In this study, we performed thermal safety design of the electric module of a heat-loaded equipment with consideration of its heat dissipation performance. Initially, we calculated the heat dissipation of natural convection to choose a cooling method. Based on this, we found that some modules required forced convection and selected an air-cooling method with an outdoor temperature of 43 degrees Celsius, which is the maximum temperature in Korea. Prior to module production, we performed thermal analysis of each module and proceeded with a design to increase the thermal conductivity of the module as a primary step, and subsequently proceeded with Heat Sink design to maximize the heat dissipation performance. After considering various constraints according to the system requirements and designing the cooling path, we experimentally and analytically secured thermal safety at the operating temperature of the equipment.

This study presents a numerical modeling and a transient simulation of a desiccant coated heat exchanger (DCHE) that is employed for dehumidification in buildings. DCHE is fabricated by coating type RD silica gel on the fin surfaces of a fin tube heat exchanger. The latent cooling load, which is 25 to 45% of the total cooling load in most weather conditions is removed by adsorption of vapor using DCHE. The saturated adsorbent is then regenerated by using either low-temperature waste heat from industry and/or renewable energy such as solar energy and geothermal energy. A mathematical model is established and a transient simulation has been carried out so as to analyze its performance in terms of average humidity difference (AHD), moisture removal capacity (MRC), latent cooling capacity(QL), and COP. Comparison between the simulation results and the experimental data was carried out and showed good agreement and a similar trend with a maximum discrepancy of 5%. Key results revealed that MRC, AHD, QL, and COP are largely affected by both air dry-bulb temperate and air wet-bulb temperature while they are less affected by the frontal air velocity. Furthermore AHD, MRC and QL are largely improved by hot-water temperature while COP decreases as hot-water temperature increases due to high regeneration energy consumption.

거친 해상 조건에서 운항하는 선박은 파도와의 상대운동으로 인해 슬래밍 하중에 노출된다. 특히 선수가 자유수면으로 입수하는 과정에서 선체부는 일시적으로 큰 슬래밍 충격하중을 받게된다. 일반적으로 대형 컨테이너선박의 경우, 큰 플레어를 가지는 특징이 있으며, 이로 인해 플레어 슬래밍 충격하중으로 인한 구조적 손상이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 슬래밍 수치시뮬레이션을 위해 먼저 신뢰할 만한 실험결과와의 비교검증을 수행하였으며, 선수 및 사파에서 선수플레어 슬래밍 하중을 추정하였다. 그 결과 슬래밍 하중이 발생 되는 위치는 0.975st이며, 최대 충격 하중은 선수파 조건에서 약 475kPa임을 확인하였다.

In this paper, we study the applicability of Tuned Mass Damper(TMD) to improve seismic performance of piping system under earthquake loading. For this purpose, a mode analysis of the target pipeline is performed, and TMD installation locations are selected as important modes with relatively large mass participation ratio in each direction. In order to design the TMD at selected positions, each corresponding mode is replaced with a SDOF damped model, and accordingly the corresponding pipeline is converted into a 2-DOF system by considering the TMD as a SDOF damped model. Then, optimal design values of the TMD, which can minimize the dynamic amplification factor of the transformed 2-DOF system, are derived through GA optimization method. The proposed TMD design values are applied to the pipeline numerical model to analyze seismic performance with and without TMD installation. As a result of numerical analyses, it is confirmed that the directional acceleration responses, the maximum normal stresses and directional reaction forces of the pipeline system are reduced, quite a lot. The results of this study are expected to be used as basic information with respect to the improvement of the seismic performance of the piping system in the future.

An icing phenomenon of wind turbine blade are caused by wind speed, air temperature, liquid water content, droplet size, and so on. In this study, the analyses were carried out at a liquid water content of 0.20g/㎥, droplet size of 25 um, wind speed of 11.4m/s and air temperatures of -15, -10, -5℃ using NREL 5MW wind turbine. The software uses FENSAP-ICE's CFD Flow Solver, Drop 3D and ICE 3D. The analysis of icing shape and mass with temperatures according to air foil was derived, and the required heat quantity for de-icing was calculated at NACA 64618 airfoil for air temperature of -15℃. Power curves with wind velocities are suggested for economical analysis.

컨테이너를 이용한 위험물의 해상운송이 증가함에 따라 적재불량으로 인한 위험물의 누설 등으로 선박에서 화재사고가 발 생하고 있다. 한편, IMO(MSC.93)에서는 2016년 1월 1일 이후 건조되는 개방갑판상에 컨테이너를 5단 이상 적재하도록 된 모든 선박은 물분무창(Water Mist Lance, WML)이라는 소화장치를 선박에 의무적으로 비치하도록 규정하였다. 본 연구에서는 LS-DYNA를 이용하여 최적의 첨단곡률반경을 가지는 WML을 설계하기 위한 수치해석을 수행하였다. 첨단부분의 길이가 10 mm, 15 mm, 20 mm인 3가지 모델에 대한 해석결과 길이가 15 mm인 경우만 컨테이너 벽면을 관통하고, WML의 첨단부분에 손상을 일으키지 않는 결과를 나타내었다. 향후, 본 연구결과를 바탕으로 테스트용 WML를 제작하여 성능실험을 할 계획이며, 문제점은 지속적으로 개선해 나갈 것이다.

본 연구에서는 강화되는 황산화물 및 입자상물질의 배출규제를 만족시키기 위한 후처리장치인 스크러버(scrubber)에 대한 수치 해석적 연구를 수행하였다. 먼저 수치 해석을 통하여 기존 스크러버의 문제점을 파악하고, 이러한 문제점들을 개선할 수 있는 새로운 형 태의 와류형 스크러버를 설계하여 분석하였다. 그 결과 와류형 스크러버에서 배기가스는 하부에서 와류를 형성하고 그 중 일부는 바닥면 을 통과하여 가이드 베인을 따라 배출되는데, 이 때 수직 방향의 압력구배는 크지 않으나 배플의 내·외부에는 압력차가 발생하는 것으로 나타났다. 배기가스 유선의 형태를 확인한 결과, 물이 분사되지 않는 경우에는 물이 분사되는 경우에 비해 가이드 베인을 따라 출구까지 일정하게 유동하였으며, 유동의 형태에 가이드 베인과 노즐의 배열 및 수압 등이 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 와류형 스크러버의 경우 입·출구의 차압이 기존의 스크러버 대비 절반 이하로서 기관의 배압에 미치는 영향이 훨씬 적은 것으로 나타났다.

본 연구에서는 카누 선체 재료를 탄소섬유복합재료로 선정하였으며, 선형설계는 선박 설계 상용프로그램인 SOLIDWORKS를 이용하여 수행하였다. 카누의 유동해석은 상용프로그램인 STAR-CCM+를 이용하여 자유수면의 파형을 살펴보고 수치해석 결과를 통하여 저항성능을 확인하였다. 그 결과, 흘수가 0.09 m일 경우에 4 m/s 미만의 선속으로, 흘수가 0.24 m인 경우에는 2 m/s 미만으로 운항하면 안전하다고 판단되며, 두 명의 성인이 속도를 내는 데에도 무리가 없음을 확인하였다. 또한, 해석결과를 적용하고 CFRP를 이용하여, 기존의 재료보다 20 % 가볍게 제작된 카누에 대해서도 간략히 소개하였다.

This study calculated the overall heat transfer coefficient (U-value) of greenhouse covering materials with thermal screens using a simulation model and then estimated the validity of the calculated results by comparison with measured values. The U-value decreased gradually as the thickness of the air space between the double glazing increased, and then remained essentially constant at thicknesses exceeding 25 mm. The U-value also increased with the difference in temperature between the inside and outside of the hot box. The vigorous convective heat transfer between two plastic films caused unsteady heat flow and then created a nonlinear temperature distribution in the air space. The distance did not affect the U-value at distances of 50~200 mm between the plastic covering and thermal curtain. The numerical calculation results, with and without sky radiation, were in accord with the experimental results for a 30°C temperature difference between the inside and outside of the hot box. In conclusion, a reliable Uvalue can be calculated for a temperature difference of 30°C or more between the inside and outside of the hot box.

본 연구에서는 다양한 감쇠판을 원통형 부유체에 부착하고 수치 시뮬레이션을 통해 원통형 부유체의 heave RAO 및 고유주기의 변화를 고찰하였다. 먼저 감쇠판을 부착하지 않은 원통형 부유체의 heave RAO 및 고유주기를 파악하였고, 원통형 부유체에 부착한 감쇠판의 크기와 형상을 바꿔가며 각 경우에 대한 heave RAO 및 고유주기를 평가하였다. 수치 시뮬레이션 결과, 감쇠판의 모든 면적에 대해서 감쇠판을 부착한 원통형 부유체의 고유주기는 증가하였고, 감쇠판의 크기가 1.30D부터 입사파의 피크주기에서 heave RAO는 감소하였다. 감쇠판의 모든 면적에 대해서 원형 감쇠판이 Y자형 감쇠판보다 고유주기가 길게 나타나며, 고유주기의 차이는 감쇠판의 면적이 커질수록 그 차이가 커졌다. 운동응답 스펙트럼 계산 결과, 원형 감쇠판과 Y자형 감쇠판을 부착한 원통형 부유체의 heave 운동이 입사파의 피크주기에서 현저하게 감소하였다. 또한 원형 감쇠판을 부착한 원통형 부유체의 고유주기가 Y형 감쇠판을 부착한 경우보다 입사파의 피크 주기에서 더 멀리 이동하였다.

본 연구에서는 직접 접촉식 막증류 공정에서 운전인자에 따른 담수 투과량과 열효율을 예측하기 위해 열 및 물질전달 방정식을 이용하여 1차원 해석모델을 개발하였다. 이 해석모델의 타당성을 검증하기 위해 해석모델 결과와 기존 연구자들에 의해 수행된 실험 결과를 비교하였고 만족할 만한 결과를 얻었다. 이를 통해 DCMD 모듈에서 염수와 증류수의 입구온도 및 입구속도가 담수 투과량 및 열효율에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과 염수의 입구온도와 입구속도가 증류수의 입구온도와 입구속도보다 담수 투과량과 열효율 증가에 미치는 영향이 크기 때문에 지배적인 운전특성이라는 것을 알 수 있었다. 염수의 입구온도가 60℃에서 95℃로 증가할 때 담수 투과량이 21.22kg/m2h에서 71.26kg/m2h로 3.4배 증가하였고 열효율은 0.556에서 0.765로 37.5% 증가하였다. 한편, 염수의 입구속도가 60에서 300 m/h로 증가함에 따라 담수 투과량이 27.91kg/m2h에서 36.33kg/m2h로 30% 증가하였고 열효율은 0.6에서 0.646로 7.5% 증가함을 알 수 있었다.

매연 생성에 대하여 톨루엔의 영향을 알아보기 위하여 순수에틸렌 대향류 확산화염에 톨루엔을 소량 혼합하여 수치해석을 수행하였다. 톨루엔(C7H8)의 혼합 비율은 3%, 5%, 10%, 및 20%로 하였다. 계산에는 CHEMKIN III 기반의 Senkin 코드와 oppdif 코드를 이용하여 0-D 계산과 1-D 계산을 수행하였다. 0-D의 Senkin 계산에서는 톨루엔의 혼합율이 증가할수록 메틸라디칼의 농도는 증가하고 이에 따른 벤젠의 농도도 증가하였다. 이는 순수 에틸렌 화염에 톨루엔을 혼합할 경우 더 많은 매연이 생성될 것이라는 걸 의미한다. oppdif 코드에 의한 1-D 계산에서는 10% 톨루엔 반응식으로부터는 H 라디칼의 생성율이 결정적인 역할을 한다는 것을 알 수 있었다. 위 결과들로부터 확산화염 내 매연 생성에 있어 메틸라디칼, 벤젠과 H 라디칼이 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있었다.

Recently, the air pollution have bad effects on the indoor environment. Many buildings around the world use natural ventilation. to remove the air pallutant. But, nowadays, ventilation requirements can be demanding, as modern systems require greatly improved reliability and control. The fan and the duct are used to remove air mechanically from the space. Until now, apartment houses have been relying on the duct supply system ventilation rather than other system ventilations. Therefore, the establishment of a prediction method based on optimal ventilation energy consumption using duct supply system and ductless is the ultimate goal of this study. As a result, this study found that the characteristics of duct and ductless supply system ventilation are dependent to each exhaust system. Consequently, the local supply indices of the duct supply system is definitely superior about 24.6% ~ 26.4 % than those of ductless supply system. However, the duct supply system has greater pressure drop in ventilation area than ductless, and duct system needs a lot of ventilation energy. In this study, The ductless supply system has advantage over the duct system about 14.8 % as duct exhaust system and 20.0% as ductless exhaust system in terms of modified local supply indices.

CFD를 이용한 풍압계수 시뮬레이션은 유익한 도구로 수행되었다. 실제 프로젝트를 통해 건물 외벽의 풍압력 분포와 풍력계수에 관한 수치적 예측과 적용을 제시하였다. 건물 주변의 풍영향과 내풍설계에 있어서 풍압력 평가는 건물 외벽에 중요하다. 이 논문에서는 건물 외벽의 풍압력 분포와 건물 주변의 기류의 흐름 패턴에 대해서 수치해석을 하였으며 건물 설계과정에서의 수치해석의 적용성을 확인하였다. Quick spatial discretization scheme의 네이어스 톡스 해석과 RNG k-난류 모델을 이용한 3차원 수치해석을 적용하였다.