nglaura/koreascience-summarization huggingface dataset:
교류기기의 속도 및 토크 제어시스템에서 전력변환장치로 사용되는 싸이클로컨버터는 저속에서 토크가 크고 제어가 간단한 장점을 가지고 있다. 또한, 정류기, 직류링크부, 인버터가 설치되지 않으므로 시스템이 간단하고 대전력 시스템에 적합하다. 현재 사용되고 있는 대형선박의 추진전동기의 구동용 전력변환장치를 싸이클로컨버터로 변경하면 시스템이 간단해지므로 설치비용을 크게 감소시킬 수 있다. 하지만 기존의 싸이클로컨버터는 전력 반도체소자의 고속 스위칭에 의한 손실이 크고 출력 전압파형이 왜곡되어서 고조파 성분이 증가하게 된다. 본 논문에서는 이러한 단점을 개선하기 위해서 1차측에 위상이 다른 2개의 입력단과 2차측에 1개의 출력단으로 구성되는 상천이 필터를 설치한다. 위상이 다른 2개의 전압파형이 더해져서 2차측으로 변압됨으로써 전압파형이 정현파에 가깝게 출력된다. 그로 인해 추진전동기에 입력되는 전압파형이 개선되고 총고조파왜형율도 크게 감소한다.

Cycloconverter used as a power conversion device in the speed and torque control system of AC machines has the advantage of a simple control and a large torque at low speed. In addition, because a rectifier, a DC link, and an inverter are not installed, this system is simple and suitable for large power system. If a power conversion device, which is currently used as a propulsion motor of large vessel, is changed into cycloconverter, the system is simplified and then the installation costs can be significantly reduced. However, conventional cycloconverter has the increased harmonics because the power loss is large and the waveform of output voltage is distorted, due to the high-speed switching of power semiconductor devices. In order to improve these shortcomings, this paper describes a phase shifting filter which is composed of two inputs with different phases in the primary side and one output in the secondary one. As the voltage waveforms with two different phases are added and transformed into the secondary side, these outputs are close to sinusoidal waves. Thereby the voltage waveforms, which are applied to the propulsion motors, are improved and total harmonic distortions (THDs) are significantly reduced.

(게재일: 2013.01.31)
대기오염으로 인한 기후변화, 에너지 자원의 고갈 및 에너지 안보 등의 이유로 세계 각국에서는 신재생 에너지 연구 개발에 국가적 노력을 아끼지 않고 있다. 신재생 에너지 중 바이오디젤 연료는 기존의 디젤연료를 대체할 친환경 에너지로써 각광을 받고 있으며, 일정한 비율로 디젤연료와 혼합 시 기존 디젤기관의 개조 없이 사용가능하다. 다양한 연구결과에 의해 선박의 배기가스 배출계수는 지속적으로 예측되고 있지만 특수선박으로 분류되는 함정의 배출계수 연구결과는 부족한 실정이며, 특히 바이오디젤 혼합 연료에 대한 배기가스 배출계수는 함정뿐만 아니라 선박에서도 연구 실적이 부족한 상황이다. 본 논문에서는 해군함정에 탑재되어 있는 추진 디젤기관에 바이오디젤 혼합 연료를 적용시켰을 때 배출되는 이산화황 및 이산화탄소의 배출계수를 연료성분 분석 결과를 이용하여 구하고, 연료소비율 계산을 통하여 배출량을 정량적으로 예측하였다.

National investment was performed in the research and development of renewable energy because of climate change by air pollution, exhaustion of energy sources, energy security, and so on. Biodiesel fuel of the renewable energy is highlighted as friendly environment energy, it is possible to operate in regular diesel engines when it is blended with invariable ratios without making any changes. Emission factors have been estimated for commercial ship from various research institutes; however, it is difficult to develop emission factors for military vessels. In this work, biodiesel blended fuel emission factors for sulfur dioxide and carbon dioxide were quantitatively estimated from propulsive diesel engine installed on naval vessel using fuel property analysis. In addition, exhaust emissions were quantitatively calculated on the basis of fuel consumption rate with biodiesel content by percentage.

(게재일: 2013.05.31)
본 연구에서는, 대형 증기유량이 요구되는 플랜트에서 정밀한 압력제어의 요구를 충족시키기 위한 다른 방법으로 3단계의 다중 제어밸브 구조를 이용하여 압력을 제어하는 제어기를 설계하는 내용이다. 본 연구의 핵심은 전기 유압시스템 외부에 별도의 PID 제어기를 이용하여 제어밸브의 위치를 정확하게 제어하는 것이다. 시뮬레이션 및 실험을 통해 제어기의 성능을 검증한다.

In this Study, another way to accomplish the goal of meeting large steam-flow requirements is the use of multiple valves. Multiple valves can provide better control in meeting the precision pressure controller requirements. Simulation demonstrates the effectiveness of the pressure controller. The key point of this study is to precisely control the position of the control valve on the outside of the electro-hydraulic system using a special PID controller. Simulation and experiments verify the performance of the controller.

(게재일: 2013.05.31)
플립칩 패키징에서 언더필 공정은 칩과 기판 사이를 에폭시로 채워서 본딩하는 공정으로 제품의 신뢰성 향상을 위해 수행되어 진다. 이 언더필 공정은 모세관 현상에 의해서 이루어지는데 유체의 계면과 범프의 배열이 계면 운동에 미치는 영향으로 인하여 공정 중 예기치 않은 공기층을 형성하게 된다. 본 연구에서는 모세관 언더필 유동에서 나타나는 비정상 계면 유동을 가시화하여 범프 배열에 따른 레이싱 효과와 계면의 병합 현상에 대하여 고찰하였다. 그 결과, 플립칩 내부의 범프가 고밀도일수록 유체의 흐름방향과 수직방향의 유동이 더욱 활발하게 진행되어 더 많은 공기층이 형성되었으며, 엇갈린 배열일 경우 직각 배열에 비해 이러한 현상이 더 지배적으로 나타난다.

In flip chip packaging, underfill process is used to fill epoxy bonder into the gap between a chip and a substrate in order to improve the reliability of electronic devices. Underfill process by capillary motion can give rise to unwanted air void formations since the arrangement of solder bumps affects the interfacial dynamics of flow meniscus. In this paper, the unsteady flows in the capillary underfill process are visualized and then the racing effect and merging of the meniscus are investigated according to the arrangement of solder bumps. The result is shown that at higher bump density, the fluid flow perpendicular to the main direction of flow becomes stronger so that more air voids are formed. This phenomenon is more conspicuous at a staggered bump array than at a rectangular bump array.

(게재일: 2013.05.31)
수중통신은 지상통신에 비하여 통신채널의 강건성과 고속데이터 전송 측면에서 상당한 제약 요인을 가지고 있다. 공기 중에서 RF 통신은 장거리 전송에도 높은 데이터 전송률을 보이지만, 수중에서는 매질의 전도특성으로 인하여 전파에너지의 심각한 감쇠현상이 발생하여 통신이 어려운 실정이다. 현재 수중에서 수 십 킬로미터 이상의 장거리 통신이 가능한 음향파 통신 모뎀이 개발되어 사용되고 있지만 낮은 전송율과 높은 전력 소모, 느린 전송속도가 문제로 거론되고 있다. 이 문제를 보완할 수 있는 방안으로 빛을 이용한 근거리 수중무선통신이 대안으로 연구되고 있다. 본 논문에서는 가시광 파장영역에서 수중통신 채널 특성을 분석하였다. 자유공간 광무선 통신과 비교하여 수중 가시광 통신기술의 가능성을 제시하고, LED 기반 트랜시버와 CMOS 센서를 통신시스템에 장착하여 수중이미지 전송을 위한 광무선 통신 시스템을 시연하였다.

Robust and high speed underwater communication is severely limited when compared to communications in terrestial. In free space, RF communication operates over long distances at high data rates. However, the obstacle in seawater is the severe attenuation due to the conducting nature. Acoustic modems are capable of long range communication up to several tens of kilometers, but it has low data-rate, high power consumption and low propagation speed. An alternative means of underwater communication is based on optics, wherein high data rates are possible. In this paper, the characteristics of underwater channel in the range of visible wavelength is investigated. And the possibility of optical wireless communication in underwater is also described. The LED-based transceiver and CMOS sensor module are integrated in the system, and the performance of image transmission was demonstrated.

(게재일: 2013.05.31)
본 논문에서는 방화 댐퍼의 H-120 등급 방열성능 확보를 위하여 탄화수소화재 조건에 따른 내화 실험을 수행하였다. 실험체는 댐퍼 블레이드 방열 유무와 코밍 방열재 두께의 변화에 따라 3가지 타입으로 제작 하였으며, 내화실험을 통한 비 노출면 단열재와 코밍 표면 온도를 측정 하였다. 내화실험 결과 댐퍼 블레이드를 방열하지 않은 실험체-1, 2는 각각 21분, 46분경과 방열성능 허용 기준을 초과하였으며, 댐퍼 블레이드를 방열한 실험체-3은 120분 방열성능을 만족하는 것으로 나타났다. 방화 댐퍼 내화 시험 기준에 따른 비 노출면 최소 돌출길이(500 mm) 조건에서 댐퍼 블레이드 방열조건이 방화 댐퍼 내화성능에 큰 영향을 미치는 요인임을 확인할 수 있었다.

In this paper, Fire resistance test was carried out to obtain class H-120 thermal insulation of fire dampers according to a hydrocarbon fire conditions. Specimens were fabricated three different types according to the change of the insulation system applied to damper blade and coaming which were measured surface temperature by performing the fire resistance test. As a test result, specimen-1, 2 of an uninsulated damper blade were exceeded thermal insulation acceptance criteria at 21 minutes, 46 minutes respectively, but specimen-3 of an insulated damper blade was satisfied thermal insulation acceptance criteria during 120 minutes. The test results showed that the insulation of the damper blade is an important factor in the fireproof performance of fire dampers concerning the coaming length minimum 500 mm on the unexposed side as specified test standard.

(게재일: 2013.05.31)
시간지연을 갖는 불안정한 시스템의 PID 제어는 적용하기가 쉽지 않은데 이는 복소평면의 우반부에 존재하는 극점으로 인한 불안정성과 시간지연의 영향 때문이다. 본 연구에서는 설계자가 제어환경에 따라 오버슈트나 상승시간 등을 미리 정의한 경우의 PID 제어기 설계 기법에 대해 고려한다. 이와 같이 제약성을 갖는 최적화 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 벌점전략이 결합된 RCGA를 사용한다. 이는 제약조건을 위배하면 그 정도에 따라 벌점을 부가하도록 벌점함수를 정의하고, 평가함수에 합하여 비제약성 최적화 문제로 변환하는 방법이다. 제안하는 방법은 불안정 FOPTD 시스템에 적용하고 시뮬레이션을 실시하여 그 유효성을 검토한다.

PID control for unstable processes with time delay is not easy to apply because of unstability due to the poles existing on left-hand side in s-plane and the effect of time delay. In this paper, the authors consider the PID controller design technique in case of predefining overshoot or rising time by designer according to control environment. To deal with constraint problem like this, in this paper, the RCGA incorporating the penalty strategy is used. This is the method that if the RCGA violates given constraints, the defined penalty function is summed to the evaluation function depending on the severity and then the given constraint problem is converted to non-constraints optimization problem. The proposed method is applied to the unstable FOPTD(First Order Plus Time Delay) system and simulations are accomplished to illustrate the set-point tracking performance.

(게재일: 2013.01.31)
본 논문에서는 타공판으로 구성된 필터의 전부 또는 일부를 다공성 매질로 대체하고 Forchheimer 법칙에 따라 판의 수직방향과 횡방향으로 손실계수를 부과하여 스트레이너를 지나는 유동의 압력 강하량를 정확히 예측할 수 있는 다공성모델링 기법을 적용하고 그 유효성을 확인하였다. 먼저 간단한 파이프 유동 해석을 통하여 수직방향 손실계수를 구하였다. 이어 필터 내에 반복되는 타공판 형상과 유동손실특성을 공유할 수 있는 단위주기 형상을 설정하고, 설정된 단위형상에 대하여 원형과 다공성모델 수치모사를 각각 수행한 후, 얻어진 두 결과를 서로 비교하여 횡방향 손실계수를 구하였다. 적용된 다공성모델링 기법을 검증하기 위하여 스트레이너 전체형상에 대하여 다공성모델 수치모사를 수행하였으며, 그 해석결과를 원형 수치모사 결과와 직접 비교하였다. 비교 결과, 다공성모델링 기법은 압력 강하량과 유동특성을 비교적 정확히 예측하였으며 계산비용과 직결되는 노드 수는 약 3~4배 정도 줄일 수 있었다.

In the present paper, we apply a porous modelling technique to accurately predict the pressure drop through the strainer by replacing all or some of the filter composed of perforated plates with porous media and there imposing the streamwise and transverse loss coefficients required according to the Forchheimer law and then confirm its effectiveness. At first, the streamwise coefficient is obtained by performing a simple simulation on the pipe flow mimicking the hole flow. Subsequently, the transverse coefficient is obtained by setting a unit pattern to have common flow loss characteristics with the repeated shape patterns in the filter, then performing numerical simulations on the prototype and porous model of the unit shape pattern, and finally comparing their results of pressure drop. To validate the applied modeling technique, we perform the numerical simulation with the two specified loss coefficients on a whole shape of strainer and compare the modeling results with those of the corresponding prototype numerical simulation. Comparison indicates that the modeling technique can predict the pressure drop and flow characteristics comparatively accurately and save the number of nodes closely related to the computational cost (CPU and memory) by about 3~4 times compared with the prototype simulation.

(게재일: 2013.05.31)
열전달 향상을 위하여 이차유동을 발생시켜 열전달을 증가시키는 방법에는 여러 가지가 있다. 본 연구에서는 수평채널에 다양한 형태의 립을 설치하여 유속을 변화시켰을 때의 열전달 및 압력강하 특성을 수치해석을 통하여 고찰하였다. 립은 수평채널의 아랫면에 설치하였고, 립의 높이는 5mm이다. 립이 기울어지고 그루브도 설치된 경우 열전달 특성이 가장 우수하게 나타났는데, 이는 주유동이 립을 따라 흘러가면서도 유속이 어느 정도 유지되기 때문이다. 끊어진 립에서 주유동이 립의 저항을 적게 받으면서 압력강하가 가장 작게 나타났다. 모든 립의 형태에서 유속이 증가함에 따라 열전달이 향상되는 경향을 보였지만 성능계수는 감소하였다.

Turbulent flow and heat transfer in a channel with a detached rib array have been simulated. The computations are based on the finite volume method with the SIMPLE algorithm. The forms of ribs considered in this study were rib with rectangular cross section, rib with groove, broken rib, and V-shaped rib. The ribs were deployed transverse or aligned to the main direction of the flow. Local heat transfer coefficients were obtained at various Reynolds numbers within the turbulent flow regime. Area-averaged data were calculated in order to compare the overall performance of the tested ribbed surfaces and to evaluate the degree of heat transfer enhancement induced by the ribs with respect to the smooth channel. The highest heat transfer occurred for the rib with groove which was aligned to the main flow direction. Performance factor was decreased with the increase of velocity, and it was found that the best performance factor was obtained in the low velocity region.

(게재일: 2013.01.31)
복합재의 물성치 해석에 일반적으로 사용되는 일반화된 자기일치모델(Generalized Self-Consistent Model)과 수정된 에쉘비모델(Modified Eshelby Model)을 이용하여 나노유체의 열전도계수를 예측할 수 있음을 보였다. 이 유체의 열전달효과를 대폭 향상시키는 대표적인 메카니즘 중 하나인 나노입자와 기본유체 사이에 존재하는 나노층의 영향을 고려하여 나노유체의 열전도계수를 예측하였다. 본 연구는 나노층의 열전도계수가 일정한 값을 가질 때 기존 대표적인 모델과 동일한 결과를 보였으며, 선형적으로 변할 때 역시 문헌에 있는 모델과 동등한 수준의 예측 값을 보였다. 알루미나와 산화구리를 나노입자로 물과 에틸렌글리콜을 기본유체로 한 나노유체의 열전도계수에 대한 실험결과와 본 모델의 예측결과를 비교함으로써 본 모델의 타당성을 입증하였다.

Effective thermal conductivity of nanofluids has been predicted by using generalized self-consistent model and modified Eshelby model, which have been used for analysis of material properties of composites. A nanolayer between base fluid and nanoparticle, one of key factors for abrupt enhancement of thermal conductivity of nanofluids, is included in the analysis. The effective thermal conductivities of the nanofluid predicted by the present study show good agreement with those by models in the literature for the nanolayer with a constant or linear thermal conductivity. The predicted results by the present approach have been confirmed to be consistent with experiments for representative nanofluids such as base fluids of water or ethyleneglycol and nanoparticles of or CuO to be validated.

(게재일: 2013.10.01)
전자제품과 같이 소형화 추세에 있는 제품에 대하여 열전달 촉진을 시키는 방법에 대하여 연구하였다. 두께 10 를 가지는 미세 날개구조를 이용하여 상하진동 운동을 유도하고 열전달 특성에 대하여 분석하였다. 본 연구에서는 양방향 유체-고체 연성해석 (Two-way FSI)를 이용하여 미세 날개의 거동을 분석하였으며, 단일 날개구조를 제작하여 해석모델을 검증하였다. 단일 및 다중 미세 날개구조에 의한 열전달 향상이 날개가 없는 경우와 비교해 볼 때 최대 40% 정도 향상됨을 알 수 있으며, 본 연구에서 제안된 방법에 의하여 향후 실제적인 열전달 촉진기술에 충분히 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

In this work, we study a heat transfer enhancement technology using fan-shaped small-scale fins. Fins having a thickness of 10 move up-down by a pulsating flow. Owing to these motions, the heat transfer on a surface increases dramatically. The two-way FSI (fluid-structure interaction) method was applied for the analysis, and the analysis model was evaluated using a single fin model by comparing the experimental results. In summary, a maximum 40% increase in heat transfer capacity using a single and multiple small-scale fins was obtained in comparison with the results obtained without using fins. From this work, we believe that the proposed method can be a promising method for heat transfer enhancement in real applications.

(게재일: 2013.05.01)
2차원 채널 내의 원형실린더를 지나는 유동에 대한 이론적 연구를 수행하였다. 원형 실린더는 채널의 상하 중앙부에 위치하며, 원형실린더에서 멀리 떨어진 채널 내에는 포아제 유동이 존재한다. 스톡스 근사를 적용하고 유동의 고유함수 전개와 오차의 최소제곱법을 사용하여 유동장을 해석하였다. 해석의 결과로 유동함수와 압력분포 식을 구하였으며, 채널의 벽면과 원형실린더에 작용하는 압력 및 전단응력 분포를 계산하였다. 원형실린더로 인해 부가적으로 발생하는 압력 강하와 원형실린더가 받는 힘을 원형실린더의 반지름 길이의 함수로 계산하였으며, 대표적인 실린더 반지름 길이에 대하여 유선과 압력분포를 도시하였다.

A two-dimensional Stokes flow past a circular cylinder in a channel is analyzed. The circular cylinder is located at the center of the channel, and a plane Poiseuille flow exists upstream and downstream far from the circular cylinder. The Stokes approximation is used, and the flow is investigated analytically by using the eigenfunction expansion and the least square methods. From the analysis, the stream function and pressure distribution are obtained, and the pressure and shear stress distributions on the circular cylinder and channel wall are calculated. The additional pressure drop induced by the circular cylinder and the force exerted on it are calculated as functions of the length of the radius of the circular cylinder. For a typical length of the radius of the circular cylinder, the streamline pattern and pressure distribution are shown.

(게재일: 2013.10.01)
본 논문에서는 조밀한 계수행렬로 인해 경계요소 개수의 증가에 따른 계산 시간의 급격한 증가때문에 대규모 문제를 쉽게 다룰 수 없는 기존 BEM 문제를 획기적으로 개선하는 새로운 BEM 해법인 FM-BEM을 소개한다. 단순한 2차원 정상상태 열전도문제를 통해서 FM-BEM과 기존 BEM의 계산시간과 정확도에 대한 해석 결과를 제시하였으며, 이로부터 FM-BEM 해법이 기존 BEM과 유사한 정확도를 유지하면서도 계산 속도를 획기적으로 높인다는 결과를 확인하였다. 결과적으로 본 연구에서는 FM-BEM의 적용 이론 및 관련 실행 알고리즘들을 고찰하고 이를 통해서 FM-BEM의 효용성을 검증하였으며, 향후 다양한 공학적 문제로의 적용 범위를 확대하고자 한다.

This paper presents the fast multipole boundary element method (FM-BEM) as a new BEM solution methodology that overcomes many disadvantages of conventional BEM. In conventional BEM, large-scale problems cannot be treated easily because the computation time increases rapidly with an increase in the number of boundary elements owing to the dense coefficient matrix. Analysis results are obtained to compare FM-BEM with conventional BEM in terms of computation time and accuracy for a simple two-dimensional steady-state heat conduction problem. It is confirmed that the FM-BEM solution methodology greatly enhances the computation speed while maintaining solution accuracy similar to that of conventional BEM. As a result, the theory and implementation algorithm of FM-BEM are discussed in this study.

(게재일: 2013.05.01)
화석연료의 사용량이 증가함에 따라 전 세계적으로 환경오염문제에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 대한 해결책으로 신재생에너지에 대한 관심이 집중되고 있는 가운데 목질계 바이오매스의 연료화가 그 해결책의 하나로 떠오르고 있다. 따라서 본 연구에서는 목질계 바이오매스의 에너지 효율에 큰 영향을 미치는 수분증발 모델을 제시하고 반탄화 온도, 나무의 수분율, 그리고 바이오매스 종류에 따른 특성을 분석하였다. 그 결과, 반탄화 온도가 상승함에 따라 나무의 온도와 수분율은 빠르게 감소하였다. 그리고 반탄화 온도가 423K 이하인 경우에는 나무 수분율의 변화가 거의 나타나지 않았다. 또한 나무의 초기 수분율이 높을수록 숯(charcoal)이 더 느리게 생성될 뿐만 아니라, 아몬드쉘(almond shell)의 경우 가장 많은 숯이 생성되는 것을 확인하였다.

Owing to the Increasing use of fossil fuels, worldwide concerns over environmental pollution are increasing. As a solution, ligneous biomass has emerged as a promising alternative fuel in recent times. Therefore, in this study, a moisture evaporation model that largely influences the energy density and efficiency of ligneous biomass is studied using a numerical approach. Furthermore, the thermal characteristics are analyzed in terms of torrefaction temperature and moisture fractions in the wood, and the type of wood species. The results show that the temperature and moisture fractions of wood decrease with an increase in the torrefaction temperature. In particular, when the torrefaction temperature is lower than 423K, there were little changes in the moisture fraction in the wood. Furthermore, it was found that charcoal is produced more slowly as the moisture fraction in the wood increases.

(게재일: 2013.10.01)
본 논문에서는 FSI(Fluid-Structure Interaction)기법을 이용하여 인체 회전의 영향을 고려한 혈류와 혈관벽의 거동을 이해하기 위한 수치해석을 수행하였다. 혈관은 협착률이 50%이고 편심이 없는 형상이며 인체 회전 효과를 묘사하기 위하여 혈관 주축에 대해 2 ~ 6 rps 의 회전을 가하였다. 협착과 축 회전의 영향으로 나선형, 비대칭 유동이 강체와 FSI 모델에서 모두 나타났다. 그러나 FSI 모델에서 혈관벽 움직임의 영향으로 혈류의 주기적, 과도적 차이가 발생했다. 특히 혈관 내 경화반의 진전과 경화반 위험성을 나타내는 대표적인 인자로 알려진 유동 재순환 영역이 감소하였다. 혈관벽의 움직임은 협착과 회전효과와 마찬가지로 유동 재순환 영역의 생성에 영향을 미친다.

In this study, we performed a numerical analysis to investigate the effect of rotation on the blood flow and arterial wall behavior by using the FSI (fluid-structure interaction) technique. The geometry of the artery included 50% stenosis at the center. To simulate the rotational effect, 2-6 rps of axial velocity was applied to the arterial model. A spiral wave and asymmetric flow occurred due to the stenosis and axial rotation both in the rigid body model and in the FSI model. However, the arterial wall motion caused periodic and transient blood flow changes in the FSI model. The FRZ (fluid recirculation zone) decreased in the FSI model, which is a known predictor for the formation and vulnerability of plaque. Therefore, it is observed that arterial wall motion also influences the generation of the FRZ.

(게재일: 2013.05.01)
Double cone 버너를 장착한 가스터빈용 EV (Environmental Vortex)버너의 연소 특성과 NO 배출 특성을 수치적으로 조사하였다. NO 배출 저감을 위해 연료와 공기의 혼합 특성을 예측하였다. 혼합도와 NO 배출과의 상관관계를 예측하기 위해 메탄 1단계 화학반응식과 2단계 반응식에 적용하여 연소 해석을 수행하였다. 1단계 반응식을 적용한 결과, 혼합도가 저하된 모델에서 NO 배출량이 약 2% 증가하였으며, 혼합도가 향상된 모델의 경우 cone 상부에서 과다한 고온의 화염 영역이 형성되어 NO가 약 169%나 증가하였다. 2단계 반응식의 경우 첫 번째 모델에서 약 3% NO 배출량이 증가하였으며, 두 번째 모델에서 cone 내부의 고온 영역이 형성되지 않고 NO가 약 5% 감소하였다. 이 결과는, 혼합 특성이 저감된 모델에서 NO가 약 63% 증가하였고, 혼합 특성이 향상된 모델에서 NO가 약 11% 감소한 실험결과와 잘 부합하였다. 정량적인 오차가 있음에도, NO 배출의 정성적 경향성이 유사하므로 2단계 반응식을 적용한 수치해석을 통해 설계 변경 방안을 제시하는 것은 타당할 것으로 판단된다.

The combustion characteristics of an EV (Environmental Vortex) burner (double-cone burner) adopted in a gas turbines are numerically investigated. The mixing of fuel and air is analyzed for reduction of NO emission. To predict the correlation between NO emission and fuel-air mixedness, 1-step and 2-step chemistry models are adopted. The results calculated by 1-step chemistry showed that NO emissions increased by 2% in the case of degraded mixedness and by 169% in the case of improved mixedness, where the temperature in the flame zone was overestimated upstream of the cone. However, the corresponding results calculated by 2-step chemistry showed that NO emission increased by 3% and decreased by 5%, where the flame zone was not formed inside the cone. The latter results agree well with the experimental ones indicating an increase of 63% and decrease of 11% in the respective cases. Despite quantitative errors, NO emissions can be predicted reasonably by the application of the 2-step chemistry model adopted here and design modification of burner for NO reduction can be proposed based on the numerical data.

(게재일: 2013.10.01)
원심압축기에서 볼류트는 임펠러와 디퓨저를 통해 나온 유동을 모아주는 역할을 한다. 압축기의 운전점에 따라 볼류트 내부 발생하는 와류의 세기나 패턴이 달라진다. 압축기 설부에서는 압축기의 운전점에 따라 재유입 유동의 특성이 변화하고, 이러한 특성은 압축기의 성능 및 탈설계점에서의 특성을 이해하는데 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 PIV를 이용하여 압축기의 운전점에 따라 볼류트 내부에 발생하는 스크롤 와류를 측정하였으며, 압축기 설부 근처에서 유동장을 측정한 결과 유량계수가 감소할수록, 설부 측에 발생하는 박리영역이 줄어들고 압축기로 재유입되는 유동이 커지는 것을 알 수 있다.

The primary function of centrifugal compressor volute is to flow from the impeller and diffuser to the pipe system. The strength of the scroll vortex and flow pattern in the volute vary with the operating point. This is largely caused by the interaction between the impeller and the volute flow fields. The recirculation flow around the tongue and the scroll vortex can be used to understand the characteristics of the volute flow at off-design points. The present study aims to find the characteristics of a flow pattern in the diffuser and volute of a centrifugal compressor from the rectangular cross section of the volute. Measurements are carried out using PIV. The results obtained in this study show that the separation region around the tongue is reduced and that the recirculation flow increases as the flow coefficient decreases.

(게재일: 2013.05.01)
열연 판재 제조과정에서는 제품의 강도와 인성을 제어하기 위해 압연 직후 이상의 고온 소재를 수냉각 방식으로 급속 냉각시킨다. 이 과정에는 소재 표면과 냉각수 사이의 비등 열전달 현상과 소재 표면에 쌓이는 체류수의 자유표면 유동, 소재의 고속 주행 등 매우 복잡한 물리현상들을 포함하고 있다. 본 연구에서는 이 모든 물리 현상들을 수치적으로 모델링한 해석 모델을 적용하여 기본 열전달 해석을 수행한다. 실제로 소재는 냉각에 의해 내부에서 오스테나이트로부터 페라이트로 상변태가 일어나고 이로 인해 소재의 국부적인 열물성치의 변화가 발생하지만 본 연구에서는 상변태를 직접 푸는 방법 대신 이미 알려진 소재의 온도에 따른 물성변화 곡선을 이용하여 냉각해석을 수행하고 이를 기존의 일정 물성치 조건에서 해석한 결과와 비교하여 소재의 물성변화가 소재 냉각에 미치는 영향과 상변태 해석의 필요성에 대해 검토하였다.

In the manufacturing process of steel plates, materials at high temperatures above are rapidly cooled by using a circular impinging water jet to determine their strength and toughness. In this study, the basic heat and fluid flow is solved by using the existing numerical model for boiling heat transfer. Actually, steel undergoes a phase change from austenite to ferrite or bainite during the cooling process. The phase change induces changes in its thermal properties. Instead of directly solving the phase change and the material cooling together, we solve the heat transfer only by applying the thermal properties that vary with temperature, which is already known from other studies. The effects of the changes in the thermal properties on the cooling of steel and the necessity of calculating the phase change are discussed.

(게재일: 2013.05.01)
지구온난화의 주범인 이산화탄소의 포집저장기술(CCS) 중 포집기술에 집중하여 기술하였다. 이산화탄소 포집기술은 연소 후 포집, 연소 전 포집, 순산소 연소 포집기술로 분류되는데, 그 중에서도 연소 후 포집기술은 기존발생원에 적용하기 가장 용이한 기술로 판단되고 있다. 따라서 이 글에서는 연소 후 포집기술에 적용되는 다양한 기술 중 건식 고체 흡착제의 종류 및 건식 고체 흡착제를 이용한 연소 후 이산화탄소 포집기술 개발의 현황에 대하여 기술하였다.


(게재일: 2013.06.01)
유동층기술은 물리반응 공정, 화학반응 공정, 에너지 변환공정 등 다양한 산업 분야에 오랫동안 적용되어 왔다. 이 글에서는 여러 산업분야 중 최근 환경 분야에 적용된 유동층 반응기 설계기술, 특히 건식흡수제를 이용한 다단 포집공정용 유동층 반응기 설계를 위한 유동층 열교환기 설계 기술에 대해 소개 하고자 한다.


(게재일: 2013.06.01)
이 글에서는 최근 많은 연구가 수행되는 자연모사 기법 중 식물모사 기법을 소개하고자 한다. 식물의 유동 원리 및 중요성, 식물 유동원리를 이용한 식물모사 마이크로 디바이스의 설계, 식물의 진화혼적 최적화의 공학적 접근에 대해 논한다.


(게재일: 2013.05.01)