• 한국분무공학회지
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• 제24권2호
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• pp.51-57
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• 2019

In this study, the spray atomization characteristics of urea injector used in SCR system for construction machinery was analyzed, and the uniformity index at the front of mixer and NOx conversion efficiency were evaluated through numerical analysis. Spray visualization and droplet size/velocity measurement were performed and the measured results were used to verify the spray analysis model to calculate the uniformity index in the exhaust gas after-treatment system. For the flow analysis, STAR-CCM, a three-dimensional CFD, was used and the uniformity index of the SCR system at the front of the mixer was calculated using the droplet dissociation model and the wall collision model. Finally, the DeNOx performance for the average condition of the NRTC driving mode was calculated to understand the NOx conversion efficiency reflecting the exhaust gas temperature. The simulation results show that the uniformity index at the front of mixer was calculated as 0.862 and DeNOx efficiency was 75.9%.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권2호
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• pp.393-398
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• 2021

Current risk assessment of Spent Nuclear Fuel (SNF) transportation has the problem of the incomplete risk factors consideration and the general particle diffusion model utilization. In this paper, the accident frequency calculation and the detailed simulation of the accident consequences are coupled by the integrated risk assessment method. The "man-machine-environment" three-dimensional comprehensive risk indicator system is established and quantified to characterize the frequency of the transportation accidents. Consideration of vegetation, building and turbulence effect, the standard k-ε model is updated to simulate radioactive consequence of leakage accidents under complex terrain. The developed method is applied to assess the risk of the leakage accident in the scene of the typical domestic SNF Road Transportation (SNFRT). The critical risk factors and their impacts on the dispersion of the radionuclide are obtained.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제19권1호
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• pp.62-68
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• 2022

Considering the characteristics of industrial machines that lack vehicle-induced wind, forced convection by a cooling fan is mostly required. Therefore, numerical analysis of an engine room is usually performed to examine the cooling performance in the room. However, most engine rooms consist of a number of parts and components at specific positions, leading to high costs for numerical modeling and simulation. In this paper, a new methodology for three-dimensional computer-assisted design simplification was proposed, especially for the pile of components and parts at the engine room outlet. A porous media model and regression analysis were used to derive a meta-model for imitating the flow rate reduction at the outlet by the pile. The results showed that the fitted model was reasonable considering the coefficient of determination. The final numerical model of the engine room was then used to simulate the velocity distribution by changing the mass flow rate at the outlet. The results showed that both velocity distributions were significantly changed in each case and the meta-model was valid in imitating the flow rate reduction by some piles of components and parts.

• International Journal of Fluid Machinery and Systems
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• 제8권3호
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• pp.202-208
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• 2015

For a prototype turbine operating under part load conditions, the turbine output is fluctuating strongly, leading to the power station incapable of connecting to the grid. The field test of the prototype turbine shows that the main reason is the resonance between the draft tube vortex frequency and the generator natural vibration frequency. In order to reduce the fluctuation of power output, different measures including the air admission, water admission and adding flow deflectors in the draft tube are put forward. CFD method is adopted to simulate the three-dimensional unsteady flow in the Francis turbine, to calculate pressure fluctuations in draft tube under three schemes and to compare with the field test result of the prototype turbine. Calculation results show that all the three measures can reduce the pressure pulsation amplitude in the draft tube. The method of water supply and adding flow deflector both can effectively change the frequency and avoid resonance, thus solving the output fluctuation problem. However, the method of air admission could not change the pressure fluctuation frequency.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제13권1호
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• pp.42-51
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• 2010

Many different types of fan have been applying to various industrial fields. Fan design methods are much different depending on the types of fan, operating conditions, and connecting parts at the inlet or exit of the fan etc. In this study, design methods for an axial-type suction fan are studied. This fan discharges the air in the relative static pressure of -285Pa to the atmosphere with the flow rate of $960m^3/min$. For three-dimensional blade design, three different design methods were applied, such as the free vortex method, the exponential method, and the cascade method. In the cascade method, the blade loading along the radial direction was obtained from the lift coefficient which was necessary to obtain the pressure rise on a fan rotor. This method is different from the free vortex and the exponential method which control the strength of the vortex. The fan performance prediction was conducted using the CFD with three different inlet ducts. The best fan performance was obtained when the fan was designed by using the cascade method. The designed fan using the exponential method showed better performance compared to a fan designed using the free vortex method. However, the fan performance was changed depending on the installed inlet ducts. So, an efficient fan can be designed with the adjustment of design variables on the basis of the flow structures within the fan as well as the fan design procedure.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.399-409
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• 2017

본 연구는 투과성잠제 배후에서 형성되는 설상사주의 주요외력으로 작용하는 평균유속, 연안류 및 난류운동에너지 등을 포함한 유속장의 특성을 수치적으로 검토하였다. 또한, 연안류에 의한 수송유량으로부터 해안선의 지형변동도 예측하였다. 수치해석에는 오픈소스 CFD 코드인 OLAFOAM에 기초한 3차원수치파동수조에 설상사주의 형성조건 하에 있는 투과성잠제를 설치하여 수치실험을 수행하였다. 수치실험에서는 규칙파의 조건 하에서 잠제의 개구폭 및 설치위치에 따른 잠제 주변에서 유속변동의 특성을 평가하였다. 수치실험 결과로부터 잠제의 개구폭이 넓을수록 강한 연안류가 형성됨과 동시에 수송유량이 증가하고, 개구폭이 좁을수록 연안류가 수렴되는 지점이 제간부에서 제두부로 이동함을 확인하였으며, 이로부터 잠제 배후에 형성되는 설상사주의 형성원인을 파악할 수 있었다. 또한, 잠제 사이의 개구폭 및 잠제와 해안선 사이의 거리에 따라 연안류는 해안선에서 난류운동에너지의 변화와 밀접한 관계를 가지는 것을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권2호
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• pp.197-212
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• 2008

최근 하천의 흐름해석 분야에서는 수위 및 하상변동 양상과 오염된 지류유입으로 인한 본류에서의 유속분포 양상 및 혼합과정 등의 실제적인 문제를 해결할 수 있는 1, 2차원적 해석이 이루어지고 있으며, 이는 복잡한 하천을 균일화된 모양과 단순화된 방정식으로 일괄 적용함으로써 많은 한계점을 나타내고 있다. 본 연구에서는 서울시 관내 지방 2급 하천인 우이천 시험유역을 대상으로 하천의 물리적인 특성 변화에 따른 흐름해석을 수행하기 위하여 3차원 RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes Equation)를 지배방정식으로 하는 CFD (Computational Fluid Dynamics)모형인 FLOW-3D를 이용하였고, ${\kappa}-{\varepsilon}$, RNG (Renormalized Group) ${\kappa}-{\varepsilon}$, LES (Large Eddy Simulation) 등의 난류모형을 적용하여 각각의 수치모의 결과를 비교 분석 하였다. 또한, 수치 해석을 통한 교량 설치부와 하류 횡단월류형 구조물에서의 난류영향 및 유속분포, 수위 압력분포, 와류특성 등을 분석하였고, 구조물의 철거에 의한 영향을 비교하여 분석하였다. 이는 향후 도시하천의 기능을 상실한 횡단 구조물 철거에 의한 장기적인 하상변동과 토사의 퇴적, 세굴 및 수질악화 등의 영향을 파악해 볼 수 있는 기초자료로 활용될 수 있으리라 사료된다.

• 공업화학
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• 제25권4호
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• pp.401-408
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• 2014

분리막 생물반응기에서 산기량 제어는 반응기 내 유체흐름과 특히 막표면 근방에서의 전단응력을 변화시켜 막오염 감소 및 에너지 절약을 구현하는 중요 독립변수 중 하나이다. 본 연구에서는 원통형 생물 반응기 중심에 침지형 평막을 장착하고 하부에서 공기가 공급되는 3차원적 시스템에 대하여 "COMSOL"프로그램을 사용하여 수치해석하였다. 용액의 점도, 온도는 일정하다고 가정했으며 투과액 부피와 산기량의 비인 $SAD_p$를 변수로 사용하였다. 유속센서, 동영상 이미지분석으로 측정한 유속과 수치해석 결과는 11% 이내에서 일치함을 확인하였다. 반응기 내 유체의 흐름은 산기관과 막모듈 구간에서 급격하게 증가하였으나 막모듈을 지나면서 감소하였으며 반응조 벽에서 중심축 방향으로 갈수록 유속이 증가하는 경향을 보였다. 막 표면에서 계산된 전단응력은 하단 중앙부가 가장 크게 나타났으며 산기량이 증가할수록 전단응력이 증가하였다. 특히 산기량을 0.15에서 0.25 L/min로 증가할 경우 크게 증가함을 확인할 수 있었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.100-107
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• 2010

This paper gives new conceptual descriptions of drag reduction mechanism owing to rotating wheel and moving ground condition when dealing with automotive aerodynamics. Using Computational Fluid Dynamics (CFD), flow simulation of three dimensional automobile configuration made by Vehicle Modeling Function (VMF) is performed and the influence of wheel arch, wheels, rotating wheel & moving ground condition to the automotive aerodynamic performance is analyzed. Finally, it is shown that rotating wheel & moving ground condition decreases automotive aerodynamic drag owing to the reduction of the induced drag led by the decrease of COANDA flow intensity of the rear trunk flow.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.1111-1116
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• 2011

열교환기는 자동차, 공조시스템 및 기타 다양한 산업시설에 이용되고 있어 그 수요가 매우 넓다. 보통 고효율의 루버핀 열교환기는 비오염 환경에 많이 사용되고 파형핀 열교환기는 건설 현장 등 오염이 문제가 되는 곳에 사용된다. 본 논문에서는 공기측과 오일측에 각기 다른 형태의 격자를 사용할 수 있는 듀얼셀 모델을 이용하여 오일쿨러나 연료쿨러에 쓰이는 전형적인 열교환기에 대한 방열 성능을 수치해석하였다. 먼저 풍동 실험을 통한 열교환기 방열성능 실험을 수행하여 1차원 방열성능 데이터를 확보하였다. 다음으로 3차원 수치해석 듀얼셀 열교환기 모델을 이용하여 통과 풍량에 따른 열교환량을 예측하였다. 이러한 모델은 통과 풍속의 불균일도에 따른 열교환량을 예측할 수 있어 방열설계 정확성 향상에 크게 기여할 수 있다.