• 대한기계학회논문집B
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• 제40권11호
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• pp.727-736
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• 2016

본 연구에서는 복합화력 화력 발전소용 고압 다단펌프의 레이디얼 디퓨저 형상에 따른 펌프의 성능(양정, 효율)변화를 수치 해석적으로 분석하였다. 레이디얼 디퓨저 설계 변수는 크게 디퓨저 베인수, 디퓨저 외경비($D_4/D_3$), 리턴채널 출구각도(${\alpha}_6$), 압력회복계수($C_p$) 등으로 선정하였다. 수치해석 결과 디퓨저 외경비가 큰 경우 양정 및 효율이 가장 크게 예측되었으며, 리턴채널의 출구각도(${\alpha}_6$)가 60도인 경우 디퓨저 출구에서의 Pre-Swirl로 인해 출구각도가 90도인 것에 비해 양정이 저하되는 것을 알 수 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권8호
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• pp.671-676
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• 2014

볼텍스 컵은 실린콘 웨이프 제조공정과 같이 민갑한 물체을 이송시키는 방법으로 제안되었다. 볼테스 컵의 상부에 위치한 노즐을 통해 공기를 공급하면 내부 실린더에서 큰 선회유동이 생성된다. 공기는 볼텍스 컵과 바닥면 사이의 틈새로 빠져나가면서 흡입압력을 생성시키고 물체를 들어 올릴 수 있게 된다. 본 논문에서는 볼텍스 컵에 관한 3차원 유동 해석을 통해 실험 결과와 해석 결과를 비교하여 해석의 신뢰성을 확인하였다. 그리고 볼텍스 컵의 길이 변화와 형상 변화를 주어 해석을 통해 흡입 압력 생성에 영향을 미치는 정도를 분석하였고, 볼텍스 컵 형상의 최적 조건을 제시하였다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제2권2호
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• pp.73-80
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• 2014

상기도 내의 약물 전달을 알아보기 위하여 구강 호흡 시 공기유동에 대한 수치해석을 수행하였다. 상기도는 구강과 후두, 기관과 기관지로 구성되어 있다. 정밀 촬영한 CT 데이터로부터 의료영상 소프트웨어(Mimics)를 이용한 구분(segmentation)과 세심한 표면처리를 통하여 해부학적으로 정확한 모델을 만들 수 있었다. 이 3차원 컴퓨터 모델을 이용하여, 구강에서 기관지의 2번째 분지까지 이르는 유로의 수치 모델을 제작하였다. 수치해석은 상용 소프트웨어인 ANSYS/Fluent를 이용하여 계산하였다. 본 연구에 사용된 모델은 노즐이 부착되지 않은 상태에서 초당 250 mL를 흡입하는 정상 구강호흡 모델과 입구에 각각 20 mL/s, 40 mL/s, 60 mL/s의 유량을 갖는 노즐을 장착한 모델을 사용하였다. 전산 유동가시화 결과로부터, 노즐의 유량을 증가시킬수록 선회류의 발생 정도가 증가하여 구강 내 약물의 잔류 량은 증가하지만, 기관/기관지에 약물 도표는 균일하게 나타났다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권5호
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• pp.428-437
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• 2008

e-AIRS는 e-Aerospace Integrated Research System의 약어로, e-Science 인프라를 기반으로 한 항공우주 통합연구 환경을 말한다. 이러한 항공우주 통합연구 환경구축을 위한 첫 단계로, 공력분야의 통합연구를 위한 환경을 구축하였으며, 현재 e-AIRS 시스템을 통하여, 수치적 및 실험적 연구를 모두 수행할 수 있다. 사용자는 e-AIRS 웹 포털을 통하여 수치해석 연구의 전 과정을 수행할 수 있으며, 풍동실험의 요청 및 수치해석결과와 실험결과의 비교 연구, 그리고 협업 시스템을 이용한 연구자간의 협력 연구를 수행할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 e-AIRS 시스템의 구조와 기능 및 활용에 대해 설명한다.

• 터널과지하공간
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• 제22권3호
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• pp.188-195
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• 2012

본 연구에서는 전산유체역학 코드인 FLUENT를 이용하여 열에너지 지하 저장을 위한 최초의 대규모 암반공동인 스웨덴 Lyckebo 저장소의 열성층화 거동을 분석하였다. 열에너지의 반복적인 저장 및 생산으로 인한 주변 암반의 히팅이 열성층화와 열손실에 미치는 영향을 분석하기 위해 암반의 온도조건을 달리하여 열전달 해석을 수행하였으며, 성층화 지수를 토대로 열에너지 저장 후 시간경과에 따른 열성층화의 변화를 정량적으로 분석하였다. 분석결과, 주변 암반이 히팅되지 않은 저장공동의 초기 운영단계에서는 시간경과에 따라 저장된 열에너지의 성층화가 빠르게 저하되는것으로 나타났으며, 저장공동의 운영기간이 늘어남에 따라 주변 암반의 히팅으로 인해 열성층화의 변화 및 열손실이 줄어드는 것을 확인하였다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제3권1호
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• pp.43-50
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• 2000

선박용 디젤엔진에 정착되어 사용되는 기존의 터보차져 성능을 개량하기 위하여 압축기만의 수정개발을 수행한 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 터빈과의 싸이클 matching 작업을 통하여 기존의 압축기 성능에 비하여 $7\%$ 증가된 회전수와 $8\%$ 증가된 입구 공기유량으로 상향 조정되면서 효율의 큰 저하 없이 전압력비도 3.5 수준으로 증가되도록 설계점이 성공적으로 확정되었다. (2) 기존의 압축기 케이싱과 스크롤을 대부분 그대로 사용한다는 기하학적 제한조건하에서 3차원 공력 설계가 성공적으로 수행되었고, 설계된 임펠러는 3차원 압축성 난류 수치유동해석 과정을 통해 구체적인 내부 유동과 임펠러의 overall 성능을 확인하였다. (3) 터보차져 전용 시험리그에서 시제품을 성능시험한 결과, 전반적인 압축기의 성능곡선을 성공적으로 도출하였다. 대체적으로 전체 회전수별로 실험결과로 얻은 전압력비는 설계 예측치와 매우 잘 일치하는 모습을 볼 수 있었고, 단열효율의 경우, 실험치와 예측치가 서로 잘 일치하고 있었다. 설계의도대로 설계점에서의 압력비 상승과 유량의 증가 등은 만족스럽게 달성된 것으로 판단된다. (4) 베인디퓨져의 제작문제로 인하여 설계회전수에서의 surge와 choke margin이 설계의도와는 달리 좋지 않은 상태이다. 이는 본래 설계대로 베인디퓨져를 재제작하고 설치각의 크기를 조절함으로써 앞으로 진행될 추가시험에서 보완할 예정이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권10호
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• pp.791-797
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• 2018

본 연구에서는, 충격파 터널을 이용하여 한국형발사체의 발사 후 마하수 6을 돌파하는 고도 65 km에서의 고공환경모사 연구를 수행하였다. 시험모델을 고정하는 지지대로 인한 유동교란 최소화를 위해 여러 다른 지지대 형상을 고려하였으며, 교란이 최소화된 지지대를 적용한 추력기 시험모델을 사용하여 단발-플룸의 추진기관을 포함한 고공환경모사 실험을 수행하였다. 가시화기법을 통한 추력기 시험을 통해 충격파 패턴뿐만 아니라 배기 플룸과 자유류 유동 간의 상호작용으로 발생하는 전반적인 유동 패턴을 실험적으로 확인하였다. 전산해석결과와 실험결과와의 비교를 통해 선단에서의 충격파 위치는 동일, 후단과 노즐부에서는 불필요 충격파로 인한 ${\pm}7%$의 오차 발생이 확인되었다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제21권4호
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• pp.40-45
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• 2016

The numerical simulation has been performed to predict the performance of the fire suppression system for cabin of shipboard enclosure. The present study aims ultimately at finding the optimal parametric conditions of the mist-injecting nozzles using the CFD methods. The open numerical code was used for the present simulation named as FDS (Fire Dynamics Simulator). Application has been done to predict the interaction between water mist and fire plume. In this study, the passenger cabin was chosen as simulation space. The computational domains for simulation in the passenger cabin were determined following the fire scenario of IMO rules. The full scale of the flow field is $W{\times}L{\times}H=4{\times}3{\times}2.4m^3$ with a dead zone of $W{\times}L{\times}H=1.22{\times}1.1{\times}2.4m^3$. The water mist nozzle is installed in ceiling center of 2.3 m height from the floor, and there are six mattresses and four cushions in the simulation space. The combination patterns of orifices to the main nozzle and the position to install nozzles were chosen as the simulation parameters for design applications. From the present numerical results, the centered-located nozzles having evenly combined orifices were shown as the best performance of fire suppression.

• 에너지공학
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• 제26권2호
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• pp.64-72
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• 2017

중동지역 환경에 적합한 70 W급 LED 조명등의 성능분석을 집중변수모델을 이용하여 수행하였다. LED 조명등은 발열기판, 히프파이프, 방열판으로 구성된다. LED 조명등을 4개의 물체로 구분하고, 각각에 대해 에너지평형을 적용하여, 4개의 연립 비선형미분방정식 형태의 집중변수모델을 수립하였다. 연립 방정식의 해는 Runge-Kutta법을 이용하여 구하였다. 집중변수모델의 대류열전달계수는 다차원해석을 통하여 구하였으며, 실험결과와 비교한 결과, 발열기판은 $1.5^{\circ}C$, 상부방열판에서 $1.8^{\circ}C$의 오차를 가지며, 상대오차는 약 0.6 %임을 확인하였다. 이 모델을 이용하여 대기온도가 $55^{\circ}C$인 정상 운전조건, 태양광만 주어질 때의 조건, 태양광이 주어진 상태에서의 비정상 운전조건, 상부방열판이 없는 경우 등에 대한 온도분포분석을 수행하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제13권4호
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• pp.263-269
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• 2010

조류발전용 HAT 임펠러에 팁 레이크를 적용하여 임펠러 성능을 고찰해 보았다. 기존의 조류발전용 임펠러는 날개 끝 보오텍스에 의해 효율 감소로 인한 전력 손실 뿐 아니라 소음 및 진동에 의한 설치해역 주변의 해양 생태계 파괴의 우려가 있다. 임펠러 날개 끝에 레이크를 적용함으로써 효율의 개선과 함께 소음 및 진동 저감 효과를 파악하고자 하였다. 향후 레이크 비율에 따른 효율증가 및 캐비테이션 성능 향상에 대한 최적화를 수행할 계획이다.