• 동력기계공학회지
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• 제13권5호
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• pp.25-33
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• 2009

In the present study, the numerical investigation has been carried out to see the effects of water mist sprays on the fire suppression mechanism. The special-purposed program named as FDS was used to simulate the interaction of fire plume and water mists. This program solves the fire-driven flows using LES turbulence model, the mixture fraction combustion model, the finite volume method of radiation transport for a non-scattering gray gas, and conjugate heat transfer between wall and gas flow. The computational domain was composed of a rectangular space dimensioned as $L{\times}W{\times}H=4.0{\times}4.0{\times}2.5\;m^3$ with a mist-injecting nozzle installed 1.0 m high from the fire pool. In this paper, two types of nozzles were chosen to compare the performance of the fire suppression. Numerical results showed that the nozzle, type A, with more orifices having smaller diameters had poorer performance than the other one, type B because the flow injected through side holes deteriorated the primary flow. The fire-extinguishing time of type A was 2.6 times bigger than that of type B.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2011년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.67-72
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• 2011

본 연구는 건축물 화재성상 시뮬레이션 개발을 위한 기초 연구 자료로서 건축물 화재시 높은 비중의 가연물과 좁은 이격거리로 인하여 화재 발생시 급격히 연소확대될 위험성이 높고, 개구분출화염이 건물 화재확산의 중요한 요인이나 이 분야에 대한 연구는 부족한 실정이며, 또한 화재성상 예측시 기존 시뮬레이션에서 화재확산의 중요한 인자인 바람의 요소가 고려되지 않았다. 이에 대하여 개구분출 실물화재실험을 통하여 유풍시 개구분출화염에 기인한 수식을 도출하였으며, 이를 기반으로 향후 기존의 바람 인자를 고려하지 않은 화재성상 예측 시뮬레이션에 적용 가능성을 모색하여 국내 실정에 맞는 화재 성상 시뮬레이션 개발 구축에 대한 기초자료로 제시한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 영호남 합동 학술대회 및 춘계학술대회 논문집 센서 박막 기술교육
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• pp.15-19
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• 2006

A pulsed laser ablation deposition (PLAD) technique is an excellent method for the fabrication of amorphous carbon (a-C) films, because it can generate highly energetic carbon clusters on a substrate. This paper was focused on the understanding and analysis of the motion of C particles in laser ablation assisted by Ar plasmas. The simulation has carried out under the pressure P=50 mTorr of Ar plasmas. Two-dimensional hybrid model consisting of fluid and Monte-Carlo models was developed and three kinds of the ablated particles which are carbon atom (C), ion ($C^+$) and electron were considered in the calculation of particle method. The motions of energetic $C^+$ and C deposited upon the substrate were investigated and compared. The interactions between the ablated particles and Ar gas plasmas were discussed.

• 한국안전학회지
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• 제10권3호
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• pp.68-80
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• 1995

A series of parametric calculations have been performed in order to investigate the short-term and short-range plume and puff behavior of toxic gaseous and solid pollutant dispersion in an open atmosphere. The simulation is made by the use of the computer program developed by this laboratory, in which a control-volume based finite-difference method is used together with the SIMPLEC algorithm for the resolution of the pressure-velocity coupling appeared In Wavier-Stokes equation. The Reynolds stresses are solved by the standard two-equation k-$\varepsilon$ model modified for buoyancy together with the RNG(Renormalization Group) k-$\varepsilon$ model. The major parameters considered in this calculation are pollutant gas density and temperature, the relative velocity of pollutants to that of the surrounding atmospheric air, and particulate size and density together with the height released. The flow field is typically characterized by the formation of a strong recirculation region for the case of the low density gases such as $CH_4$ and air due to the strong buoyancy, while the flow is simply declining pattern toward the downstream ground for the case of heavy molecule like the $CH_2C1_2$and $CCl_4$, even for the high temperature, $200^{\circ}C$. The effect of gas temperature and velocity on the flow field together with the particle trajectory are presented and discussed in detail. In general, the results are physically acceptable and consistent.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권6호
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• pp.2011-2017
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• 2023

Gas submerged jet is an outstanding thermohydraulic phenomenon in pool scrubbing of fission products during a severe nuclear accident. Experiments were performed on the hydraulic characteristics in the ranges of air mass flux 0.1-1400 kg/m²s and nozzle diameter 10-80 mm. The results showed that the dependence of inlet pressure on the mass flux follows a power law in subsonic jets and a linear law in sonic jets. The effect of nozzle submerged depth was negligible. The isolated bubbling regime, continuous bubbling regime, transition regime, and jetting regime were observed in turn, as the mass flux increased. In the bubbling regime and jetting regime, the air volume fraction distribution was approximately symmetric in space. Themelis model could capture the jet trajectory well. In the transition regime, the air volume fraction distribution loses symmetry due to the bifurcated secondary plume. The Li correlation and Themelis model showed sufficient accuracy for the prediction of jet penetration length.

• 지질공학
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• 제20권4호
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• pp.359-370
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• 2010

$CO_2$ 지중저장에서는 대량의 $CO_2$를 장기간 안전하게 저장하여야하기 때문에 $CO_2$ 누출이 발생할 경우 $CO_2$ 지중저장의 목적이 달성될 수 없을 뿐만 아니라 주변지역으로 $CO_2$가 확산되어 보건환경/생태에 큰 영향을 미칠 수 있다. $CO_2$ 주입시 주입정을 통한 누출의 가능성이 가장 높기 때문에, 본 연구에서는 관정 시멘트에 crack이 발생하였다는 가정 하에 crack으로 $CO_2$가 누출될 경우 $CO_2-H_2O$-시멘트 간에 발생할 수 있는 화학 반응을 지구화학 모델링을 통하여 예측하였다. 모델링 결과 $CO_2$-plume이 진행됨에 따라 시멘트 페이스트를 구성하는 portlandite와 CSH(Calcium Silicate Hydrate)가 용해되고, 2차적으로 CSH의 침전과 calcite의 침전이 발생하는 것으로 예상되었다. 약 3년 후에는 침전물의 대부분을 calcite가 차지하고 약 30년까지 침전물의 대부분을 이루게 된다. 본 연구 결과는 $CO_2$ 누출 시 주입관정 내 시멘트에서 발생할 수 있는 화학적인 변화를 이해하고, 반응 모델은 누출을 방지하기 위한 시멘트 관련 연구개발에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국가스학회지
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• 제22권4호
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• pp.32-38
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• 2018

본 연구는 불화 수소 탱크 컨테이너 하역장에서 불화수소 누출 시 누출량 및 확산 정도를 정량적으로 평가하여 동종사고의 재발을 방지하고 안전성 향상방안을 제시하는데 목적이 있다. 2012년 H사에서는 최대 저장량이 18 Ton인 탱크컨테이너에서 누출사고가 발생하여 인근 지역으로 8 Ton이 누출되었고, 그로인해 사회적 이슈가 되었다. 가우시안 플럼(Gaussian plume) 모델을 이용하여 계산한 결과 누출지점으로부터 반경 1,321m까지의 농도가 20ppm 이상으로 예측되었다. 2014년 R사에서 발생한 불화수소 누출사고에서는 누출량이 11.02kg으로 추정되었고, 그 중 2.9kg이 세정기로 회수되었다. 가우시안 플럼 모델을 사용하여 계산 한 결과, 누출 원으로 부터 20ppm 이상의 농도를 갖는 피해 범위가 반경 69m로 예상되었다. 위의 두 가지 사고를 비교 한 결과, 누출량은 약 987배 차이가 발생했고, 피해 지역은 19 배 이상 차이가 나는 것으로 나타났다. 따라서 보호구의 착용, 하역 장소의 밀폐 및 세정기 설치, 그리고 비상훈련을 실시하여 하역장에서 불화수소가 대량으로 누출되는 사고가 발생하지 않도록 관리해야 한다는 결론을 얻었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권5_2호
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• pp.859-873
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• 2023

산불은 오랜 기간동안 사회 및 경제적으로 지구에 많은 피해를 야기하며, 이러한 산불은 자연적 혹은 인위적으로 발생되어왔다. 이로 인해 여러 실험들에서 산불로 인한 악영향에 관한 연구들을 진행하였으며, 동시에 산불 발생 시 빠른 대처를 위한 산불탐지 및 오염배출 물질 탐지 등과 같은 연구들도 수행되었다. 그러나 현재까지 한국 및 동아시아 영역을 배경으로 한 연구는 부족한 실정이고 산불 탐지에 활용되는 자료들의 정확도에 한계가 있었다. 본 연구에서는 정지궤도 환경위성(Geostationary Environment Monitoring Spectrometer, GEMS) 영상에 위색합성기법을 활용해 새로운 산불연기 탐지 산출물을 생성하고 해당 영상을 U-Net 모델링에 활용해 기존의 연구들에서 산불 탐지시에 활용했던 가시광선 채널 영상의 한계를 보완하였다. 그리고 U-Net 모델링을 통해 산출된 산불연기 영역으로부터 황사 픽셀 필터링을 수행하는 분류모델을 구축하여 순수 산불연기 탐지 영상을 산출하였으며, 이는 GEMS 기반의 재난감시에 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국대기환경학회지
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• 제33권3호
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• pp.217-232
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• 2017

An Eulerian-Lagrangian hybrid modeling system to analyze physical and chemical processes during the transport of air parcels was developed. The Backward-tracking Model Analyzer (BMA) was designed to take advantages of both Eulerian and Lagrangian modeling approaches. Simulated trajectories from the National Oceanic and Atmospheric Administration HYSPLIT model were combined with the US Environmental Protection Agency Community Multi-scale Air Quality (CMAQ)-simulated concentrations and additional diagnostic analyses. In this study, we first introduced a generalized methodology to seamlessly match polylines (HYSPLIT) and threedimensional polygons (CMAQ), which enables mass-conservative analyses of physio-chemical processes of transporting air parcels. Two applications of the BMA were conducted: (1) a long-range transport case of pollutant plume across the Yellow Sea using CMAQ Integrated Process Rate analyses, and (2) a domestic circulation of pollutants within (and near) the South Korea based on the sulfate tracking analyzer. The first episode demonstrated a secondary formation of nitrate and ammonium during the transport over the Yellow Sea while sulfate is mostly transported after being formed over the China, and the second episode demonstrated a dominant impact of boundary condition with active sulfate formation from gas-phase oxidation near the Seoul Metropolitan Area.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제2권1호
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• pp.1-13
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• 2008

A numerical simulation method has been developed to predict atmospheric flow and stack gas diffusion using a calculation domain of several km around a stack under complex terrain conditions containing buildings. The turbulence closure technique using a modified k-$\varepsilon$-type model under a non hydrostatic assumption was used for the flow calculation, and some of the calculation grids near the ground were treated as buildings using a terrain-following coordinate system. Stack gas diffusion was predicted using the Lagrangian particle model, that is, the stack gas was represented by the trajectories of released particles. The numerical model was applied separately to the flow and stack gas diffusion around a cubical building and to a two-dimensional ridge in this study, before being applied to an actual terrain containing buildings in our next study. The calculated flow and stack gas diffusion results were compared with those obtained by wind tunnel experiments, and the features of flow and stack gas diffusion, such as the increase in turbulent kinetic energy and the plume spreads of the stack gas behind the building and ridge, were reproduced by both calculations and wind tunnel experiments. Furthermore, the calculated profiles of the mean velocity, turbulent kinetic energy and concentration of the stack gas around the cubical building and the ridge showed good agreement with those of wind tunnel experiments.