• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제20권1호
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• pp.29-36
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• 1999

본 연구는 목적은 PIV 시스템을 이용하여 분기관내 유동현상을 가시화하여 분기부 영역의 유동특성을 분석하는데 있다. PIV 시스템으로 유동장을 가시화하기 위해서 분기관 모델은 투명 아크릴판으로 제작하였고 작동유체와 추적입자는 각각 물과 송화가루를 사용하였다. 유동장에서 획득된 영상으로부터 속도벡터를 얻기 위해서 입자추적방법의 1-프레임 법과 2-프레임 법, 상호상관 PIV법인 2-프레임법을 사용하였다. PIV 시스템으로 측정된 실험결과의 신뢰성을 확보하기 위해서 표면구동 캐비티 유동의 속도분포를 4-프레임법으로 얻어진 기준 실험 데이터와 비교하였다. 분기관에서 뉴턴유체의 유동현상을 효과적으로 가시화하는데 필요한 상호상관 PIV방법의 2-프레임법을 적용하는 알고리즘을 개발하였고, sub-pixel과 면적보간을 사용하여 오벡터를 제거후 최종속도벡터를 얻었다. PIV를 이용한 분기관내 유동가시와 실험결과를 신뢰할 수 있는 수치해석 결과를 이용하여 검증한 결과 PIV 실험으로 얻어진 속도벡터는 수치해석의 결과와 잘 일치하였다. PIV 실험과 수치해석 결과로부터 분기관모델의 분기점 원위부에 재순환영역이 형성됨이 확인되었고 두 다른 방법을 이용한 재순환영역의 길이와 높이는 거의 동일하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.21-28
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• 2019

Reversible solid oxide fuel cell (ReSOC) system was integrated with waste steam for electrical energy storage in distributed energy storage application. Waste steam was utilized as external heat in SOEC mode for higher hydrogen production efficiency. Three system configurations were analyzed to evaluate techno-economic performance. The first system is a simple configuration to minimize the cost of balance of plant. The second system is the more complicated configuration with heat recovery steam generator (HRSG). The third system is featured with HRSG and fuel recirculation by blower. Lumped models were used for system performance analyses. The ReSOC stack was characterized by applying area specific resistance value at fixed operating pressure and temperature. In economical assessment, the levelized costs of energy storage (LCOS) were calculated for three system configurations based on capital investment. The system lifetime was assumed 20 years with ReSOC stack replaced every 5 years, inflation rate of 2%, and capacity factor of 80%. The results showed that the exergy round-trip efficiency of system 1, 2, 3 were 47.9%, 48.8%, and 52.8% respectively. The high round-trip efficiency of third system compared to others is attributed to the remarkable reduction in steam requirement and hydrogen compression power owning to fuel recirculation. The result from economic calculation showed that the LCOS values of system 1, 2, 3 were 3.46 ¢/kWh, 3.43 ¢/kWh, and 3.14 ¢/kWh, respectively. Even though the systems 2 and 3 have expensive HRSG, they showed higher round-trip efficiencies and significant reduction in boiler and hydrogen compressor cost.

• 한국수자원학회논문집
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• 제39권4호
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• pp.313-320
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• 2006

본 연구에서는 수리실험을 통해 단일 돌출수제 설치에 따른 흐름중심선과 수제 하류부의 흐름분리영역의 특성을 파악하였다. 흐름중심선은 최대유속이 발생되는 유선을 의미하며, 수제 설치로 인한 수제 선단부 흐름분리현상은 흐름중심선의 형태를 변화시킨다. 본 연구에서는 수리실험을 통해 단일 돌출수제의 길이 및 투과율 변화에 따른 수제주변의 흐름장을 LSPIV(Large Scale Particle Image Velocimetry)를 이용하여 측정하고, 수제길이 및 투과율에 따른 흐름 중심선과 흐름분리 영역의 특성을 파악하였다. 실험결과, 흐름중앙선과 흐름분리영역의 폭은 Froude 수에 따라 큰 변화를 보이지 않으나 수제의 길이 및 투과율에 따라 수로 폭의 최대 75%, 50%에 이르는 것으로 나타났다. 또한 수제설치로 인한 흐름중심선의 유속변화는 수제길이가 증가함에 따라 평균유속의 최대 2 배 정도까지 증가하는 것으로 나타났으며 최대유속은 수제의 종류 및 흐름조건과는 상관없이 수제설치지점으로부터 수제길이의 약 $5{\sim}6$ 배 하류에서 발생하는 것으로 나타났다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.172.2-172.2
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• 2010

This study was carried out in order to reduce the installation expense of heating system for greenhouse comparing to geothermal heat pump and develope the coefficient of performance (COP) for a heat pump. For getting plenty of heat flux from geothermal energy. Surface water in river channel was used for getting a lots of geothermal heat by penetrating water through underground soil layer of the river bank that make heat transmission to passing water. The range of water temperature after the process of Ground filtration is 13~18 degrees celsius which is very similar to low heat source of geothermal heat pump system and the plenty amount of heat source from that make the number of geothermal heat exchanging hole and the expense for geothermal heat exchanger construction reduced. Drainage well is also used for returning filtration water to the aquifer that keep the water good recirculation from losing geothermal heat and water resource. For the COP improvement of Heat pump, thermal storage tank with separating insulation plate according to the temperature difference make the COP of Heat pump that is similar to thermal storage tank with diffuser. Developed thermal storage tank make construction expense cheaper than customarily used one's. and that sand filter and oxidation sand (FELOX) are going to be used for improving ground filtration water quality that make heat exchanger efficiency better. All above developed component skill are going to be set on the Ground filtration water source heat pump system and applied for medium, large scale for protected greenhouse in riverside area and on-site experiment is going to do for optimizing the heating system function and overcome the problem happening in the process of on-site application afterward.

• International Journal of Vascular Biomedical Engineering
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• 제2권2호
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• pp.27-32
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• 2004

The objective of the present study is to visualize the steady and pulsatile flow fields in a branching model by using a high-resolution PIV system. A bifurcated flow system was built for the experiments in the steady and pulsatile flows. Harvard pulsatile pump was used to generate the pulsatile velocity waveforms. Conifer powder as the tracing particles was added to water to visualize the flow fields. CCD cameras($1K{\times}1K$(high resolution camera) and $640{\times}480$(low resolution camera)) captured two consecutive particle images at once for the image processing of several cross sections on the flow system. The range validation method and the area interpolation method were used to obtain the final velocity vectors with high accuracy. The results of the image processing clearly showed the recirculation zones and the formation of the paired secondary flows from the distal to the apex of the branch flow in the bifurcated model. The results also indicated that the particle velocities at the inner wall moved faster than the velocities at the outer wall due to the inertial force effects and the helical motions generated in the branch flows as the flow proceeded toward the outer wall. Even though the PIV images from the high resolution camera were closer to the simulation results than the images from the low resolution camera at some locations, both results of the PIV experiments from the two cameras generally agreed quite well with the results from the computer simulations. Therefore, instead of using the expensive stereoscopic PIV or 3D PIV system, the three-dimensional flow fields in a bifurcated model could be easily and exactly investigated by this study.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제1권2호
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• pp.57-62
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• 2000

Trichloroethvlene(TCE)의 수용액 내에서 광분해 반응을 연구하였다. 광촉매 TiO₂의 표면특성은 XRD, SEM 및 BET를 사용하여 선행연구[23]에서 고찰하였으며 Aldrich TiO₂는 100% anatase, Degussa 에서 제조한 P25-TiO₂는 75% anatase와 25% rutile의 혼합구조(structure)를 가짐을 알 수 있었다. 본 연구에서는 TCE 분해반응의 최적조건을 선정하기 위하여 광촉매의 사용량, 분해반응시 혼합용액의 순환유속, TCE의 초기농도 및 광촉매 TiO₂의 구조가 광분해 반응에 미치는 영향을 자세히 고찰하였다. 실험결과 증류수 1 L를 기준으로 무게비 0.1 wt%의 광촉매를 사용하여 증류수와 TCE의 혼합용액을 200 cc/min로 순환시켰을 때 분해활성이 가장 좋음을 알 수 있었으며 일반적으로 anatase 구조가 rutile구조를 가진 광촉매 보다 높은 활성을 보였다. 특히 anatase와 rutile의 혼합구조를 가진 Degussa P25-TiO₂가 가장 좋은 활성을 보였으며 이는 작은 입자크기와 큰 비표면적에 기인한 결과로 보인다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권3호
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• pp.207-215
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• 2020

소형 초음속 연소시험 장치 구축의 일부로서 형상 천이 노즐 설계 연구를 수행하였다. 원형의 연소식 공기가열기에 정사각형 단면의 초음속 연소기를 연결하기 위하여 MOC 설계기법을 이용하여 초음속 형상 천이 노즐의 면적변화를 산출하였다. 천이율을 조절하기 위하여 형상 천이 함수를 도입하였다. 3차원 전산유체 해석을 통한 경계층 보정과 함께 몇 가지 형상 천이 함수의 영향을 살펴보았다. 본 연구의 형상 천이 노즐에서는 일반적인 사각단면 노즐에서 모서리에 발생하는 압력구배에 의한 재순환영역과 이에 의한 노즐 벽 중심부의 경계층 발달이 비교적 작게 나타남을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권5호
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• pp.629-639
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• 2002

In-vitro flow characteristics downstream of a polyurethane artificial heart valve and a Bjork-Shiley Monostrut mechanical valve have been comparatively investigated in pulsatile flow using particle image velocimetry (PIV). With a triggering system and a time-delayed circuit the velocity distributions on the two perpendicular measurement planes downstream of the valves are evaluated at any given instant in conjunction with the opening behaviors of valve leaflets during a cardiac cycle. The regions of stasis and high shear stress can be found simultaneously by examining the entire view of the instantaneous velocity and Reynolds shear stress fields. It is known that high shear stress regions exist at the interface between strong axial jet flows along the wall and vortical flows in the central area distal to the valves. In addition. there are large stagnation or recirculation regions in the vicinity of the valve leaflet, where thrombus formation can be induced by accumulation of blood elements damaged in the high shear stress zones. A correlation between the unsteady flow patterns downstream of the valve and the corresponding opening postures of the polyurethane valve membrane gives useful data necessary for improved design of the frame structure and leaflet geometry of the polyurethane valve.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제23권6호
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• pp.437-449
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• 2002

관상동맥은 체순환 동맥과 비교하여 매우 다른 유동조건을 갖는다. 본 연구에서는 이러한 관상동맥의 유동조건이 다른 혈관과 비교하여 동맥경화의 생성과 발전에 어떤 영향을 미치는지를 협착된 혈관 모델의 혈류역학적 전산유체해석을 통해 분석하였다. 연구 결과, 협착된 관상동맥 모델의 유동장과 벽면전단응력의 분포는 복부 대동맥 및 고동맥과 비교하여 큰 차이점을 보였다. 관상동맥은 혈관 지름이 혈류량에 비해 상대적으로 작으므로 큰 벽면전단응력값을 보이는 반면에, 혈관 협착부 목 후방부에 하나의 보텍스만 보이는 단순한 유동장 분포를 보였다. 한편, 복부대동맥과 고동맥 모델은 협착부 목 전반부와 후방부에 여러 개의 보텍스를 나타내는 복잡한 유동장을 형성하였다. 관상동맥 모델에서는 임피던스 페이즈앵글이 음의 큰 값을 가질 때에 벽면전단응력의 크기가 증가하고 재순환영역이 증가함이 관찰되었다. 그러므로 심장의 수축운동과 -110。에 이르는 관상동맥의 큰 음의 임피던스 페이즈앵글 값은 동맥경화를 촉진시키는 유동환경을 조성함을 알 수 있었다.

• Ocean Science Journal
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• 제42권3호
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• pp.153-163
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• 2007

This study is based on a series of numerical modeling experiments to understand the tidal circulation in the Kangjin Bay (KB). The tidal circulation in the KB is mostly controlled by the inflow from two channels, Noryang and Daebang which introduce the open ocean water into the northern part of the KB with relatively strong tidal current, while in the southern part of the KB, shallowest region of the entire study area, weak tidal current prevails. The model prediction of the sea level agrees with observed records at skill scores exceeding 90 % in terms of the four major tidal constituents (M2, S2, K1, O1). However, the skill scores for the tidal current show relatively lower values of 87, 99, 59, 23 for the semi-major axes of the constituents, respectively. The tidal ellipse parameters in the KB are such that the semi-major axes of the ellipse for M2 range from 1.7 to 38.5 cm/s and those for S2 range from 0.5 to 14.4 cm/s. The orientations of the major-axes show parallel with the local isobath. The eccentricity values at various grid points of ellipses for M2 and S2 are very low with 0.2 and 0.06 on the average, respectively illustrating that the tidal current in the KB is strongly rectilinear. The magnitude of the tidal residual current speed in the KB is on the order of a few cm/s and its distribution pattern is very complex. One of the most prominent features is found to be the counter-clockwise eddy recirculation cell at the mouth of the Daebang Channel.