 기법을 주로 사용하는 FDS5 code를 사용하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제30권2호
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• pp.136-143
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• 2006

A particle image velocimetry (PlV) technique has been applied to measure the quantitative flow field characteristics behind a road vehicle with/without an air spoiler attached on its trunk and to estimate its effect on the wake. A vehicle model scaled in the ratio of 1/43 is set up in the mid-section of a closed-loop water tunnel. The Reynolds number based on the vehicle length is $10^5$. To investigate the three-dimensional structure of the recirculation zone and vortices, measurements are carried out on the planes both parallel and perpendicular to the free stream, respectively. The results show significant differences in the recirculation region and the vorticity distributions according to the existence of the air spoiler. The focus and the saddle point, appearing just behind the air spoiler, are disposed differently along the spanwise direction. Regarding the streamwise vortices, the air spoiler produces large wing tip vortices. They have opposite rotational directions to C-pillar vortices which are commonly observed in case that the air spoiler is absent. The wing tip vortices generate the down-force and as a result, they can make the vehicle more stable in driving.