• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2004년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.49-55
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• 2004

This paper addresses a numerical simulation of the flow and heat transfer in a simplified model of helically coiled tube steam generator using a general purpose computational fluid dynamic analysis computer code. The steam generator model is comprised of a cylindrical shell and helically coiled tubes. A cold feed water entered the tubes is heated up, evaporates. and finally become a superheated steam with a large amount of heat transferred continuously from the hot compressed water at higher pressure flowing counter-currently through the shell side. For the calculation of tube side two-phase flow field formed by boiling, inhomogeneous two-fluid model is used. Both the internal and external turbulent flows are simulated using the standard k-e model. The conjugate heat transfer analysis method is employed to calculate the conduction in the tube wall with finite thickness and the convections in the internal and external fluids simultaneously so as to match the fluid-wall-fluid interface conditions properly. The numerical calculations are peformed for helically coiled tubes of steam generator at an integral type pressurized water reactor under normal operation. The effects of tube-side inlet flow velocity are discussed in details. The results of present numerical simulation are considered to be physically plausible based on the data and knowledge from previous experimental and numerical studies where available.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제50권7호
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• pp.1173-1183
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• 2018

Transient fluid velocity and pressure fields in a pressurized water reactor (PWR) steam generator (SG) secondary side during the blowdown period of a feedwater line break (FWLB) accident were numerically simulated employing the saturated water flashing model. This model is based on the assumption that compressed water in the SG is saturated at the beginning and decompresses into the two-phase region where saturated vapor forms, creating a mixture of steam bubbles in water by bulk boiling. The numerical calculations were performed for two cases of which the outflow boundary conditions are different from each other; one is specified as the direct blowdown discharge to the atmosphere and the other is specified as the blowdown discharge to an extended calculation domain with atmospheric pressure on its boundary. The present simulation results obtained using the two different outflow boundary conditions were discussed through a comparison with the predictions using a simple non-flashing model neglecting the effects of phase change. In addition, the applicability of each of the non-flashing water discharge and saturated water flashing models for the confirmatory assessments of new SG designs was examined.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.171-181
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• 2011

최근 생산비용을 절감하고 고밀도의 해양에너지발전시스템을 구축하기 위한 다양한 접근이 시도되고 있다. 본 연구에서는 방재와 파랑에너지의 이용이라는 두 목적을 달성하기 위하여 가장 효율적인 에너지의 변환시스템으로 널리 알려져 있는 파력발전장치인 진동수주형(OWC, Oscillating Water Column) 파력발전시스템을 적용한 curtain식 저반사구조물에 대해 단주기파랑의 작용하에서 공기터빈에 직접 작용하는 압축공기의 흐름속도와 구조물에 작용하는 파압에 관한 특성을 3차원수치실험으로부터 검토한다. 해석에서는 기체와 액체의 혼상동적현상을 동일한 지배방정식으로 해석하는 이상류(二相流) 수치모델에 기초한 3차원수치파동수로를 적용하였다. 이로부터 입사파고의 변화와 curtain wall의 침수심에 따른 압축공기의 속도변화 및 작용파압의 특성을 확인하였고, 더불어 반사율이 최소가 되는 주기에서 압축공기의 최대속도가 발생하는 것을 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제24권1호
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• pp.67-80
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• 2014

본 연구에서는 임계하균열성장 변수를 구하기 위해 제안된 Wilkins의 시험법을 압열인장시험과 결합하여 화강암의 인장강도, Mode I 파괴인성과 임계하균열성장지수를 동시에 구하였으며 이를 사용하여 암석의 장기거동을 평가하였다. 또한 내부압력을 받는 압축공기저장(CAES) 공동에 대한 장기안정성을 수치해석코드인 FRACOD를 사용하여 해석하였다. 시험 결과 화강암의 임계하균열성장지수(n)는 29.39로 결정되었으며 5 ~ 6 MPa의 내압은 저장공동의 장기안정성에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 또한 시험 과정에서 측정한 미소파괴음을 분석한 결과 암석내의 미소균열 생성 및 전파에 따른 암석의 손상을 정량적으로 기술할 수 있었다. 만약, 실내와 동일한 조건으로 현장에서 AE 모니터링을 수행할 경우 AE 모니터링을 통해서 하중을 받는 암석의 현재 상태를 정량적으로 평가하는 것이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.62-67
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• 2022

Liquid hydrogen (LH₂) has a higher density than gaseous hydrogen, so it has high transport efficiency and can be stored at relatively low pressure. In order to use efficient bulk hydrogen in the industry, research for the LH₂ supply system is needed. In the high-pressure hydrogen station based on LH₂ currently being developed in Korea, a heat exchanger is used to heat up supercritical hydrogen at 700 bar and 60 K, which is pressurized by a cryogenic high-pressure pump, to gas hydrogen at 700 bar and 300 K. Accordingly, the heat exchanger used in the hydrogen station should consider the design of high-pressure tubes, miniaturization, and freezing prevention. A helical heat exchanger generates secondary flow due to the curvature characteristics of a curved tube and can be miniaturized compared to a straight one on the same heat transfer length. This paper evaluates the heat transfer performance through parametric study on the distance between coils, guide effect, and anti-icing design of helical heat exchanger. The helical heat exchanger has better heat transfer performance than the straight tube exchanger due to the influence of the secondary flow. When the distance between the coils is uniform, the heat transfer is enhanced. The guide between coils increases the heat transfer performance by increasing the heat transfer length of the shell side fluid. The freezing is observed around the inlet of distribution tube wall, and to solve this problem, an anti-icing structure and a modified operating condition are suggested.

• 공업화학
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• 제33권6호
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• pp.618-623
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• 2022

분리판은 반응물 및 전자를 전달하고 부산물인 물과 열을 배출하며, 막전극접합체의 지지체 역할을 하는 고분자전해질 연료전지의 핵심 구성요소이다. 따라서 분리판의 유로 구조는 연료전지의 성능을 향상시키는데 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 압축률이 다른 구리 폼을 cathode 분리판에 적용한 25 cm² 단위 전지를 이용하여 성능 평가를 수행하였다. 금속 폼의 압축률이 증가할수록 총 저항이 감소하였으며, 특히 전하전달과 물질전달 저항이 사형 유로에 비해 크게 개선되어 중전류밀도 및 고전류밀도 영역에서 전압 손실을 줄일 수 있었다. 가압한 공기를 사용한 사형 유로 구조의 경우 연료전지의 성능이 압축한 금속 폼(S3)을 적용한 유로와 중전류밀도 영역까지는 큰 차이가 없었으나, 고전류밀도 영역에서는 유로 구조의 한계로 낮은 성능을 보였다.

• 한국가스학회지
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• 제13권6호
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• pp.15-20
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• 2009

대도시 대기질 개선을 위한 정부 정책에 의해 1990년대 이후 천연가스 차량의 보급 대수는 계속 증가하고 있다. 그러나 천연가스 차량은 환경면에서 유리한 대신 화재 발생 시 대형 사고가 잠재하므로 항상 안전에 대한 대책이 요구된다. 천연가스 차량에 장착되는 여러 가지 연료 부품 중 체크밸브는 연료용기에 충전된 고압의 천연가스가 연료주입구를 통해 외부로 방출되지 않도록 하는 안전장치로서 반 복사용에 따른 내구성이 보장되어야 하는 부품이다. 본 연구에서는 천연가스 차량용 체크밸브를 대상으로 반복 사용시험, 극한 떨림시험에 따른 내구성능과, 압축기 오일에 의한 밸브 씰의 영향을 평가하였다. 실험 결과 천연가스 차량에 사용되고 있는 체크밸브는 인증규정을 만족하였지만 압축기 오일에 오랫동안 노출될 경우 밸브 씰의 누설방지 기능에 문제를 발생시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제30권6호
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• pp.301-307
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• 2020

In this study, factors considered to be causes of promotion of densification of sintered pellets identified during phase change are reviewed. As a result, conclusions shown below are obtained for each factor. In order for MA powder to soften, a temperature of 1,000 K or higher is required. In order to confirm the temporary increase in density throughout the sintered pellet, the temperature rise due to heat during phase change was found not to have a significant effect. While examining the thermal expansion using the compressed powder, which stopped densification at a temperature below the MA powder itself, and the phase change temperature, no shrinkage phenomenon contributing to the promotion of densification is observed. The two types of powder made of Ti-silicide through heat treatment are densified only in the high temperature region of 1,000 K or more; it can be estimated that this is the effect of fine grain superplasticity. In the densification of the amorphous powder, the dependence of sintering pressure and the rate of temperature increase are shown. It is thought that the specific densification behavior identified during the phase change of the Ti-37.5 mol.%Si composition MA powder reviewed in this study is the result of the acceleration of the powder deformation by the phase change from non-equilibrium phase to equilibrium phase.