• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권6호
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• pp.615-624
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• 2014

핀-튜브 열교환기는 산업용 보일러, 라디에이터, 냉동기 등에 많이 사용되고 있어 열교환기의 성능향상을 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 Plain형 핀-튜브 열교환기에 대해 가로피치, 와류발생기위치, 튜브표면의 돌기형상 및 돌기개수 등의 변화에 따른 열전달 및 압력강하 특성을 이론적으로 해석하였다. CFD 해석시 경계조건으로는 SST 난류모델을 적용하였으며, 튜브표면의 온도는 333 K이고, 입구측 공기의 온도와 속도는 423~438 K, 1.5~2.1 m/s로 가정하였다. 해석결과로는 열전달계수는 가로피치에 대한 영향은 큰 차이가 없으며, 열전달특성은 와류발생기 설치가 튜브 전방부에 위치할수록 양호한 것으로 나타났다. 또한 튜브표면의 돌기형상은 열전달 및 압력강하 특성에서 원형이 톱니형과 삼각형보다 적절하였으며, 16개 원형 돌기형상이 가장 양호하였다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제20권3호
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• pp.102-108
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• 2022

In the fan module of the intercooling refrigerator, a drain hole structure was designed for stable drainage of defrost water. However, the airflow passing through the drain hole can disturb flow features around the evaporator. Since this backflow leads to an increase in flow loss, the accurate experimental and numerical analyses are important to understand the flow characteristics around the fan module. Considering the complex geometry around the fan module, three different turbulence models (Standard k-ε model, SST k-ω model, Reynolds stress model) were used in computational fluid dynamics (CFD) analysis. According to the quantitative and qualitative comparison results, the Standard k-ε model was most suitable for the research object. High-accuracy results well match with the experiment result and overcome the limitation of the experiment setup. The method used in this study can be applied to a similar research object with an orifice outflow driven by a rotating blade.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2005년도 연구개발 발표회 논문집
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• pp.240-243
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• 2005

This study deals with the shape optimization of a wire spacer fuel assembly of Liquid Metal Reactors (LMRs). The Response Surface based optimization Method is used as an optimization technique with the Reynolds-averaged Navier-Stokes analysis of fluid flow and heat transfer using Shear Stress Transport (SST) turbulence model as a turbulence closure. Two design variables namely, pitch to fuel rod diameter ratio and lead length to fuel rod diameter ratio are selected. The objective function is defined as a combination of the heat transfer rate and the inverse of friction loss with a weighting factor. Three level full-factorial method is used to determine the training points. In total, nine experiments have been performed numerically and the resulting datas have been analysed for optimization study. Also, a comparison has been made between the optimized surface and the reference one in this study.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2005년도 연구개발 발표회 논문집
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• pp.185-190
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• 2005

This work presents a numerical procedure to optimize the elliptic-shaped pin fin arrays to enhance turbulent heat transfer. The response surface method is used as an optimization technique with Reynolds-averaged Navier Stokes analysis of flow and heat transfer. Shear stress transport (SST) turbulence model is used as a turbulence closure. Computational results for average heat transfer rate show a reasonable agreement with the experimental data. Four variables including major axis length, minor axis length, pitch and the pin fin length nondimensionalized by duct height are chosen as design variables. The objective function is defined as a linear combination of heat transfer and friction-loss related terms with weighting factor. D-optimal design is used to reduce the data points, and, with only 28 points, reliable response surface is obtained. Optimum shapes of the pin-fin arrays have been obtained in the range from 0.0 to 0.1 of weighting factor.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권10호
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• pp.3207-3216
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• 2021

Three-dimensional structures of a vortical flow field and heat transfer characteristics in a partially blocked 7-pin fuel assembly mock-up of sodium-cooled fast reactor have been investigated through a numerical analysis using a commercial computational fluid dynamics code, ANSYS CFX. The simulation with the SST turbulence model agrees well with the experimental data of outlet and cladding wall temperatures. From the analysis on the limiting streamline at the wall, multi-scale vortexes developed in axial direction were found around the blockage. The vortex core has a high cladding wall temperature, and the attachment line has a low cladding wall temperature. The small-scale vortex structures significantly enhance the convective heat transfer because it increases the turbulent mixing and the turbulence kinetic energy. The large-scale vortex structures supply thermal energy near the heated cladding wall surface. It is expected that control of the vortex structures in the fuel assembly plays a significant role in the convective heat transfer enhancement. Furthermore, the blockage plate and grid spacer increase the pressure drop to about 36% compared to the bare case.

• 한국가시화정보학회지
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• 제21권2호
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• pp.55-62
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• 2023

The characteristic of jet impinging on the concave surface were analyzed through thermographic phosphor thermometry (TPT) and numerical investigation. Under a jet Reynolds number of 6600, nozzle diameters and nozzle-to-surface distances (H/d) were changed 5mm and 10mm and H/d=2 and 5. The RNG k-ε turbulence model can accurately predict the distribution of Nusselt number, compared to other models (SST k-ω, realizable k-ε). Heat transfer characteristics varied with the nozzle diameter and H/d, with a secondary peak noted at H/d =2, due to vortex-induced flow detachment and reattachment. An increase in nozzle diameter enhanced jet momentum, turbulence strength, and heat transfer.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권6호
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• pp.53-60
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• 2002

단일 분사 노즐을 갖는 연소기 내부의 혼합과정에 대한 이해를 바탕으로 연료 분사 노즐을 이중으로 갖는 연소기의 혼합과정에 대한 수치연구를 수행하였다. 수치연구를 위하여 3차원 Navier-Stokes 방정식과 k-$\omega$ SST난류 모델을 이용하여 연료 이중 분사 유동을 모사하였다. 이중 분사구 사이의 거리 변화에 따른 혼합특성의 변화를 살펴보기 위하여 파라메터 연구를 수행하였다. 연료 이중 수직분사에서 두 분사기의 유동 및 혼합특성은 서로 상당히 다른 경향을 보이며, 후방 분사기의 유동 및 혼합특성은 전방 분사류의 영향을 받아 더 크게 팽창하고 침투거리가 증가하는 것으로 나타났다. 어떤 특정 거리가 되기 전까지 분사기 사이의 거리가 증가할수록 전체적인 혼합률과 침투거리가 증가하는 등 혼합특성이 개선되지만, 특정 거리보다 크게되면 오히려 혼합특성이 악화되는 것으로 나타났다. 이는 이중분사기에서 최적인 혼합특성을 위한 두 분사기 사이의 거리가 존재함을 의미하는 것으로 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권3호
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• pp.187-194
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• 2015

탄도수정탄은 기존 포탄의 신관에 카나드가 장착된 조종 장치를 탑재하여 정확도를 향상시키는 지능탄이다. 본 논문에서는 2D 탄도수정탄의 카나드를 설계하기 위하여 다양한 형상 변수에 대한 공력성능을 반실험적 기법을 이용하여 분석하였으며, 이를 바탕으로 초음속에서 항력이 상대적으로 더 적은 카나드 형상을 설계하였다. 또한 CFD 기법을 통한 탄도수정탄의 공력해석 기법을 연구하였으며, 포탄의 탄저 부분 기저항력 예측에 O-type 격자를 바탕으로 한 k-${\omega}$ SST 난류모델이 적합함을 확인하였다. 최종적으로 앞서 개발한 해석 기법을 바탕으로 2D 탄도수정탄의 공력특성 및 탄도조종장치 장착에 따른 항력변화를 계산하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권6호
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• pp.475-484
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• 2012

익형 풍동시험 시 모델의 제작오차에 의해 시험 익형과 지지대 익형의 두께에서 차이가 있을 경우 시험 익형의 공력특성에 주는 영향을 양력, 항력 및 모멘트 값의 변화를 수치 해석하여 비교 및 분석하였다. 이를 위해 익형모델을 세 부분으로 나누어 제작하는 경우 가운데 위치하는 시험 익형을 기준 형상으로 하여 시험 익형 양쪽에 부착하여 지지대 역할을 하는 익형의 최대두께를 가운데 익형에 비해 작게 설정하였다. 익형모델은 NACA64- 418을 사용하였으며, 난류모델은 천이현상을 잘 예측할 수 있는 Transition SST를 사용하였다. 다양한 받음각과 레이놀즈 수에서 지지대 역할을 하는 익형모델과 두께 차이가 매우 큰 경우에도 가운데 위치한 시험 익형의 공력특성에 미치는 영향이 매우 작음을 확인하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제13권1호
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• pp.147-162
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• 2021

The problem of predicting a ship's form factor and associated scale effects has been subject to many investigations in recent years. In this study, an attempt is made to investigate whether the form factor is influenced by a change in the ship's speed by numerically modelling a geosim series of the KCS hull form by means of a RANS solver. The turbulence dependence of the problem is also studied by altering the closure model among three widely used approaches (the k-𝜔, k-𝜔 SST, and k-𝜀 models). The results show that at very low speeds (Froude numbers in the range of 0.02-0.06) the numerical model predicts changes in the form factor of a ship between 10% and 20%, depending on the turbulence model and scale factor choices. As the speed is increased further, the form factor exhibits little change, usually in the range of 1% or less. Simulations where the Reynolds number is changed by approximately two orders of magnitude, achieved by altering the value of viscosity, confirmed that the form factor can be considered Froude-dependent only for low speeds, predicting essentially identical values when high speed cases are considered.