• 제목/요약/키워드: design low flows

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바이오 가스터빈 연소기의 비반응장과 반응장의 3차원 유동해석 (CFD Simulation of Non-reacting and Reacting Flows for a Gas Turbine Combustor Firing Biogas)

  • 안윤호;남삼식;최진훈;임지혁;김호근;전재철
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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    • pp.439-444
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    • 2011
  • 최근 두산중공업은 바이오가스를 연료로 사용하는 가스터빈엔진을 개발하고 있다. 본 논문은 바이오 가스터빈엔진의 주요 구성품 중 하나인 연소기의 비반응장과 반응장 해석에 대한 것이다. 해석을 통해 연소기 설계 결과를 검증하고 다양한 Fuel Distribution Ratio에서의 연소기 작동 거동을 예측하였다. 해석 결과는 두산에서 자체 수행한 리그 시험 결과와 비교하였다. 해석 결과 연소기 압력 손실, 공기 분배비, 재순환 유동의 예측은 신뢰할 만한 수준이며, 낮은 Fuel Distribution Ratio 영역에서의 NOx 생성 추세는 다소 불일치하였다.

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Cyclical and Structural Aspects of the Recent Export Trends: Evidence from Korea

  • Lee, Sooyoung
    • Journal of Korea Trade
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    • 제23권8호
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    • pp.1-26
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    • 2019
  • Purpose - This paper investigates the recent trade collapse, recovery, and prolonged slowdown to shed light on the discussions about whether the current slowdown is structural or cyclical. I examine structural, cyclical, and heterogeneous aspects of the recent trade trends using detailed statistics of a small open economy, South Korea, whose economic success and growth have been heavily dependent on exports. Design/methodology - I use both aggregated and disaggregated trade statistics of South Korea. I apply the following methodologies: 1) I decompose the trade growth into the extensive and the intensive margin and observe the effect of prices over time. 2) I estimate the trade-income elasticities focusing on the world's import demand, separately for goods from the world and from Korea. 3) I compare the drop in goods exports in slowdown and trade collapse, which are the two unusual periods in the recent history when world trade has substantially dropped altogether. Findings - I show that while the last drop of trade after 2015 has cyclical aspects, there is evidence that the continued slowdown from 2012 is structural: 1) the so-called 'China factor' is found in the analysis of trade-income elasticity of the world and China for imports from Korea. 2) The bilateral trade barriers between Korea and its principal trading partners are universally tightening. 3) Firm sizes, destination countries, and the mode of transactions affect disaggregated trade flows during the slowdown periods. Originality/value - This paper contributes to the debate regarding whether the current trade slowdown is structural or cyclical. I provide two concrete evidence that the export drop in 2015 stems from low oil prices: one is the divergence of Korean export value index from its export quantity index, which started in late 2014 when oil prices plunged. I also contribute to the literature by providing evidence that Korea's trade barriers with important trading partners are steadily increasing since 2012 as the protectionist measures toward Korea's export products are steeply increasing after the global financial crisis.

쓰로틀밸브 급개방시 기류소음의 4극음원에 대한 정량적 해석 (Quantitative Analysis of Quadrupole Noise Sources upon Quick Opening The Throttle)

  • 김재헌;정철웅;김성태;이수갑
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2002년도 하계학술발표대회 논문집 제21권 1호
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    • pp.469-474
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    • 2002
  • In recent years, modularization of engine parts has increased the application of plastic products in air intake systems. Plastic intake manifolds provide many advantages including reduced weight, contracted cost, and lower intake air temperatures. These manifolds, however, have some weakness when compared with customary aluminium intake manifolds, in that they have low sound transmission loss because of their lower material density. This low transmission loss of plastic intake manifolds causes several problems related to flow noise, especially when the throttle is opened quickly. The physical processes, responsible for this flow noise, include turbulent fluid motion and relative motion of the throttle to the airflow. The former is generated by high-speed airflow in the splits between the throttle valve and the inner-surface of the throttle body and surge-tank, which can be categorized into the quadrupole source. The latter induces the unsteady force on the flow, which can be classified into the dipole source. In this paper, the mechanism of noise generation from the turbulence is only investigated as a preliminary study. Stochastic noise source synthesis method is adopted for the analysis of turbulence-induced, i.e. quadrupole noise by throttle at quick opening state. The method consists of three procedures. The first step corresponds to the preliminary time-averaged Navier-Stokes computation with a $k-\varepsilon$ turbulence model providing mean flow field characteristics. The second step is the synthesis of time-dependent turbulent velocity field associated with quadrupole noise sources. The final step is devoted to the determination of acoustic source terms associated with turbulent velocity. For the first step, we used market available analysis tools such as STAR-CD, the trade names of fluid analysis tools available on the market. The steady state flows at three open angle of throttle valve, i.e. 20, 35 and 60 degree, are numerically analyzed. Then, time-dependent turbulent velocity fields are produced by using the stochastic model and the flow analysis results. Using this turbulent velocity field, the turbulence-originated noise sources, i.e. the self-noise and shear-noise sources are synthesized. Based on these numerical results, it is found that the origin of the turbulent flow and noise might be attributed to the process of formulation and the interaction of two vortex lines formed in the downstream of the throttle valve. These vortex lines are produced by the non-uniform splits between the throttle valve and inner cylinder surface. Based on the analysis, we present the low-noise design of the inner geometry of throttle body.

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상온-저온 RF 커플러 유한요소해석 (Finite Element Analysis of RF Coupler in Normal-Low Temperature)

  • 김한솔;이학용;박찬;이재열;임동열;유정훈;현명욱
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권10호
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    • pp.1101-1107
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    • 2014
  • 중이온 입자가속기는 중이온을 radio frequency (RF) 주파수로 가속하는 장치이다. RF 공동부에 인가된 전기장은 입력된 RF 파에 의해 전자기파의 위상에 맞춰 중이온을 연속적으로 가속한다. 이를 위해서는 안정적으로 RF 파를 공동부 내부에 전달할 수 있는 커플러의 형상설계가 요구된다. 중이온 가속기에서의 RF 커플러는 입력부와 RF 주파수의 파를 방출하는 커플러 양 끝단 간의 온도차이가 매우 크다. 이 온도차를 극복하기 위해선 초저온(약 0K)부터 상온 간(약 300K)의 열 변형을 고려한 해석 및 설계기술이 필요하다. 본 연구는 RF 커플러의 구조에 따른 출력 전기장의 세기와 온도 분포, 열 손실과 열 변형을 고려한 내구도 분석을 통해 성능 향상을 위한 방안들을 도출하는 것을 목적으로 하였다.

교통섬 설치가 보행자 교통사고에 미치는 영향 연구 (The Influence of Traffic Islands on Pedestrian Safety)

  • 이수범;김명숙;장일준;김장욱
    • 대한교통학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.107-115
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    • 2009
  • 교통섬은 차량과 보행자를 안전하고 질서있게 이동시킬 목적으로 설치하며, 상충하는 교통류를 분리하거나 보행자 대피를 위하여 설치한 차로간의 특정구역이다. 기존의 연구문헌이나 설치기준을 살펴보면 설치목적과 설치효과만 언급하고 있을 뿐 교통섬의 설치여부에 따른 안전성 판단기준이 없는 실정이다. 본 연구에서는 도시부 교차로의 도로조건, 교통조건, 교통사고 자료 등을 분석하여 사고발생여부와 관련성이 높은 변수를 선정하고, 그 변수들과 교차로 보행자 교통사고 발생 여부를 이용하여 로짓모형을 통해 보행자 교통사고 확률모형을 구축하였다. 또한 교차로 설계시 교통량과 교차로 크기에 따른 보행자 교통사고 발생확률을 분석하여 교통섬 설치효과를 보행자 안전측면에서 제시하였다. 분석결과 큰 교차로에서 교통량이 많은 경우 교통섬으로 인해 보행자 교통사고가 발생할 확률이 높은 것으로 나타났으며, 큰 교차로에서 교통량이 적은 경우 교통섬으로 인해 보행자 교통사고 발생확률이 적은 것으로 분석되었다. 이는 교통섬 설치로 인해 모든 교차로에서 보행자가 안전성이 향상되는 것은 아니기 때문에, 교통섬 설치시 보행자 안전 측면을 고려한 설계 및 운영이 필요한 것으로 사료된다.

공동주택단지 배치유형별 열환경 영향성 분석: 유체역학 시뮬레이션을 기반으로 (Analysis of Thermal Environment Impact by Layout Type of Apartment Complexes for Carbon Neutrality Net-Zero: Based on CFD Simulation)

  • 이건원;조영태
    • 토지주택연구
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    • 제14권3호
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    • pp.93-106
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    • 2023
  • 본 논문은 우리나라의 아파트를 대상으로 아파트 단지 유형에 따른 열환경 변화를 CFD 기법을 이용하여 시뮬레이션을 수행하고, 유형별 열환경을 평가하고자 하였다. 이를 위해 본 연구는 2000년대와 2010년대 주요 아파트 단지 유형에 대한 선행연구를 참고하여 4가지 유형을 추출한 후, 바람 유입 방향에 따른 아파트 단지 배치와 기온 변화를 분석하였다. 각 유형별로 타워형, 판상형, 혼합 주동 유형을 이용하여 표준화 모형을 제작하였으며, 이들 유형에 대해 총 8개 방향에서의 바람 유입 상황을 상정했다. 이러한 모형 및 조건을 바탕으로 CFD 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과, 타워형으로만 구성된 유형과 타워형을 단지 중앙에 배치하는 유형에서 바람의 방향과 상관없이 상대적으로 온도가 낮았은 것으로 나타났다. 이들 유형에서 단지 내부로 바람이 잘 유입되기 때문인 것으로 풀이되었다. 이러한 본 연구의 결과는 건물의 형태 및 단지의 배치 유형에 따라 바람의 유동 및 그에 따른 온도 분포 패턴이 상이한 것으로 나타나 설계 초기 단계에서 단지의 배치에 대한 신중한 고려가 필요함을 확인하다. 본 연구의 결과는 향후 아파트 단지의 초기 설계단계에서 지속 가능한 주거환경 조성을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

다중 사출설비 환경에서 후가공 공정의 통합운영을 위한 컨베이어 구조 설계에 관한 연구 (Design of Conveyor Structure for Integrated Post-Process in Multi-Injection Molding Machine Environments)

  • 김기범
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권5호
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    • pp.22-27
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    • 2020
  • 본 연구는 다수의 사출기가 병렬로 배치된 사출공장의 생산 환경에서 생산성 및 물류효율을 동시에 개선할 수 있는 방법론을 다루고자 한다. 일반적으로 사출공장의 저층부에 위치한 사출기에는 사상 등의 후가공 공정이 연속 배치되어 있고, 후가공을 담당하는 작업자 1~2명이 항시 배치되어 있다. 사출기 앞은 후가공 및 이후 공정으로의 물류 이송작업으로 인해 생산성 저하는 물론이고, 매우 복잡한 물류 흐름이 형성되어 있다. 이에 본 연구에서는 사출기마다 배치되어 있는 후가공 공정을 통합 운영하고, 통합된 후가공 공정에 사출품을 자동 이송하기 위한 컨베이어 구조를 설계하기 위한 방법론을 제안한다. 이를 위해 통합 후가공 공정으로의 투입 컨베이어 구조와 대수를 선정하기 위한 모델 및 각 사출기와 컨베이어를 연결하기 위해 최적의 조합을 찾기 위한 모델을 다룬다. 제안 방법론은 공정의 통합과 물류 방식의 재설계를 통해 생산성을 개선함과 동시에 물류 효율을 높일 수 있는 총합생산성 개선모델이다. 마지막으로 본 연구에서 제안한 방법론을 가전제품 외관에 사용되는 사출품을 생산하는 사출공장을 대상으로 적용하여, 실제 생산 환경에의 적용가능성을 확인함과 동시에 생산성 및 물류효율이 40% 이상 개선됨을 검증하였다.

파랑관통형 선형의 선체유기 유동소음특성에 관한 연구 (Analysis of Hull-Induced Flow Noise Characteristics for Wave-Piercing Hull forms)

  • 최원석;홍석윤;송지훈;권현웅;서정화;이신형
    • 해양환경안전학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.619-627
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    • 2018
  • 선박의 고속, 대형화 및 규제강화의 추세에 따라 유동소음의 중요성이 강조되고 있다. 그러나 항공, 철도 등의 공력소음 분야에서 유동소음을 설계에 반영하고 있는 것에 반해 조선해양분야에서는 고려되지 않고 있다. 본 연구에서는, 선체유기 유동소음의 해석절차를 정립하고 쇄파의 영향이 작고 선체선형에 의한 유기소음의 특성이 뚜렷한 파랑관통형 선형에 대해 소음특성을 분석하였다. 선체유기 유동소음의 주요 메커니즘인 난류경계층 내부의 복잡한 난류유동과 구조물의 유체-구조 연성적 소음원은 벽면변동압력을 이용하여 가진력을 모델링하고 파워흐름해석법을 이용하여 진동음향 응답해석을 수행하였다. 주파수 영역 및 선체부위에 따라 상의한 소음특성을 가지며 저주파수 영역에서 선형의 영향이 상대적으로 크고 유속에 비례하는 경향을 확인할 수 있었다.

1차측 환류 다이오드를 제거한 ZVZCS Three Level DC/DC 컨버터에 관한 연구 (A Study on the ZVZCS Three Level DC/DC Converter without Primary Freewheeling Diodes)

  • 배진용;김용;백수현;권순도;김필수;계상범
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제16권6호
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    • pp.66-73
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    • 2002
  • 본 논문에서는 1차측 환류 다이오드를 제거한 ZVZCS(영전압 영전류 스위칭) Three Level DC/DC 컨버터에 관하여 논하였다. 제안된 컨버터는 1차측 회로를 Three Level 결선하고, 여기에 위상이동 스위칭 방법을 이용하여, 스위치 전압 스트레스를 저감시킬 수 있으므로, 기존의 Full-Bridge 컨버터에 비하여 스위칭 손실이 적고, 고전압 응용 분야에 적합하다. 기존의 경우 2차측에 한 개의 커패시터와 두 개의 다이오드를 이용한 보조회로를 부가하여, 누설 인덕터와 2차측 보조 커패시터를 이용하여 공진을 일으킴으로써 주 스위치의 영전압 영전류 스위칭(ZVZCS)이 가능하였다. 그러나 새로운 컨버터는 기존의 보조 회로에 결합 인덕터를 추가함으로써, 누설 인덕터, 2차측 보조 커패시터, 2차측 결합 인덕터가 공진을 일으키므로 기존의 경우보다 도전 손실이 저감된 고효율 컨버터를 구현할 수 있다. 또한 1차측 순환 전류의 현저한 감소로 환류 손실이 작아지며, 1차측에 환류 다이오드를 제거한 경제적인 Three Level 컨버터를 구현하였다. 본 논문에서는 제안된 컨버터의 동작원리, 해석 및 특성에 대해서 논하였으며, IGBT를 사용하여 1[㎾]급 시작품을 제작, 50[KHz]에서 실험하였다.

설비공학 분야의 최근 연구 동향 : 2013년 학회지 논문에 대한 종합적 고찰 (Recent Progress in Air-Conditioning and Refrigeration Research : A Review of Papers Published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering in 2013)

  • 이대영;김사량;김현정;김동선;박준석;임병찬
    • 설비공학논문집
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    • 제26권12호
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    • pp.605-619
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    • 2014
  • This article reviews the papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering during 2013. It is intended to understand the status of current research in the areas of heating, cooling, ventilation, sanitation, and indoor environments of buildings and plant facilities. Conclusions are as follows. (1) The research works on the thermal and fluid engineering have been reviewed as groups of fluid machinery, pipes and relative parts including orifices, dampers and ducts, fuel cells and power plants, cooling and air-conditioning, heat and mass transfer, two phase flow, and the flow around buildings and structures. Research issues dealing with home appliances, flows around buildings, nuclear power plant, and manufacturing processes are newly added in thermal and fluid engineering research area. (2) Research works on heat transfer area have been reviewed in the categories of heat transfer characteristics, pool boiling and condensing heat transfer and industrial heat exchangers. Researches on heat transfer characteristics included the results for general analytical model for desiccant wheels, the effects of water absorption on the thermal conductivity of insulation materials, thermal properties of Octadecane/xGnP shape-stabilized phase change materials and $CO_2$ and $CO_2$-Hydrate mixture, effect of ground source heat pump system, the heat flux meter location for the performance test of a refrigerator vacuum insulation panel, a parallel flow evaporator for a heat pump dryer, the condensation risk assessment of vacuum multi-layer glass and triple glass, optimization of a forced convection type PCM refrigeration module, surface temperature sensor using fluorescent nanoporous thin film. In the area of pool boiling and condensing heat transfer, researches on ammonia inside horizontal smooth small tube, R1234yf on various enhanced surfaces, HFC32/HFC152a on a plain surface, spray cooling up to critical heat flux on a low-fin enhanced surface were actively carried out. In the area of industrial heat exchangers, researches on a fin tube type adsorber, the mass-transfer kinetics of a fin-tube-type adsorption bed, fin-and-tube heat exchangers having sine wave fins and oval tubes, louvered fin heat exchanger were performed. (3) In the field of refrigeration, studies are categorized into three groups namely refrigeration cycle, refrigerant and modeling and control. In the category of refrigeration cycle, studies were focused on the enhancement or optimization of experimental or commercial systems including a R410a VRF(Various Refrigerant Flow) heat pump, a R134a 2-stage screw heat pump and a R134a double-heat source automotive air-conditioner system. In the category of refrigerant, studies were carried out for the application of alternative refrigerants or refrigeration technologies including $CO_2$ water heaters, a R1234yf automotive air-conditioner, a R436b water cooler and a thermoelectric refrigerator. In the category of modeling and control, theoretical and experimental studies were carried out to predict the performance of various thermal and control systems including the long-term energy analysis of a geo-thermal heat pump system coupled to cast-in-place energy piles, the dynamic simulation of a water heater-coupled hybrid heat pump and the numerical simulation of an integral optimum regulating controller for a system heat pump. (4) In building mechanical system research fields, twenty one studies were conducted to achieve effective design of the mechanical systems, and also to maximize the energy efficiency of buildings. The topics of the studies included heating and cooling, HVAC system, ventilation, and renewable energies in the buildings. Proposed designs, performance tests using numerical methods and experiments provide useful information and key data which can improve the energy efficiency of the buildings. (5) The field of architectural environment is mostly focused on indoor environment and building energy. The main researches of indoor environment are related to infiltration, ventilation, leak flow and airtightness performance in residential building. The subjects of building energy are worked on energy saving, operation method and optimum operation of building energy systems. The remained studies are related to the special facility such as cleanroom, internet data center and biosafety laboratory. water supply and drain system, defining standard input variables of BIM (Building Information Modeling) for facility management system, estimating capability and providing operation guidelines of subway station as shelter for refuge and evaluation of pollutant emissions from furniture-like products.