• 한국항공우주학회지
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• 제46권6호
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• pp.445-451
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• 2018

본 논문에서는 현재 한국항공우주학회 공기역학부문위원회에서 주관하고 있는 EFD-CFD 비교 워크숍의 여러 과제 중 CASE 4 삼각날개(Delta Wing)의 천음속영역의 유동해석 결과를 작성하였다. 풍동실험은 추후에 진행될 예정이며, -5~20도 받음각 영역에서의 CFD 해석을 수행하였다. 해석을 수행한 마하수는 0.7, 0.85, 1.2이다. 삼각날개의 적합한 해석조건을 찾기 위해서 기준격자 크기를 조절하여 격자의존성 해석을 수행하였고, 선택한 격자로 받음각 변화에 따라 양력계수와 항력계수의 경향을 파악하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.688-692
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• 2005

Importance of substitute energy has been increasing due to environmental issues and lack of fossil fuels. In addition, heating cost that occupies from 30 to $40\%$ of the total production cost in Korean protected cultivation needs to be reduced for profitability and global competition. But, studying on substitute energy to solve these problems has not been activated for Korean protected cultivation. Therefore, this study was conducted to develop a geothermal heat pump system for cool ing and heat ing of greenhouses at a lower cost than conventional hot air heater and air conditioner. Fundamental test of heat transfer characteristics in soil was conducted by computer simulation and controlled tests for its verification. Based on the results of the theoretical and empirical investigations, an optimum heat pump system was developed and the performance was evaluated for practical use in a greenhouse at the Pusan Horticultural Experiment Station. The system was compared with a conventional hot air heating system through a cucumber growing test and economic feasibility analysis. Results of the application test of the geothermal heat pump showed that with an initial setting of $15^{\circ}C$ the inside temperature of the greenhouse could be maintained between 15 and $17^{\circ}C$. Results of the cucumber growing test showed that there were no significant differences in average height, leaf length, leaf width, number of nods, leaf area, dry weight and yield between the plots wi th the geothermal heat pump system and a conventional hot air heater. Economic feasibility analysis indicated that the variable cost of the hot air heater could be saved $81.2\%$ using the geothermal heat pump system. It was concluded that the geothermal heat pump system might be a pertinent heating and cooling system for greenhouses because of the low operating cost and the use of environment-friendly geothermal energy.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.2220-2224
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• 2009

하천의 수질모의를 위해서는 정상상태 모델인 QUAL2E 가 널리 사용되어 왔다. 그러나 우리나라는 기후 특성상 하절기에 강우가 집중되고 경우에 따라서는 댐등에 의해 장기간 수류의 지체현상이 발생하므로 지역 및 시기에 따라 발생하는 수질 문제가 서로 다를 수 있다. 따라서 우리나라의 대부분의 수체에서는 시간에 따라 모의를 할 수 있는 비정상 상태의 수질모델이 적용되어야 할 필요가 종종 발생한다. 미국공병단에서 개발된 CE-QUAL-W2 모델은 2차원 모델로서 수리동역학과 수질반응역학을 한데 묶어서 풀이하였다는 점에서 획기적인 변화로 볼 수 있다. 이 모델은 종방향으로 길고 수심이 깊으며 상대적으로 하폭이 좁은 형태의 수체에 적합하며 하폭방향의 수질 변화를 나타내는 데 사용되지 못하는 단점이 있다. WASP(Water Quality Analysis and Simulation Program) 은 미국 환경부에서 개발한 비정상상태 3차원 수질모델로서 세계적으로 다양한 수체에 널리 사용되어 왔다. 이 모델에서 1차원적 흐름을 예측할 수 있는 DYNHYD 라는 수리학적 부프로그램은 2차원 또는 3차원 상황에서는 사용할 수가 없었음에 따라 수리학적 고려가 빈약한 것이 이 모델의 가장 큰 약점으로 지적되어 왔다. 최근 미국 환경부는 EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code) 라는 3차원 수리동역학 프로그램을 이용하여 대상 수체의 수리학적 거동을 모의하고 그 결과를 WASP7 에 연계시킬 수 있도록 하여 기존의 단점을 대폭 보완하였다. 본 연구에서는 금강 상류에 위치하고 있는 용담호를 대상으로 EFDC 를 이용하여 2005년 1년간 수위 및 수온성층현상을 예측하고 그 결과가 WASP 에 연결되어 사용될 수 있도록 하였다. 적절한 격자의 수를 결정하기 위하여 다양한 경우가 시행착오적으로 시험되었으며 비교적 적은 숫자의 격자로도 수위 및 수온의 모의가 가능하다는 것을 발견하였다.

• 한국가스학회지
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• 제14권5호
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• pp.1-6
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• 2010

본 연구는 가정용 보일러의 연소실 전산유동해석을 통해 연소실 내부의 온도분포 및 유동형태를 해석하였다. 전산해석을 통해 연소실의 열교환기 구조변화에 따른 효율향상 및 배기가스 발생 특성을 예측하였다. 2단 열교환기 장착시 연소실 내부의 온도를 하강시킴으로서 연소가스의 고온영역 체류시간 감소로 Thermal NOx의 생성이 억제되어 NOx의 발생량이 감소할 것으로 예측되었다. 효율면에서는 2단 열교환기 장착 시 1단 열교환기에 비해 약 24%의 효율이 상승하였다. 반면에 2단 열교환기 장착 시 약 10%의 압력손실이 증가하는 것으로 확인되었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.255-267
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• 2008

대표적인 상용 CFD 코드 중 하나인 FLOW-$3D^{(R)}$에 포함된 강체에 대한 6-자유도 운동을 적용한 음해법의 GMO 방법을 이용하여 항주파의 재현 가능성을 살펴보았다. 모델에 의한 항주파의 형상 재현시 depth Froude number에 따른 수평 파형이 잘 재현되었으며, 선박의 직선항로 항행시 일정한 수심인 경우와 실제 수심인 경우를 비교함으로써 모델이 수심에 따른 파형의 변화를 잘 재현함을 알 수 있었다. 또한, 모델에 의해 실제 수심조건에서 두 척의 선박이 교차 진행할 경우와 선박이 곡선항로를 항행할 경우에 대한 항주파를 잘 재현할 수 있음을 보였다. 따라서, FLOW-$3D^{(R)}$를 이용하여 항주파를 수치모의할 경우 관측을 통한 모델의 검 보정을 통해 항로와 항구에서의 항주파를 보다 정확하게 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제9권3호
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• pp.49-56
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• 2004

A heated and expanded helium is used to pressurize liquid propellants in propellant tanks of propulsion system of liquid propellant launch vehicles. To produce a heated and expanded helium, an hot-gas heat exchanger is used by utilizing heat source from an exhausted gas, which was generated in a gas generator to operate turbine of turbo-pump and dumped out through an exhaust duct of engine. Both experimental and numerical approaches of hot-gas heat exchanger design were conducted in the present study. Experimentally, siliconites - electrical resistance types - were used to simulate the full heat condition instead of an exhausted gas. Cryogenic heat exchangers, which were immersed in a liquid nitrogen pool, were used to feed cryogenic gaseous helium in a hot-gas heat exchanger. Numerical simulation was made using commercially utilized solver - Fluent V.6.0 - to validate experimental results. Helically coiled stainless steel pipe and stainless steel exhausted duct were consisted of tetrahedron unstructured mesh. Helium was a working fluid Inside helical heat coil and regarded as an ideal gas. Realizable k-』 turbulent modeling was adopted to take turbulent mixing effects in consideration. Comparisons between experimental results and numerical solutions are Presented. It is observed that a resulted hot-gas heat exchanger design is reliable based on the comparison of both results.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권10호
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• pp.865-871
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• 2014

본 연구는 벤츄리 시스템을 미세기포 생성을 위한 공기공급 장치로 개발하는데 그 목표를 두고 수행하였다. 이를 위해 상용유동해석 프로그램인 ANSYS CFX-15를 사용한 전산 유동해석을 통해 기하학적 형상변화가 벤츄리 관 내 유동특성들에 미치는 영향을 규명하였다 그리고 공급공기를 공급하는 공기 공급관의 위치, 크기, 개수 등을 변수로 2-유체 유동 해석을 수행하여 이들 설계 값들이 공기 공급 특성에 미치는 효과를 규명하였다. 최종적으로 직경 비 ${\beta}=0.75$의 벤츄리 확대관이 시작되는 위치에 공기 공급 구멍을 설치할 경우 가장 많은 공기가 벤츄리 관으로 유입되는 것을 확인할 수 있었으며, 유입공기 공급구멍 개수 및 직경과 벤츄리 관 내 공급되는 공기량 사이에는 선형적인 관계가 성립됨을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권4호
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• pp.321-327
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• 2008

극초음속으로 비행하는 추진기관이 직면하는 고속 유동 등 제반 현상을 모사하기 위한 지상시험 설비로 충격파 풍동을 설계, 구축한 후 성능 시험을 수행하였다. 개발된 준 일차원 작동 해석를 이용하여 설계점을 파악한 후, 극초음속 시험설비 구축을 위한 개념 설계를 완료하였다. 이어 단위 해석 코드를 이용하여 구체적인 성능 설계 및 각 구성품에 대한 설계를 완료, 구축한 후, 다양한 운용조건에서 성능시험을 수행하였다. 본 논문에서는 이론해석 결과를 바탕으로 이루어진 개념 설계와 준 1차원 다화학종 해석 코드를 이용한 개념설계 검증 및 성능설계 결과 등 극초음속 충격파 풍동 설계방법을 제시하였다.

• 한국농공학회논문집
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• 제58권6호
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• pp.9-21
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• 2016

Agricultural reservoirs in Korea have been recognized as an emerging resource for recreational and cultural activities for residents. However, most of the reservoirs are eutrophic and showing high level of contamination with nuisance algal bloom and offensive odor during the summer. For better management and restoration of the reservoirs' water quality, scientific modeling approaches could be used to diagnose the problems and evaluate the efficacy of alternative control measures. The objectives of this study were to validate the performance of a three-dimensional (3D) hydrodynamic and water quality model (Environmental Fluid Dynamics Code, EFDC) for a eutrophic agricultural reservoir and assess the effect of bypassing of the effluent from a wastewater treatment plant on the reservoir water quality. The 3D model successfully simulated the temporal variations of water temperature, DO, TOC, nitrogen and phosphorus species and Chl-a observed in 2014 and also captured their spatial heterogeneity in the reservoir. The simulation results indicated that the point source bypassing may reduce the T-N and T-P concentrations of the reservoir by 6.6 ~ 8.2 %, and 1.7 ~ 16.8 %, respectively. The bypassing, however, showed a marginal effect on the control of TOC due to the increased algal biomass associated with the increased water retention time after bypassing as well as the lower TOC level of the effluent compared to the ambient reservoir water.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.59-59
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• 2011

파랑의 전파와 변형에 대한 연구에는 수심방향으로 적분한 2차원방정식인 완경사방정식과 Boussinesq 방정식을 기반으로 한 수치모형을 이용한 연구가 최근까지 가장 활발하게 진행되어 오고 있다. 그러나 실제 구조물의 설계에는 2차원 수치모형에서 고려할 수 없는 수심방향 유속에 기인한 정확도의 문제로 인해 구조물의 형상과 재원을 설계하기 위한 정교한 수치모형실험이 어려워 주로 수리모형실험에 의존해 왔다. 수리모형실험은 실제 현상을 가장 잘 재현해낼 수 있어 신뢰성이 매우 높지만 다양한 실험을 수행하기가 어렵고 많은 시간과 비용이 소요되는 단점이 있다. 이에 따라 최근 수심방향으로 완전한 운동방정식인 Navier-Stokes 방정식을 푸는 3차원 수치모형에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이론적으로 매우 우수한 모형이긴 하나 정확도 높은 결과를 얻기 위해서는 매우 조밀한 격자를 필요로 하기 때문에 아직까지 막대한 계산시간이 필요하다는 단점이 있으나 컴퓨터 기술이 급격한 속도로 발전하고 있어 Navier-Stokes 방정식 모형의 적용 가능성은 계속 높아지고 있다. 파랑변형을 다루는 수치모형실험을 수행할 때 외부조파를 사용할 경우 구조물이나 지형에 의해 반사되어 나온 파랑이 조파지점에 도달할 때 실험영역으로 재 반사되는 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해 내부조파기법의 개발에 대한 연구가 필수적이었으며, 자유수면변위를 변수로 사용하는 모형의 경우 그 연구가 매우 활발하게 진행되어 왔다. 한편, Navier-Stokes 방정식 모형의 경우 자유수면변위를 변수로 사용하는 2차원 모형에 비해 상대적으로 연구가 미흡하였다. 본 연구에서는 기존의 연직 2차원 Navier-Stokes 방정식 모형에 사용된 연속방정식에 질량 원천항을 추가하는 내부조파기법을 도입하여 3차원 수치모형에서 고립파를 내부조파하고, 급경사에서의 고립파의 처오름 및 처내림 현상을 수리모형 실험결과와 비교 및 분석하였다. 수치모형은 Navier-Stokes 방정식을 엇갈림 격자체계에서 계산하는 동수압 모형으로서, Two-step projection 기법을 사용하는 유한차분모형을 사용하였다. 본 수치모형은 난류의 해석을 위해서 상대적으로 큰 에디(eddy)만을 고려하는 SANS(spatially averaged Navier-Stokes) 방정식을 계산하는 LES(large-eddy-simulation) 기반의 수치모형으로, 난류 모델링을 위해 Smagorinsky LES 모형을 사용한다. 또한, 압력장의 계산을 위해 Bi-CGSTAB 기법을 이용하여 Poisson 방정식의 해를 구하였으며, 자유수면 추적을 위하여 2차 정확도의 VOF(volume-of-fluid) 기법을 사용하였다. 수치모형실험이 전체적으로 수리모형실험에서 관측한 파랑의 처오름 및 처내림 현상을 잘 재현하고 있는 것으로 나타났으며, 정량적인 비교를 통해 수치모형의 성능을 검증하였다.