• 대한기계학회논문집B
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• 제37권12호
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• pp.1137-1145
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• 2013

본 연구에서는 열 구동 냉동사이클로서 유기 랭킨사이클 (ORC)과 증기 압축 냉동사이클(VCC)의 복합 사이클에 대한 엑서지 해석을 수행하였다. 시스템의 열원으로는 다양한 재생 에너지 열원이나 산업체에서의 폐열 등 현열 형태의 저온 열원을 고려하였으며 작동유체로서 R143a, R22, R134a, 프로판, 이소부탄, 부탄, R245fa 및 R123 등 여덟가지 작동유체들을 고려하였다. 터빈 입구 압력의 변화나 작동유체의 종류에 따라 시스템의 COP 나 엑서지 효율은 물론 시스템의 각 요소에서의 엑서지 파괴 (아너지)에 미치는 다양한 영향에 대해 분석하고 논의하였다. 해석 결과는 주어진 열원 온도에 대해 시스템에서 가장 엑서지 파괴가 큰 구성 요소는 터빈 입구 압력과 작동유체에 따라 민감하게 변화하는 사실을 보여준다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권10호
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• pp.919-926
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• 2013

본 연구에서는 소형 저온 유기랭킨사이클 시스템의 작동특성을 파악하기 위하여 R-245fa를 작동유체로 사용한 소형 ORC 발전 시스템을 설계 및 제작하였고, 다양한 저온의 열원온도에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 저온 열원을 모사하기 위하여 최고 $150^{\circ}C$의 물을 공급할 수 있는 110 kW급의 전기저항 히터를 제작하였으며, 컨트롤러를 통해서 다양한 열원 온도 및 유량조건에 대한 실험이 가능하도록 구성하였다. 또한, 상용 공기용 스크롤 압축기를 이용하여 팽창기로 개조하고 동력계 및 동기식 모터와 직접 연결하였다. 로드뱅크 및 PI 제어방식을 사용하여 팽창기의 회전속도에 따른 동일 열원온도 조건에 대한 실험을 각각 수행하였으며, 소형 ORC 시스템의 성능에 영향을 미치는 다양한 인자들에 대하여 분석하고 논의하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제9권4호
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• pp.390-403
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• 2017

Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) method has a good adaptability for the simulation of free surface flow problems. There are two forms of SPH. One is weak compressible SPH and the other one is incompressible SPH (ISPH). Compared with the former one, ISPH method performs better in many cases. ISPH based on Rankine source solution can perform better than traditional ISPH, as it can use larger stepping length by avoiding the second order derivative in pressure Poisson equation. However, ISPH_R method needs to solve the sparse linear matrix for pressure Poisson equation, which is one of the most expensive parts during one time stepping calculation. Iterative methods are normally used for solving Poisson equation with large particle numbers. However, there are many iterative methods available and the question for using which one is still open. In this paper, three iterative methods, CGS, Bi-CGstab and GMRES are compared, which are suitable and typical for large unsymmetrical sparse matrix solutions. According to the numerical tests on different cases, still water test, dam breaking, violent tank sloshing, solitary wave slamming, the GMRES method is more efficient than CGS and Bi-CGstab for ISPH method.

• 대한조선학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.1-6
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• 1992

본 논문에서는 유한차분법을 이용하여 선수파형을 계산하고, 이 결과를 비교평가 하므로서 선수선형 개량에 활용할 수 있는 한 방법에 대하여 기술하였다. 여기에서 사용된 대상선박은 당사에서 개발완료한 4,400TEU급 고속 컨테이너선으로 기본선형과 선수수정 선형에 대한 수치계산과 모형시험이 각각 수행되었으며, 본 차분방법 의한 계산 결과를 Simplified N-K problem과 Rankine source method, 그리고 모형시험 결과와 각각 비교하였다. 이 결과 유한차분법에 의한 계산결과는 모형시험 결과와 매우 근사한 경향을 보였고, 따라서 선박초기 설계단계에서 최적선수선형, 특히 최적 벌브형상을 결정하는데에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제56권5호
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• pp.396-409
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• 2019

In this paper, a comparative study on the radiation techniques for the motion analysis of the three dimensional floating structure with the forward speed was carried out. The Sommerfeld radiation condition, the damping technique, and the point shift technique were used for the comparative study. Radiated wave patterns and hydrodynamic coefficients of the heave motion of floating structure with the forward speed were compared and analyzed. The characteristics and limitations of each radiation technique were analyzed through the calculation results. To overcome the limitations of conventional radiation techniques, the hybrid radiation technique combining the Sommerfeld radiation condition with the damping technique was proposed. It is confirmed that the proposed method, the Hybrid radiation technique, improves the limitation of the speed range and the dissipation of the wave of the conventional radiation technique. The motion analysis code of the three dimensional floating structure with the forward speed based on the Rankine source method with hybrid radiation technique was developed. In order to validate the developed code, hydrodynamic analyses were carried and compared with published experiments.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권1호
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• pp.43-51
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• 2001

본 연구는 랜킨소오스법과 저차 패널법을 이용하여 파랑 중 선박의 비정상 문제를 해석하였다. 기본유동을 균일 입사 유동(소위 Kelvin 유동)과 이중모형 유동의 두 가지로 가정하여 지배방정식과 경계조건을 만족하는 해를 구하고 비교하였다. 수정 Wigley 선형과 Series 60($C_B=0.7$) 선형에 대해 동유체력을 계산하여 실험 값 및 기존의 계산 값과 비교하였다. 이중모형에 의한 계산 값이 균일 입사 유동에 의한 계산 값보다 실험 치에 보다 더 가까운 결과를 보였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제37권4호
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• pp.11-18
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• 2000

본 논문은 조파저항 성능 평가법을 비선형 계획법에 적용해서 선수 형상의 최적화에 응용한 연구결과이다. 조파저항은 비점성 포텐셜 유동의 가정으로 랜킨 소오스법(Rankine source method)을 이용하여 계산하였고 최적화 기법으로는 SQP(Sequential Quadratic Programming)법을 이용하였다. 선수형상의 표현과 변경은 스플라인(spline)함수를 이용하였으며 본 방법에 의하여 조파저항이 최소가 되는 선수형상의 결정이 가능하였다. 또한 마찰저항공식과 경험식으로 주어지는 형상영향계수(from factor)를 고려한 점성저항을 첨가하여 총 저항이 최소가 되는 선수 형상도 도출하여 서로 비교하였다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제3권1호
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• pp.55-62
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• 2015

국내에서는 천연가스 공급국가와 수입국가의 거리, 공급시설 투자, 국가 간 협력 등 여러 가지 제약에 따라 액화천연가스를 수입하고 있다. 수입한 액화천연가스를 수요처로 공급하기 위해 해수를 이용한 기화과정에서 냉열이 낭비되고 있다. 본 연구에서는 이러한 냉열을 효율적으로 활용하는 냉열발전시스템에서 직접팽창과 유기랭킨사이클 방식의 운전성능을 비교 연구하였다. 시뮬레이션은 Aspen HYSYS를 이용하여 수행하였으며, 운전성능 분석은 T-S 선도 및 시스템 성능 해석을 토대로 비교분석하였다. 시뮬레이션 결과로부터 발전시스템의 운전 측면에서는 유기랭킨사이클 방식이 유리한 것을 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제19권4호
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• pp.41-48
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• 2015

스크롤 팽창기의 성능특성은 유기랭킨사이클 (ORC) 시스템의 성능에 가장 중요한 변수이다. 본 연구에서는 1kW급 ORC 시스템을 구성하여 다양한 작동 조건에서 스크롤 팽창기의 성능특성을 파악하였다. ORC 시스템은 증발기, 스크롤 팽창기, 응축기, 작동유체펌프로 구성되어 있으며, 작동유체로 R245fa를 사용하였다. 고온수 온도는 50kW급 전기히터에 의해 $80^{\circ}C$에서 $115^{\circ}C$까지 제어되었다. 스크롤 팽창기의 최대 등엔트로피 효율은 77%로 측정되었고, ORC 시스템의 축동력은 열원의 온도 조건 및 팽창기의 회전속도에 따라 0.5kW에서 1.8kW까지 측정되었다.

• 한국가스학회지
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• 제19권2호
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• pp.66-73
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• 2015

가솔린 엔진에서 개조된 가스 엔진에서 발생하는 냉각수와 배기가스를 분석하여 복합발전 시스템에서 활용 가능한 폐열의 양과 질을 확인하였다. 엔진 배기가스의 온도는 $573.8^{\circ}C$이고, 엔진 출구 냉각수의 온도는 $85.7^{\circ}C$이고, 폐열의 양은 엔진 냉각수가 배기가스에 비교하여 두 배 수준이었다. 두 가지 폐열의 상이한 온도와 양에 대응하는 유기랭킨사이클 (Organic Rankine Cycle: ORC) 발전시스템을 설계하고 열역학적 분석을 수행하였다.