• 한국항공우주학회지
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• 제31권6호
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• pp.72-78
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• 2003

액체로켓용 터보펌프 인듀서에 대한 수치해석적 연구가 수행되었다. 5,000RPM 및 6,000RPM의 회전속도 조건에서 여러 가지 유량조건에 대하여 수치해석이 수행되었다. 이에 대한 입구유동각, 쉬라우드 표면 정압분포, 수두 및 효율에 대한 분석이 수행되었으며, 실험값과 비교하였다. 쉬라우드 정압의 분포는 실험과 비교하여 잘 일치하는 결과를 얻을 수 있었으나, 입구의 역류가 심한 지역에서는 실험값과 차이를 보였다. 전체성능, 즉, 수두 및 효율은 대체로 실험값과 잘 일치하였지만, 유량계수 0.08이상의 고유량에서 계산값이 실험치에 비하여 낮게 예측하는 것이 확인되었다. 본 연구에 채택된 인듀서의 경우, 유량계수가 0.074일 경우에 수력성능이 최고가 되었으나, 유량계수가 0.085이상에서 입사각이 양의 값을 가지게 되었다. 흡입성능의 측면에서는 입사각이 양의 값을 가지는 것이 권장되므로 설계자는 성능과 흡입성능에서 적절한 유량계수를 선택하여야 할 것이다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제18권2호
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• pp.185-192
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• 2004

The aeroacoustic characteristics of a centrifugal fan for a vacuum cleaner and its noise reduction method are studied in this paper. The major noise source of a vacuum cleaner is the centrifugal fan. The impeller of the fan rotates at over 30000 rpm, and generates very high-level noise. It was revealed that the dominant noise source is the aerodynamic interaction between the rotating impeller and stationary diffuser. The directivity of acoustic pressure showed that most of the noise propagates backward direction of the fan-motor assembly. In order to reduce the high tonal sound generated from the aerodynamic interaction, unevenly pitched impeller and diffuser, and tapered impeller designs were proposed and experiments were performed. Uneven pitch design of the impeller changes the sound quality while the overall sound power level (SPL) and the performance remains similar. The effect of the tapered design of impeller was evaluated. The trailing edge of the tapered fan is inclined. This reduces the flow interaction between the rotating impeller and the stationary diffuser because of some phase shifts. The static efficiency of the new impeller design is slightly lower than the previous design. However, the overall SPL is reduced by about 4 dB(A). The SPL of the fundamental blade passing frequency (BPF) is reduced by about 6 dB (A) and the 2$\^$nd/ BPF is reduced about 20 dB (A). The vacuum cleaner with the tapered impeller design produces lower noise level than the previous one, and the strong tonal sound was dramatically reduced.

• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제8권4호
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• pp.274-282
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• 2015

This paper deals with the influence of leakage flow existing in SHF pump model on the analysis of internal flow behaviour inside the vane diffuser of the pump model performance using both experiments and calculations. PIV measurements have been performed at different hub to shroud planes inside one diffuser channel passage for a given speed of rotation and various flow rates. For each operating condition, the PIV measurements have been trigged with different angular impeller positions. The performances and the static pressure rise of the diffuser were also measured using a three-hole probe. The numerical simulations were carried out with Star CCM+ 9.06 code (RANS frozen and unsteady calculations). Some results were already presented at the XXth IAHR Symposium for three flowrates for RANS frozen and URANS calculations. In the present paper, comparisons between URANS calculations with and without leakages and experimental results are presented and discussed for these flow rates. The performances of the diffuser obtained by numerical calculations are compared to those obtained by the three-holes probe measurements. The comparisons show the influence of fluid leakages on global performances and a real improvement concerning the efficiency of the diffuser, the pump and the velocity distributions. These results show that leakage is an important parameter that has to be taken into account in order to make improved comparisons between numerical approaches and experiments in such a specific model set up.

• 대한조선학회논문집
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• 제56권6호
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• pp.515-522
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• 2019

Since Liquefied Natural Gas (LNG) is normally carried at 1.1 bar pressure and at -163℃, special Cargo Containment System (CCS) are used. As LNG carrier is becoming larger, typical LNG insulation systems adopt a method to increase the thickness of insulation panel to reduce sloshing load and Boil-off Rate (BOR). However, this will decrease LNG cargo volume and increase insulation material costs. In this paper, silica aerogel, glass bubble were synthesized in polyurethane foam to increase volumetric efficiency by improving mechanical and thermal performance of insulation. In order to increase dispersibility of particles, ultrasonic dispersion was used. Dynamic impact test, quasi-static compression test at room temperature (20℃) and cryogenic temperature (-163℃) was evaluated. To evaluate the thermal performance, the thermal conductivity at room temperature (20℃) was measured. As a result, specimens without ultrasonic dispersion have a little effect on strength under the compressive load, although they show high mechanical performance under the impact load. In contrast, specimens with ultrasonic dispersion have significantly increased impact strength and compressive strength. Recently, as the density of Polyurethane foam (PUF) has been increasing, these results can be a method for improving the mechanical and thermal performance of insulation panel.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제2권1호
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• pp.1-13
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• 2010

A comparative study between a computation and an experiment has been conducted to predict the performance of a Pod type waterjet for cm amphibious wheeled vehicle. The Pod type waterjet has been chosen on the basis of the required specific speed of more than 2500. As the Pod type waterjet is an extreme type of axial flow type waterjet, theoretical as well as experimental works about Pod type waterjets are very rare. The main purpose of the present study is to validate and compare to the experimental results of the Pod type waterjet with the developed CFD in-house code based on the RANS equations. The developed code has been validated by comparing with the experimental results of the well-known turbine problem. The validation also extended to the flush type waterjet where the pressures along the duct surface and also velocities at nozzle area have been compared with experimental results. The Pod type waterjet has been designed and the performance of the designed waterjet system including duct, impeller and stator was analyzed by the previously mentioned m-house CFD Code. The pressure distributions and limiting streamlines on the blade surfaces were computed to confirm the performance of the designed waterjets. In addition, the torque and momentum were computed to find the entire efficiency and these were compared with the model test results. Measurements were taken of the flow rate at the nozzle exit, static pressure at the various sections along the duct and also the nozzle, revolution of the impeller, torque, thrust and towing forces at various advance speed's for the prediction of performance as well as for comparison with the computations. Based on these measurements, the performance was analyzed according to the ITTC96 standard analysis method. The full-scale effective and the delivered power of the wheeled vehicle were estimated for the prediction of the service speed. This paper emphasizes the confirmation of the ITTC96 analysis method and the developed analysis code for the design and analysis of the Pod type waterjet system.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권11호
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• pp.914-921
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• 2017

우주발사체 고공환경모사의 실험적 연구는 우주발사체 발사 및 임무완수에 대한 독자적 기술력 확보를 위해 중요하다. 본 연구는 한국형발사체(Korean Space Launch Vehicle; KSLV-II)의 발사 후 마하수 6을 돌파하는 고도 65 km 조건을 선정하였다. 지상시험장비중 하나인 충격파 터널을 이용하여 고공환경모사를 수행하였다. 유동발달 이후 공기열역학적 특성과 수직 및 경사충격파 확인을 위해 선두부 모델의 정체 압력과 정체 열 유량, 그리고 반구형상 모델의 충격파 이탈거리 측정을 통해 유동검증을 수행하였다. 추가적으로 발사체 측면과 저부면 현상연구에 사용되는 시험모델의 자유류 회복을 위한 충격파 상쇄 기법을 개발 및 검증하였다. 세 가지 유동검증 결과를 통해 이론값과 약 ${\pm}3%$ 이내의 오차를 갖는 정확한 유동이 발달되었음을 확인하였다. 그리고 충격파 상쇄기법을 갖는 천이구간 축소 모델의 경사충격파 경사각과 수평 평판모델의 경사각, 그리고 모델 측면 정압력의 실험값과 이론값의 오차가 각각 2%, 그리고 1% 으로 확인되었으며, 이를 통해 해당 충격파 상쇄 기법의 합리적인 효과가 검증되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제15권4호
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• pp.289-295
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• 2006

온실의 환기연구를 위한 CFD 시뮬레이션 모델에 토마토 작물을 설계함에 있어서 우선적으로 작물군의 기하학적 형상 설계 및 이의 공기 항력계수를 찾고자 하였다. 작물군 형상을 간단한 형태의 공기투과성 매체로 설계하고 이의 공기저항의 물리적 특성을 풍동실험을 통하여 구하였다. 토마토 작물군과 작물군 사이에서 측정된 값과 작물군 중앙부에서 측정되어진 값들을 분리하여 계산하여 된 결과 공기저항값인 항력계수 $C_d 값은 각각 0.2551와 0.2621로 나타났다. 최종적으로 이들의 평균값인 0.26을 Fluent CFD 프로그램의 작물군 공기투과성 매체의 x, y, z축의 내부저항값으로 입력되었다. 이 실험결과를 이용하여 전산유체역학 (CFD)을 이용한 시설내 작물군이 존재하는 경우의 온실 환기연구를 효과적으로 수행할 수 있게 되었다. 또한 풍동을 이용한 작물의 공기저항 연구를 위한 실험방법을 개발하여 앞으로도 다양한 작물들을 대상으로 공기유동의 물리적 특성연구를 수행할 수 있게 되었다.

• 농업과학연구
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• 제19권1호
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• pp.97-102
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• 1992

동력경운기(動力耕耘機) 탑재용(搭載用) 디젤 기관(機關)은 정격출력(定格出力)에 작업(作業)할 때 과열(過熱)되어 농민(農民)들은 작업(作業) 시작전(始作前)에는 필(必)히 냉각수(冷却水)를 보충(補充)해야 하는 것으로 알고있다. 따라서 기관(機關)이 과열(過熱)되는 것을 해결(解決)하기 위해서는 냉각(冷却)시스템의 개선(改善)이 이루어져야 되는데 이를 위해서는 냉각(冷却)시스템의 기초적(基礎的)인 실험(實驗) 자료가 필요(必要)하다. 기관(機關)의 생산(生産)은 외국(外國)과의 기술(技術) 제휴(提携)에 의하여 제작(製作)하고 있어 자료(資料)가 부족(不足)한 실정(實情)이므로 적합(適合)한 설계(設計)를 위해서는 현재(現在)의 기관(機關)에 사용(使用)되고 있는 냉각(冷却)홴, 라디에타등(等) 냉각장치(冷却裝置)에 대한 실험(實驗)을 실시(實施)하였다. 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 동력경운기(動力耕耘機) 탑재용(搭載用) 7.5kW 디젤기관(機關)의 정격출력시(定格出力時)에 냉각(冷却)홴의 효율(效率)은 49.9%로 비교적(比較的) 양호(良好)하였다. 2. 기관(機關)의 정격출력(定格出力)(상용회전(常用回轉))시(時) 홴의 소요동력(所要動力)은 최대(最大) 0.5kW이었다. 3. 기관(機關)의 정격출력(定格出力)(상용회전(常用回轉))시(時) 홴의 송풍량(送風量)은 $12.9m^3/min$이었다. 4. 기관(機關)의 정격출력(定格出力)(상용회전(常用回轉))시(時) 홴의 송풍정압(送風靜壓)은 29.8mmHg이었다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권1호
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• pp.43-52
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• 2000

본 연구에서는 황토(montmorillonites)를 주성분으로 하는 토양탈취상 반응기에서 황화수소($H_2S$) 및 메틸메르캅탄 ($CH_3SH$) 의 황화합물 악취가스에 대한 황토의 물리화학적인 제거실험과 황토와 왕겨, 농축슬러지를 혼합 충진한 경우의 생물학적 제거특성 실험을 수행한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. Batch test를 통하여 황토를 건조 및 습윤상태의 조건에서 황화합물의 제거율을 비교한 결과, 제거율비(wet/dry) 는 $H_2S$가 1.2, $CH_3SH$가 1.9로 나타나 토양입자의 단순 흡착보다는 수분을 함유하고 있는 경우에 제거율이 높아진다는 것을 확인하였다. SV와 유입부하를 상승시킬 경우 농축슬러지를 식종한 경우(Reactor-4) 에는 부하변동에 관계없이 평균 98% 이상의 안정되고 높은 제거율을 보였으나 그렇지 않은 경우 (Reactor-3)에는 제거율이 크게 감소하는 경향을 나타내었다. 정압변화의 경우 SV의 증가에 따라 정압도 약간씩 상승하였고 Reactor-4에서는 Reactor-3보다 다소 높은 편이었으나 비교적 안정적인 것으로 나타났다. pH와 $SO_4{^{2-}}$농도의 변화를 보면, SV $150h^{-1}$과 SV $200h^{-1}$의 조건에서 Reactor-4는 $SO_4{^{2-}}$가 1.138mg/L까지 증가했으나 pH는 5.8정도에서 안정을 유지하면서 98%이상의 높은 제거율을 보여 Reactor-3보다 훨씬 좋은 결과를 나타내었다. 위의 결과로부터 황화합물 악취가스를 황토 토양상에서 처리할 경우 pH를 안정시킬 수 있고 또한 혼합균이 다량 포함되어 있는 농축활성슬러지를 식종함으로써 높은 탈취효율을 얻을 수 있다는 것을 알았으며, LV를 8.3mm/sec로 상승시킨 구간에서 정압의 감소와 함께 제거율이 크게 감소하는 것으로 나타나 LV를 8mm/sec 이하로 운전한다든지 수분함량의 조절 및 다른 탈취재료들을 혼합하는 등의 개선방안을 강구한다면 국내에 기 설치된 토양탈취상이나 기타 쓰레기 매립장 등 다양한 악취 발생시설에 적용이 가능할 것으로 생각한다.