• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.1605-1610
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• 2015

본 논문은 냉장고의 열손실의 약 30%를 차지하고 있는 가스켓 주위의 열전달 해석시 복사열전달을 고려하지 않은 경우와 고려한 경우가 많은 차이가 있어서 가스켓 주위의 열전달 해석시 복사열전달 고려 여부에 따른 열손실 효과를 살펴보는 연구이다. 이를 위해 가스켓 주위를 단순화한 형상으로 모델링하여 열전달 전산해석을 수행하였다. 본 연구를 통해서 가스켓 내부의 공기층을 단순히 전도열전달만 고려한 경우 열손실이 $25.6W/m^2$이고 복사열전달을 함께 고려한 경우 $55.0W/m^2$로 약 2.2배 크게 나타남을 알 수 있었다. 가스켓 내부에 복사열전달 차단판을 0에서 7개로 변화하면서 복사열전달 저감 효과를 살펴본 결과 차단판 개수가 증가하여 7개 인 경우는 설치하지 않은 경우에 비하여 열손실이 $55.0W/m^2$에서 $36.7W/m^2$로 33% 감소함을 알 수 있었다. 또한 같은 개수의 복사 차단판일 경우는 냉장고 내부와 외부에 치우치는 쪽으로 설치하는 것이 가스켓의 가운데에 설치하는 것 보다 효과적임을 알 수 있었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제54권6호
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• pp.515-521
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• 2017

Large Cavitation Tunnel (LCT) of KRISO enables us to conduct cavitation tests of the propeller attached to a ship model. As the ship model tests are done at rather high Reynolds number of 107~108, flow measurement system such as pitot tube cannot be employed because of structural safety problems in its system and difficulties in installing it within the test section. Thus, KRISO has developed new 3-D LDV system used in large test section of LCT. There are several difficulties in using 3-D LDV, which did not allow efficient operation of it. The first trouble was the calibration using the conventional pin hole. To make the focus with same laser-beam waists at the wanted position, the high spatial resolution CCD is utilized in the calibration procedure for 3-D LDV. The off-axis configuration provides two velocity components in the horizontal plane and on-axis configuration gives third velocity component in the vertical plane. The horizontal velocity components are also obtained in the coincidence mode, which prevents any misleading results in the off-axis configuration. The nominal wake of Aframax tanker model is measured by the developed 3-D LDV system. The measured hull wake showed good agreement with that obtained by CFD calculation.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.271-278
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• 2004

본 논문에서는 토목 구조물에 대한 바람의 영향을 알아보기 위하여 수치 기법으로 해석하였다. 지간이 긴 현수교는 바람에 의한 공력탄성학적 분안정성에 놓일 수 있으므로, 설계 시 공기력은 주요한 고려사항이며 공탄성 안정성은 반드시 확인되어야 한다. 풍속이 임계 플러터 속도를 넘어서면, 교량 구조물은 바람과 상호작용에 의한 플러터 현상으로 인해 붕괴된다. 교량 단면의 공탄성 해석을 위해 전산유체역학과 전산구조해석을 이용하였으며, Navier-Stokes방정식을 사용하여 공기력을 구하였다. 본 연구에서는 구조 강성에 따른 교량 구조물의 임계 플러터 속도가 연구된다. 교량 단면의 임계 플러터 속도는 구조강성의 변화에 민감함을 확인할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권7호
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• pp.9-14
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• 2003

본 연구에서는 다중블록 격자를 병렬화 하기 위해서 다중블록/다중영역분할 기법을 제안하였다. 이 방법은 각 블록을 사용하고자 하는 프로세서의 개수만큼 나눔으로써 전체 프로세서에 대해서 균일한 로드 밸런싱을 유지할 수 있는 장점이 있다. 영역분할 기법에 따른 병렬화 효율 및 속도 향상률을 비교하기 위해서 다중블록/단일 영역분할 기법과 다중블록/다중 영역분할 기법을 서로 비교 하였으며, 블록간의 격자수가 크게 다른 경우 다중영역 분할 기법이 로드 밸런싱에 있어서 보다 안정적임을 확인 할 수 있었다. 또한 이를 CFDS에 적용함으로써 다중블록 다중영역분할 기법의 효용성을 검증하였다. 3차원 계산의 경우 프로세서 16개를 사용하는 경우 약 12배의 속도 향상률을 보였으며, 다중블록을 병렬화 하는데 있어서 다중블록/다중영역 분할 기법이 효율적인 도구가 될 수 있음을 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권10호
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• pp.5939-5944
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• 2014

폼모니터는 유조선 또는 위험화학품 선적운반선의 화물구역 화재를 진압하기 위해 화물탱크 갑판 상에 필수적으로 설치되어 있는 장치이다. 일반적으로 폼모니터의 주요한 설계 변수는 폼모니터를 통해 분사되는 소방 수의 분사거리이다. 그러나 현재까지 산업계에서는 폼모니터의 분사거리에 대한 수치 해석적 접근 보다는 경험에 근거한 데이터를 바탕으로 설계하고 있다. 따라서 새로운 폼모니터의 형상 설계 시 많은 시간과 비용이 필요한 실정이다. 본 논문에서는 폼모니터의 분사거리 예측에 대한 수치해석적인 방법을 제시하고 제안된 수치 해석 기법의 결과와 실험 데이터를 비교하여 제안된 해석 방법의 효용성을 검증하였다. 또한 설계 변경 된 폼모니터에 대하여 추가적인 수치해석을 통해 설계방안을 모색하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권7호
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• pp.673-679
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• 2015

본 연구는 비지배 분류 유전알고리즘(NSGA-II)을 이용하여 흐트러진 쿼드콥터의 자세를 빠르게 회복 할 수 있는 최적화된 PID(Proportional-Integral-Derivative) 이득 값을 얻고자 하였다. PID 제어에 앞서 로터가 4 개로 이루어진 쿼드콥터의 간격을 전산유체해석을 통해 정의하였으며, 정의된 쿼드콥터 모델을 통하여 PID 제어 알고리즘을 생성하였다. 반응표면 모델을 생성하기 위해 실험계획법의 하나인 D-최적계획법 이용하여 실험점을 배치 시킨 후 반응표면모델을 생성하였다. Roll 과 Altitude 의 두 값을 동시에 만족할 수 있는 PID 의 이득 값을 NSGA-II 를 통해 쿼드콥터의 최단 시간의 자세제어를 할 수 있는 최적의 이득 값을 얻을 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.106.1-106.1
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• 2010

석탄가스화기술은 매장량이 풍부하여 안정적인 공급이 보장되는 석탄을 이용함과 동시에 환경오염물질 감소라는 사회적 요구조건을 충족시키면서 화학제품, 석탄-가스화, 석탄-디젤화, 연료전지, 복합발전 등 다양한 분야에 응용이 가능한 장점이 있다. 특히 석탄가스화복합기술(Intergrated Coal Gasification Combined Cycle, IGCC)은 석탄을 고온, 고압하에서 가스화시켜 일산화탄소(CO), 수소($H_2$)가 주성분인 합성가스를 제조, 정제 후 가스터빈 및 증기터빈을 복합으로 구동하여 전기를 생산하는 친환경 차세대 발전기술로 주목을 받고 있다. 현재 IGCC 기술은 세계적으로 볼 때 상용화단계에 있고, 우리나라의 경우 한국형 IGCC 기술의 확보를 위한 연구사업이 진행중에 있다. 본 연구는 IGCC 발전플랜트의 발전효율을 결정하는 가장 중요한 부분이라 할 수 있는 가스화반응기의 모델링 기술을 개발하는 목적으로 진행되었다. 본 연구에서는 석탄가스화 반응기에서 발생하는 석탄의 휘발화와 Char의 표면반응 그리고 기상에서의 가스화반응등의 현상을 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics)을 이용하여 모델링하는 방법론이 연구되었다. 해석을 위한 형상은 해석에 소요되는 시간을 줄이고, 형상이 해석결과에 미치는 영향을 줄이고자 2차원으로 구성하였다. 해석을 위한 수학적모델으로는 난류모델, 가스화반응모델, Lagrangian particle tracking, Char reaction 등을 포함하였고, 해석을 위한 Solver는 Fluent를 이용하였다. 모델링결과에 의해 예측되는 합성가스의 조성을 상용급 IGCC 가스화기의 운전결과와 비교해 본 결과 본 연구에서 설정한 모델로 예측되는 온도 및 가스농도가 실험치와 유사하게 나타남을 알 수 있었고 이를 통하여 본 연구에서 설정한 모델링방법이 적절함을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권11호
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• pp.905-911
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• 2015

본 연구에서는 하부지지구조물 바닥판의 외곽영역에 위치한 구멍의 크기 변경(구멍 직경 감소)이 노심 입구 유량분포에 미치는 영향을 조사하기 위해 상용 전산유체역학 소프트웨어인 ANSYS CFX R.15를 사용하여 계산을 수행하였고, 기존 바닥판 구멍 형태에 대한 계산 결과와 비교하였다. 결론적으로 하부지지구조물 바닥판의 외곽영역에 위치한 구멍의 직경 감소를 통해 노심 입구에서 보다 균일한 유량 분포를 얻을 수 있었다. 따라서 원자력 규제측면에서 볼 때 본 연구에서 제시한 하부지지구조물 바닥판의 외곽영역 구멍 형태의 설계 변경은 연료집합체의 기계적 건전성 및 노심 열적여유도를 향상시킬 수 있다는 측면에서 바람직할 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권11호
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• pp.1127-1133
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• 2012

본 논문에서는 다중 버너를 채택한 2 t/h 급 수관식 보일러 휜(fin)이 설치된 증발관 모듈이 제안하였다. 휜의 형상은 보일러를 구성하는 각각의 모듈에서 고르게 증발이 이루어질 수 있도록 설계하였다. 이를 위해서 기존의 벌크 설계 과정이 아닌 각각의 열에 대해 에너지 보존을 고려하는 방식으로 설계를 수행하였다. 설계한 증발관 모듈로 2 t/h 급 수관식 보일러를 제작하여 성능을 실험하여 설계를 검증하였다. 설계 과정에서 고려되지 않은 입구 조건 등의 2, 3차원 효과를 파악하기 위하여 수치해석을 병행하였다. 수치해석은 휜 팁의 온도도 예측하기 위하여 증발관의 전도를 포함한 복합열전달해석을 하였다. 휜이 설치될 경우 휜의 크기와 밀도가 증가할수록 열전달 계수가 상관식보다 낮아졌고 수치해석으로 구한 휜 팁의 온도는 해석해로 예측한 값보다 높게 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권7호
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• pp.721-730
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• 2012

본 연구에서는 벽면부착에 의해 야기되는 다상유동에 대한 수치적 연구를 제시한다. 먼저 다상유동 해석을 위해 표면장력에 대한 CSF(Continuum Surface Force) 모델 및 벽면부착 경계조건 모델을 비정렬격자계에 적합하도록 수치해석방법을 정립시키고, Myong(2009)이 개발한 비정렬격자계와 VOF 방법으로 체적포착법(volume capturing method)을 사용한 수치해석방법(코드)에 삽입하였다. 또한 본 수치해석방법을 사용하여 중력을 포함하여 어떤 외력도 존재하지 않고 오직 벽면부착에 의해 야기되는 유동현상인 원통형 탱크의 바닥에 위치한 얕은 물풀(water pool)에 대해 물이 벽면을 적시는 경우와 적시지 않는 경우에 대해 수치해석 하였다. 연구결과, 본 수치해석방법은 벽면부착에 의해 야기되는 다상유동 문제에 대한 유용성이 입증되었다.