• Tribology and Lubricants
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• 제34권6호
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• pp.247-253
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• 2018

Temperature rise due to viscous shear of the lubricating oil generates hydrodynamic pressure, even if the lubricating surfaces are parallel. This effect, known as the thermal wedge effect, varies significantly with film-temperature boundary conditions. The bearing conducts a part of the heat generated; hence, the oil temperature varies with the thermal conductivity of the bearing. In this study, we analyze the effect of thermal conductivity on the thermohydrodynamic (THD) lubrication of parallel slider bearings. We numerically analyze the continuity equation, Navier-Stokes equation, energy equation including the temperature-viscosity and temperature-density relations for lubricants, and the heat conduction equation for bearing by creating a 2D model of the micro-bearing using the commercial computational fluid dynamics (CFD) code FLUENT. We then compare the variation in temperature, viscosity, and pressure distributions with the thermal conductivity. The results demonstrate that the thermal conductivity has a significant influence on THD lubrication characteristics of parallel slider bearings. The lower the thermal conductivity, the greater the pressure generation due to the thermal wedge effect resulting in a higher load-carrying capacity and smaller frictional force. The present results can function as the basic data for optimum bearing design; however, the applicability requires further studies on various operating conditions.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.9-14
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• 2019

최근 컨테이너 선종은 물류비 감소를 위한 대형화 및 그에 따른 선박운용 효율의 향상을 위하여 수명 증가 및 경량화를 위한 다양한 기술의 적용이 필수적으로 요구되고 있다. 선박의 크기 증가에 따른 엔진의 효율 저하와 이와 관계된 부수적인 설비들은 대형화에 따른 효과성 검증 없이 그 크기와 형태를 증가시켜 대형 선박에 적용되고 있다. 본 논문에서는 기존의 대형 컨테이너 선박에 적용되는 배기가스 파이프를 초대형 선박에 적용하기 위하여 유동 해석을 실시하고 그 결과를 바탕으로 초대형 선박에 적용 가능한 구체적인 배기가스 파이프의 구조 형태를 연구하였다. 이를 위하여 기존의 가스 파이프에 초대형 선박의 엔진운용 조건을 적용하여 모델링하고, 모델링에 필요한 주요 요소를 결정하고 이를 CFD에 적용하여 시뮬레이션을 통해 연구하였다. 그 결과를 바탕으로 유량의 흐름, 불필요한 구간 등을 효과적으로 개선하여 설계된 가스파이프는 초대형 컨테이너 선박의 운용효율 증가를 기여할 수 있다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권4호
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• pp.28-34
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• 2019

본 연구에서는 터빈 냉각에 널리 사용되는 핀-휜 배열에 대한 연구를 진행하였다. 본 연구에서 원형 튜브 전방에 익형 와류발생기가 위치하며, 익형 단면 형상은 NACA-9410을 사용하였다. 본 논문에서는 와류 발생기가 있는 핀-휜 배열 유동의 전열 성능과 유동 특성을 수직인 방향으로 변화시키며 기존의 핀-휜 유동과 비교하였다. 레이놀즈수 영역은 6000, 10000 그리고 15000 세 가지를 계산하였다. 전산 해석은 상용 프로그램인 ANSYS v18.0 CFX, 난류 모델은 $k-{\omega}$ SST를 사용하였다. 결과적으로 전열 성능은 최대 5.8% 증가하였고 압력 손실은 1% 미만으로 증가하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권6호
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• pp.1070-1077
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• 2022

최근 국제해사기구의 해양환경오염규제가 강화되어 오고 있다. 선박의 에너지 효율지수는 선박의 설계관점에서 매우 중요한 지표이다. 더욱이 새롭게 건조되는 선박은 물론 기존 운항 선박에도 에너지 효율지수를 만족하도록 강화하고 있다. 이에 따라 운항되고 있는 기존선박의 에너지 효율지수를 높이기 위해 선수 벌브개조, 운항 중 트림 최적화, 에너지 절감장치등 다양한 방법이 적용되고 있다. 본 연구에서는 전산 유체역학을 이용하여 다양한 선수/선미 트림조건에서 선박의 저항성능을 계산하고 분석하였다. 이를 바탕으로 최적화 된 트림조건에서 선박의 저항성능을 더욱 개선하기 위해 선수 벌브의 형상을 재설계하였다. 그 결과 정수 중에서 개선된 벌브 형상을 적용한 경우, 유효마력이 약 5% 향상되는 것을 확인하였으며, 향후 파도 중에서 재설계된 벌브형상이 저항성능에 미치는 영향을 조사할 예정이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권2호
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• pp.129-136
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• 2010

액셜 피스톤 펌프는 유압시스템의 동력원으로 널리 사용되고 있으나, 펌프내의 유체유동에 관한 연구는 유체 압축성, 고속회전, 유량변화와 복잡한 형상 때문에 1차원 해석으로 수행되어졌다. 본 연구의 목표는 3차원 수치해석 방법을 이용하여 액셜 피스톤 펌프내의 유압유체 유동과 토출압 맥동의 생성과정을 이해하는 것이다. 시뮬레이션 모델의 수렴성 향상 및 강건성 확보를 위하여 밸브 플레이트 주위의 격자계는 육면체 격자로 구성하였다. 또한, 수치해석시 필요한 오일의 밀도와 압력의 관계는 실험식을 적용하였다. 3차원 수치해석의 결과는 실험결과와 비교적 잘 일치하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권6호
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• pp.601-607
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• 2012

본 연구는 내피세포 표면에 약물방출 스텐트에서 방출되는 약물의 농도와 약물분출 스텐트의 형상과 설계가 스텐트 주위 유동특성에 어떤 영향을 미치는지를 조사하기 위해 전산유체역학을 이용하여 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 이상적으로 가정된 세 종류의 스텐트 모델과 임상결과를 거쳐 상용화되고 있는 세 종류의 스텐트 모델에 대하여 전산수치해석을 수행하였다. 본 연구의 목적은 스텐트의 성능을 정량적으로 평가할 수 있는 스텐트 영향 지수의 개념을 소개하고, 성능을 비교하는 것이다. 비교 결과, 연구된 세 종류의 상용 스텐트 모델 중 수치 모사에 적용된 모든 레이놀즈 수에 대하여 BX Velocity 스텐트의 스텐트 영향 지수가 가장 낮게 나타났다. 그러나 여섯 종류의 스텐트 모델 가운데에서는 전산 수치 모사에 적용된 모든 유동조건하에서 Spiral 스텐트의 스텐트 영향 지수가 가장 낮고 성능 역시 가장 좋은 것으로 나타났다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제19권3호
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• pp.44-51
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• 2014

Considering the importance of the detailed resolution of the reacting flow field inside a gasifier, the objective of this study lies on to investigate the effect of important variables to influence on the reacting flow and thereby to clarify the physical feature occurring inside the gasifier using a comprehensive gasifier computer program. Thus, in this study the gasification process of a 1.0 ton/day gasifier are numerically modeled using the Fluent code. And parametric investigation has been made in terms of swirl intensity and aspect ratio of the gasifier. Doing this, special attention is given on the detailed change of the reacting flow field inside a gasifier especially with the change of this kind of design and operation parameters. Based on this study, a number of useful conclusions can be drawn in the view of flow pattern inside gasifier together with the consequence of the gasification process caused by the change of the flow pattern. Especially, swirl effect gives rise to a feature of a central delayed recirculation zone, which is different from the typical strong central recirculation appeared near the inlet nozzle. The delayed feature of central recirculation appearance could be explained by the increased axial momentum due to the substantial amount of the presence of the coal slurry occupying over the entire gasifier in gasification process. Further, the changes of flow pattern are explained in detail with the gasifier aspect ratio. In general, the results obtained are physically acceptable in parametric study.

• 한국추진공학회지
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• 제16권2호
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• pp.51-57
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• 2012

고속의 제트에서 기저압력은 유체역학 및 실용적 공학 적용의 관점으로 매우 중요한 분야중의 하나로 다루어져 왔다. 현재까지 비압축성 유동의 기저압력 특성들은 비교적 상세하게 알려져 있다. 하지만 천음속 혹은 초음속에서의 기저압력은 압축성 효과 및 충격파 발생으로 인해 매우 다르게 나타난다. 본 연구에서는 이러한 천음속 혹은 초음속에서의 기저압력특성에 관한 이해를 위해 선행된 실험 연구 결과를 바탕으로 수치해석적 연구를 수행하였다. 간단한 오리피스를 사용하여 기저 압력 조절하는 것에 주안점을 두었다. 기저 압력에 영향을 미치는 유동변수의 적용으로 여러 형태의 초음속 제트 플룸을 분석하였다. 선행된 실험결과를 모사하여 수치해석 기법의 타당성을 조사하였으며, 계산된 기저압력과 오리피스의 유출계수에 관하여 논의하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.365-370
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• 2007

공학 및 과학문제 해석을 위해 적용되는 전산 시뮬레이션은 다양한 변수 혹은 데이터의 변화를 통해 다수의 작업을 생성하고 계산함과 동시에, 생성된 결과를 비교 분석하기 위한 필수적인 기법이다. 본 연구에서는 그리드 컴퓨팅을 활용하여 웹상에서 대용량의 전산 시뮬레이션이 가능한 시스템을 개발하고, 이를 이용한 2가지 실제 응용사례를 제시한다. 첫 번째 응용사례는 e-AIRS(Aerospace Integrated Research Environment)라 명명된 연구포탈이다 e-AIRS는 수치해석 연구자가 대규모의 전산 해석을 실시하고, 실험 연구자가 원격지에서 실험을 요청하고 그 결과를 모니터링 할 수 있는 e-Science 연구환경을 제공한다. 두 번째 응용사례는 대규모 계산환경을 이용한 단백질 구조설계를 제시한다. 제안된 계산환경을 이용하여 생성된 단백질 전산 예측구조와 자연상태 구조를 비교하고, 제안된 계산환경의 유용성을 검토한다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제2권3호
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• pp.433-436
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• 2016

In the area of environmental chemistry of power plant, flow analysis of the reactor with built-in impeller is a very important part from the perspective of the improvement of the efficiency of the entire process. As a wide range of methods are being proposed for the analysis of the flow pattern within the reactor, this study analyzed the flow within the reactor according to the baffle structure (height) installed on the internal wall of the reactor in order to improve the reaction efficiency through the inducing of the up and down stirring with the reactor. As the results of the execution of the flow analysis for each of a diverse range of cases by utilizing the Computational Fluid Dynamics (CFD) method, it was possible to confirm that the flow is markdely improved by inducing the up and down stirring among the reactants within the reactor if the baffle is elevated to the level below the water surface. In particular, as the results of the analysis of the general cases in which the baffle is elevated all 4 steps and the cases in which the baffle is elevated only 2 steps, elevating the baffle only 2 steps achieve the same effect as the elevating of the baffle by 4 steps. Therefore, it was possible to expect to improve the efficiency with out the need to increase the use of electric power substantially if the outcomes of this study is applied to the actual sites of power plants in the future.