• 한국가시화정보학회지
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• 제9권4호
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• pp.74-79
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• 2011

In this study the change of free surface vortex is represented at different times according to height of water and with or without curtain wall installation. The air volume fraction is investigated at each condition of water level and the influence about creation of vortex is analyzed. The height of sump intake is taken as 100mm and the water level is divided into 5 steps. The sump model is the TSJ model and the curtain wall is applied by HI standard of America. The results shows that the free surface vortex can be identified on the isotropic surface at air volume fraction 1%~5% and the vortices make an air column from the free surface to the sump intake and are created and destroyed repeatedly. In the higher water level, less air is absorbed into the intake pipe. After curtain wall installation, the suction rate of the air volume fraction is decreased by 6.7%. The result of the vortex motion according to time, works on a cycle.

• 상하수도학회지
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• 제26권3호
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• pp.383-397
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• 2012

In this study, a System Dynamics (SD) simulation model for the efficient operations of an industrial water supply system was developed by investigating the feedback loop mechanisms involved in the operations of the system. The system was modeled so that as demand is determined the water supply quantity of intake pumping stations and dams are allocated. The main feedback loop showed that many variables such as the combinations of pump operation, unit electric power(kWh/$m^3$), unit electric power costs(won/$m^3$), water level of water way tunnel, suction pressure and discharge of pumping station, and tank and service reservoir water level had causal effects and produced results depending on their causal relationship. The configurations of the model included an intake pumping station model, water way tunnel model, pumping station model (including the tank and service reservoir water level control model), and unit electric power model. The model was verified using the data from the case study industrial water supply system that consisted of a water treatment plant, two pumping stations and four dams with an annual energy costs of 5 billion won. It was shown that the electric power costs could have been saved 7~26% during the past six years if the operations had been based on the findings of this study.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권6호
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• pp.815-824
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• 2022

발전소의 주요시설 중 발전 시스템 냉각용으로 사용되는 순환수는 순환수 취수부(Circulation Water Intake Basin)를 통해 공급된다. 순환수 취수부 중 흡입수조(Pump Sump)에서 발생하는 다양한 형태의 와류는 순환수펌프(Circulation Water Pump) 및 관로에 악영향을 미친다. 특히, 공기의 흡입을 동반한 자유표면 와류는 진동, 소음, 공동현상 등을 발생시켜 순환수펌프의 성능 저하, 관로의 손상을 일으키며 발전이 중단되는 주요 원인이 된다. 따라서 수리모형 실험을 통해 순환수 취수부에 대한 수리특성을 반드시 확인하고, 와류 발생 시 와류를 제어할 수 있는 적절한 와류제어장치(Anti Vortex Device)를 적용하여 원활한 발전소 운영이 가능하도록 해야 한다. 자유표면 와류 저감을 위해 와류제어장치 중커튼월(Curtain Wall)을 사용하는 것이 일반적이며, 자세한 내용은 American National Standard for Pump Intake Design에서 기술하고 있다. 본 연구에서는 리비아 Tripoli West 4×350 MW 발전소의 순환수 취수부를 대상으로 하였으며, 실제 운영조건을 적용하고, 수리모형 실험을 통해 순환수 취수부 중 흡입수조에서 발생하는 와류제어장치의 와류저감 효과를 분석하였다. 또한, 수중와류 제어를 위해 플로어 스플리터(floor splitter)는 기본적으로 적용하였고, 자유표면에서 발생하는 와류제어를 위해 새로운 형태인 컬럼 커튼월(Column Curtain Wall)을 추가적으로 적용하여 효과를 확인하였다. 본 연구에서는 일반적으로 적용되었던 커튼월에 새로 개발한 컬럼 커튼월을 추가적으로 적용하여 수리특성을 분석한 결과, 균일한 흐름이 형성되면서 와류가 제어되는 것을 확인하였다. 또한, 순환수펌프 관로 내에서 발생하는 와류각도는 ANSI/HI 9.8의 설계기준인 5° 이하로 나타나 흐름의 안정성을 확인하였다.

• 설비공학논문집
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• 제19권1호
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• pp.19-27
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• 2007

Analytical investigation on the performance of a two stage twin rotary compressor for $CO_2$ heat pump water heater system has been carried out. A computer simulation program was made based on analytical models for gas compression in control volumes, leakages among neighboring volumes, and dynamics of moving elements of the compressor. Calculated cooling capacity, compressor input, and COP were well compared to those of experiments over the compressor speeds tested. For the operating condition of suction pressure of 3 MPa, and discharge pressure of 9 MPa, and compressor inlet temperature of $35^{\circ}C$, the compressor efficiency was calculated to be 80.2%: volumetric, adiabatic, and mechanical efficiencies were 88.3%, 93.2%, and 92.7%, respectively. For the present compressor model, volumetric and adiabatic efficiencies of the second stage cylinder were lower by about $6{\sim}7%$ than those of the first stage mainly due to the smaller discharge port at the second stage. Parametric study on the discharge port size showed that the compressor performance could be improved by 3.5% just by increasing the discharge port diameter by 20%.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.303-311
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• 2019

Reversible solid oxide fuel cell (RSOFC) has become a prospective device for energy storage and hydrogen production. Many studies have been conducted around the world focusing on system efficiency improvement and realization. The system should have not only high efficiency but also a certain level of simplicity for stable operation. External waste steam utilization was proved to remarkably increase the efficiency at solid oxide electrolysis system. In this study, RSOFC system coupled with waste steam was proposed and optimized in term of simplicity and efficiency. Ejector for fuel recirculation is selected due to its simple design and high stability. Three system configurations using ejector for fuel recirculation were investigated for performance of design condition. In parametric study, the system efficiencies at different current density were analyzed. The system configurations were simulated using validated lumped model in EBSILON(R) program. The system components, balance of plants, were designed to work in both electrolysis and fuel cell modes, and their off-design characteristics were taken into account. The base case calculation shows that, the system with suction pump results in slightly lower efficiency but stack can be operated more stable with same inlet pressure of fuel and air electrode.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.103-103
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• 2016

최근 기후변화에 따른 집중호우로 도시홍수의 피해가 급격히 증가하고 있다. 특히 인구가 밀집하고 교통량이 많은 대도시의 경우 동일한 호우에 대하여 녹지나 농경지 등에 비해 그 피해가 더 심각하다. 일반적으로 홍수 피해의 직접원인은 외수로 인한 피해와 내수로 인한 피해로 크게 구분할 수 있다. 외수피해는 주로 소하천 및 지천의 범람, 제방의 붕괴 등으로 발생한 것이며 내수피해는 배수로, 하수도 및 펌프장의 내수배제능력 부족이 주된 원인이다. 따라서 도시홍수를 효과적으로 방어하기 위해서는 우선적으로 내배수시설의 성능개선이 선행되어야 할 필요가 있다. 이러한 내배수 시설의 성능 개선을 위해서는 현재 기 설치되어 있는 빗물펌프장의 설계 및 내배수 효율에 대한 성능평가가 필요하다. 하지만 현재 국내 펌프설계기준에는 빗물펌프장의 설계 및 운영에 대한 구체적인 성능 평가 방법이 제시되어 있지 않은 실정이다. 만약, 펌프 흡입수조 및 흡입파이프의 형상이 적절하게 설계되지 못한다면 물이 파이프 입구로 부드럽게 흡입되지 못하고 볼텍스 및 스월이 발생하게 된다. 이러한 볼텍스 및 스월은 펌프 입구 쪽으로 물 뿐 아니라 공기를 함께 흡입시킴으로써 펌프의 효율저하, 소음, 진동을 발생시키며 펌프 파손의 원인이 될 수 있다. 따라서 펌프를 설치하기 전 펌프 설치 후에 발생되는 펌프 흡입부 주변의 흐름특성 변화 및 흐름특성이 구조물에 미치는 영향 등을 고려하기 위하여 수리모형실험이 필요한데, 수리모형실험은 많은 시간과 비용이 들어가기 때문에 이를 대체할 수 있는 방안이 요구된다. 그런 이유로 최근에는 수리모형실험 대신 수치모의를 이용하는 경우가 많다. 수치모의의 결과는 수리실험의 결과와 비교, 검증을 거쳐 신뢰성을 얻는다. 본 연구에서는, 3차원 수치모형의 다양한 난류모델을 이용하여 흡입파이프로 물이 유입될 때 흡입부 내, 외의 수심 별 유속 변화를 분석하고, 그 결과를 이용하여 FLOW 3D 모형의 검증을 수행하였다.