• 한국철도학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.280-287
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• 2016

지하터널에서 도시철도 운행 중 휠과 레일의 접촉에 의해 먼지가 발생되고, 이 먼지는 도시철도에 기인하는 열차풍에 의해 부유하고, 이 중 일부는 중력침강에 의해 바닥에 침착된다. 이 연구에서는 도시철도 터널에서 먼지농도의 일변화를 조사하였다. 도시철도 운행에 따른 먼지농도의 변화를 쉽게 관측하기 위하여 단일구간의 터널을 측정대상으로 선정하였다. 5nm에서 $20{\mu}m$ 범위의 먼지를 측정하기 위하여 4종류의 입자측정기를 사용하였다. 도시철도가 측정지점을 통과하는 시각을 정확히 파악하기 위하여 3차원 초음파 풍속계와 비디오 카메라를 사용하였다. $50{\mu}g/m^3$ 이하이던 지하터널의 먼지농도는 도시철도의 운행에 의해 $150{\mu}g/m^3$ 이상까지 유의하게 증가하였고, 특히 출근시간대에는 $250{\mu}g/m^3$ 이상으로 크게 높아졌다.

• 생물환경조절학회지
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• 제15권4호
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• pp.289-295
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• 2006

온실의 환기연구를 위한 CFD 시뮬레이션 모델에 토마토 작물을 설계함에 있어서 우선적으로 작물군의 기하학적 형상 설계 및 이의 공기 항력계수를 찾고자 하였다. 작물군 형상을 간단한 형태의 공기투과성 매체로 설계하고 이의 공기저항의 물리적 특성을 풍동실험을 통하여 구하였다. 토마토 작물군과 작물군 사이에서 측정된 값과 작물군 중앙부에서 측정되어진 값들을 분리하여 계산하여 된 결과 공기저항값인 항력계수 $C_d 값은 각각 0.2551와 0.2621로 나타났다. 최종적으로 이들의 평균값인 0.26을 Fluent CFD 프로그램의 작물군 공기투과성 매체의 x, y, z축의 내부저항값으로 입력되었다. 이 실험결과를 이용하여 전산유체역학 (CFD)을 이용한 시설내 작물군이 존재하는 경우의 온실 환기연구를 효과적으로 수행할 수 있게 되었다. 또한 풍동을 이용한 작물의 공기저항 연구를 위한 실험방법을 개발하여 앞으로도 다양한 작물들을 대상으로 공기유동의 물리적 특성연구를 수행할 수 있게 되었다.

• Wind and Structures
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• 제11권4호
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• pp.257-273
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• 2008

A number of passive aerodynamic drag reduction methods were applied separately and then in different combinations on an intercity bus model, through wind tunnel studies on a 1:20 scale model of a Mercedes Benz Tourismo 15 RHD intercity bus. Computational fluid dynamics (CFD) modelling was also conducted in parallel to assist with flow visualisation. The commercial CFD package $CFX^{TM}$ was used. It has been found that dramatic reductions in coefficient of drag ($C_D$) of up to 70% can be achieved on the model using tapered and rounded top and side leading edges, and a truncated rear boat-tail. The curved front section allows the airflow to adhere to the bus surfaces for the full length of the vehicle, while the boat-tails reduce the size of the low pressure region at the base of the bus and more importantly, additional pressure recovery occurs and the base pressures rise, reducing drag. It is found that the CFD results show remarkable agreement with experimental results, both in the magnitude of the force coefficients as well as in their trends. An analysis shows that such a reduction in aerodynamic drag could lead to a significant 28% reduction in fuel consumption for a typical bus on intercity or interstate operation. This could translate to a massive dollar savings as well as significant emissions reductions across a fleet. On road tests are recommended.

• Wind and Structures
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• 제7권3호
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• pp.159-172
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• 2004

The study of how buildings affect wind flow is an important part of the research being conducted on urban climate and urban air quality. NJU-UCFM, a standard $k-{\varepsilon}$ turbulence closure model, is presented and is used to simulate how the following affect wind flow characteristics: (1) an isolated building, (2) urban canyons, (3) an irregular shaped building cluster, and (4) a real urban neighborhood. The numerical results are compared with previous researchers' results and with wind tunnel experiment results. It is demonstrated that the geometries and the distribution of urban buildings affect airflow greatly, and some examples of this include a changing of the vortices behind buildings and a "channeling effect". Although the mean air flows are well simulated by the standard $k-{\varepsilon}$ models, it is important to pay attention to certain discrepancies when results from the standard $k-{\varepsilon}$ models are used in design or policy decisions: The standard $k-{\varepsilon}$ model may overestimate the turbulence energy near the frontal side of buildings, may underestimate the range of high turbulence energy in urban areas, and may omit some important information (such as the reverse air flows above the building roofs). In ideal inflow conditions, the effects of the heights of buildings may be underestimated, when compared with field observations.

• Wind and Structures
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• 제31권4호
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• pp.351-362
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• 2020

In this study, the impact of roof slope on the flow characteristics over low-sloped gable roofs was investigated using steady computational fluid dynamics (CFD) simulations based on a k-ω SST turbulence model. A measurement database of the flow field over a scaled model of 15° was created using particle image velocimetry (PIV). Sensitivity analyses for the grid resolutions and turbulence models were performed. Among the three common Reynolds-averaged Navier-Stokes equations (RANS) models, the k-ω SST model exhibited a better performance, followed by the RNG model and then the realizable k-ε model. Next, the flow properties over the differently sloped (0° to 25°) building models were determined. It was found that the effect of roof slope on the flow characteristics was identified by changing the position and size of the separation bubbles, 15° was found to be approximately the sensitive slope at which the distribution of the separation bubbles changed significantly. Additionally, it is suggested additional attention focused on the distributions of the negative pressure on the windward surfaces (especially 5° and 10° roofs) and the possible snow redistribution on the leeward surfaces.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.802-807
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• 2010

산업용 컴퓨터를 포한한 다양한 형태의 공작기계나 자동화 시스템의 배전반이나 제어 패널을 고효율적으로 냉각시킬 수 있는 시스템은 매우 중요한 요소이다. 따라서 이러한 냉각장치는 산업용 로봇, 수치제어 공작기계 등과 같은, 다양한 산업용 시스템에 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 패널 내부를 순환하는 공기를 강제적으로 유동시키는 냉각방식을 채택하여 효과적인 패널 냉각을 위한 대향류형 냉각장치를 개발하였다. 본 연구를 통하여 효과적인 냉각장치를 위한 핀 어셈블리를 개발하여 제어용 패널에 적용한 결과, 기존의 시스템에 비하여 냉각 성능과 열교환율이 개선된 결과를 확인할 수 있었다. 연구에 적용된 상용의 시스템에 비해 공기의 유동량은 약 20% 정도 증가하는 현상을 보였고, 열교환량은 약 2배 이상 증가하는 현상을 확인할 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.213-229
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• 2017

최근 도심지 터널은 진출입 Ramp를 포함한 다양한 형태의 네트워크형 터널이 건설되고 있다. 더불어 터널환기 해석을 위한 다양한 네트워크 이론 기반의 1D 프로그램들이 개발되고 있다. 본 연구에서는 비 hardy-cross 법에 기초한 네트워크형 터널에 대한 풍량 및 농도해석이 가능한 프로그램을 개발하였다. 터널 구간내 풍량해석은 Gradient 법에 기초하고 있으며, 농도해석을 위하여 복잡한 네트워크 구조에서 유입과 유출농도를 자동계산 할 수 있는 로직을 개발하였고, 저속풍량구간에서는 수치해석적 오차를 축소시키기 위한 적정 그리드 간격을 제시하였다. 또한, 프로그램의 적정성을 검증하기 위해, 일자형 터널을 대상으로 고전적인 Sokic의 풍속 선도법 및 TVSDM 프로그램과의 풍속비교검증을 수행하였으며 오차율은 1% 이하였다. 또한 최근 건설되는 도심지 터널에 적용중인 최신 환기방식에 대한 네트워크 환기해석을 수행하였다.

• 터널과지하공간
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• 제19권1호
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• pp.11-18
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• 2009

원자력 에너지를 이용할 때 필연적으로 방사성 폐기물이 발생된다. 방사성폐기물을 처분하기 위한 처분장은 주로 외부와 단절된 지하공간을 이용하며 방사성폐기물을 거치할 수 있는 Diagonal system을 기본으로 하며, 시스템에 발생된 열을 재기하기 위해서는 환기시설이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 Diagonal system에서 공기 조절기의 위치와 크기를 변화시켜 Diagonal branch로 흐르는 공기의 풍속을 측정하였다. 그 결과 Diagonal branch를 지나는 풍속은 중간에 위치한 공기 조절기의 크기에 관계없이 처음과 마지막 공기 조절기의 크기에 의해서 결정되었다. 따라서 일정한 유랑을 Diagonal branch에 주입하기 위해서는 처음과 마지막 공기 조절기를 설치하여 총 유량을 결정한 후 중간지점에 공기 조절기를 설치하여야 한다.

• Wind and Structures
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• 제27권4호
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• pp.255-267
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• 2018

This paper investigated the wind-snow flow around the bogie region of a high-speed train under crosswinds using a coupled numerical method of the unsteady Realizable $k-{\varepsilon}$ turbulence model and discrete phase model (DPM). The flow features around the bogie region were discussed and the influence of bogie fairing height on the snow accumulation on the bogie was also analyzed. Here the high-speed train was running at a speed of 200 km/h in a natural environment with the crosswind speed of 15 m/s. The mesh resolution and methodology for CFD analysis were validated against wind tunnel experiments. The results show that large negative pressure occurs locally on the bottom of wheels, electric motors, gear covers, while the positive pressure occurs locally on those windward surfaces. The airflow travels through the complex bogie and flows towards the rear bogie plate, causing a backflow in the upper space of the bogie region. The snow particles mainly accumulate on the wheels, electric motors, windward sides of gear covers, side fairings and back plate of the bogie. Longer side fairings increase the snow accumulation on the bogie, especially on the back plate, side fairings and brake clamps. However, the fairing height shows little impact on snow accumulation on the upper region of the bogie. Compared to short side fairings, a full length side fairing model contributes to more than two times of snow accumulation on the brake clamps, and more than 20% on the whole bogie.

• 터널과지하공간
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• 제26권4호
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• pp.274-282
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• 2016

현재 국내에서 가행 중인 석회석 광산은 자연환기력을 주된 환기방법으로 사용하고 있고, 대단면 굴착으로 매우 저속의 공기유동현상이 나타나고 있다. 이로 인하여 작업구간의 공기질이 매우 저하되어 있는 실정이다. 이러한 문제점들을 개선하기 위해서는 먼저 환기성능을 면밀하게 평가할 필요가 있다. 본 연구에서는 이러한 환기성능평가를 위해서 추적가스법을 적용하여 평가를 실시하였다. 연구 결과, 추적가스법을 통해 매우 저속의 공기유동, 공기재순환현상, 작업장 공기교환율 등을 정량적으로 평가함에 따라서 연구광산의 환기문제점들을 정밀하게 확인할 수 있었다. 이러한 추적가스법을 활용한 환기성능 평가방법은 광산의 작업환경 개선을 위하여 매우 정밀한 도구로 사용될 수 있음을 확인하였다.