이수식 쉴드 TBM 공법에서 발생하는 부산물인 필터케이크를 유동성 채움재로의 재활용 가능성을 평가하기 위해 다양한 기초 실험을 수행하였다. 필터케이크를 굵은골재 및 잔골재와 혼합하여, 필터케이크의 함량 비율을 증가시키면서 세 가 지 배합(Case 1, Case 2, Case 3)을 구성하였다. 강도 발현을 위한 바인더로는 보통 포틀랜드 시멘트를 사용하였으며, 물- 시멘트비(w/c)를 변화시켜 플로우 시험, 블리딩 시험, 압축강도 시험을 통해 유동성 채움재로서의 가능성을 평가하였다. 시험 결과, 필터케이크 함량이 증가할수록 혼합물의 유동성은 저하되었으며, 이를 보완하기 위해 혼합수의 양을 증가시 키며 적정한 범위의 유동성을 확보하도록 하였으나, 혼합수의 양이 많아질수록 압축강도가 크게 감소하는 경향을 보였 다. 특히, 필터케이크 함량이 가장 높은 Case 3에서는 이러한 현상이 두드러지게 나타났으며, 반면 필터케이크 함량이 적 은 Case 1에서는 상대적으로 높은 강도가 발현되었다. 또한, 필터케이크 함량이 적을수록 혼합물의 유동성은 혼합수량에 민감하게 변화하였다. 블리딩은 필터케이크의 혼합 비율에 영향을 받았으며, 필터케이크 함량이 가장 높은 Case 3에서 블리딩이 가장 적게 발생하였다. 이는 필터케이크의 높은 수분 흡수율이 블리딩 감소에 영향을 미친 것으로 판단된다. 즉, 유동성, 강도, 블리딩 사이의 균형을 맞추기 위한 적절한 배합비 설정을 통해 TBM 공법 부산물인 필터케이크는 유 동성 채움재로 재활용 가능성이 높을 것으로 평가하였다.

서울시와 같은 도심지의 경우 상수도관, 하수관, 가스관, 통신․전기선과 같은 인프라 시설물을 도로포장 하부에 매설하고 있다. 그 러나 도로 지하에 각종 시설물을 매설하거나 유지보수 등으로 인해 노면을 굴착할 경우, 포장체 구성에 불연속면을 생성하여 이에 대 한 복구가 적절하지 않았을 경우 지반침하, 포장 노면 균열, 평탄성 불량 등의 발생으로 도로 이용자의 승차감 저하 및 노면배수 불량 으로 인한 차량 주행의 안전성 저하, 보도의 경우 통행인의 불편 초래 및 안전사고를 유발할 수 있다. 그러나 현재 서울시의 도로굴착복구 공사는 도로 이용자의 편의를 위해 당일 굴착·당일 복구를 원칙으로 하고 있으며, 이를 위해 주 간 공사 및 장시간 교통통제를 지양하고 있어, 하루 중 야간 8시간 정도로 공사 시간이 부족하고 수많은 공사가 산발적으로 시행됨에 따라 관리 감독이 어려워 시공 품질관리가 미흡하며, 특히 지하 매설물 공사 이후 포장층 하부의 되메우기 공정은 다짐 작업이 제대 로 이루어지지 않는다. 일반적으로 서울시 도로굴착복구 공사는 공사 당일 임시포장을 시행하고, 일정 기간 경과 후 차로 단위로 항구 포장 복구를 시행하고 있으며, 이로 인한 도로 평탄성 불량으로 소음․진동 발생 및 포장 조기 파손의 원인으로 작용하고 있다. 특히 되메우기 공정의 경우, 현행 시방서에 따르면 신속한 되메움 복구 및 관로 주변의 조밀한 충진을 목적으로 관로 주변을 양질의 모래로 시공하는 것을 원칙으로 하고 있으나, 기존 되메움 재료인 모래는 결속력이 약해 인접 구간 공사 시 세굴로 인한 사고 발생 위험 요소를 내재하고 있으며, 누수에 의한 세굴 발생시 편토압 등으로 인해 주변 지반의 침하 등 2차 파손을 발생시킬 수 있다.

제지 공정 과정에서 슬러지를 소각할 때 생성되는 제지애쉬를 도로 하부 동공 보수 재료인 유동성 채움재의 재료로 재 활용 가능성에 대하여 실험적으로 평가하였다. 유동성 채움재는 플로우 값으로 대표되는 유동성, 압축강도 및 블리딩률 에 의해 평가됨에 따라 해당 특성에 대하여 시험 및 평가를 진행하였다. 제지애쉬의 화학적 성분이 강도 발현을 위한 시 멘트와 유사한 점에 기반하여 제지애쉬를 시멘트 중량비의 0~40% 범위에서 치환하여 페이스트 혼합물을 제작하였다. 이 후, 플로우 및 압축강도 시험을 수행하여 제지애쉬의 적정 치환 범위를 선정하였다. 이후, 시멘트-제지애쉬 페이스트 혼 합물에 잔골재 및 굵은 골재를 혼합하여 유동성 채움재(CLSM: Controlled Low Strength Material) 혼합물을 배합하고 플로 우, 압축강도, 블리딩 시험을 실시하였다. 시험 결과 제지애쉬 치환율이 증가함에 따라 혼합물의 유동성 및 압축강도가 감소하였으며, 이는 제지애쉬의 높은 수분 흡수율에 의한 영향으로 판단된다. 혼합물의 적정 배합을 통하여 소정의 플로 우, 압축강도 및 블리딩률 기준을 만족할 수 있었으며, 이를 통해 제지애쉬의 유동성 채움재 활용 가능성을 확인하였다.

A sirocco fan consists of a housing and an impeller with blades. There are many design parameters for improving its performance and efficiency. Thus, the objective of present study is to investigate the effect of blade size(such as blade length and height) and the number of blades on the flow characteristics of a sirocco fan using a commercial CFD software, Star CCM+. From the results of our previous and present study, it is revealed that blade inclination angle and blade height had a great effect on the flow characteristics, such as the static pressure rise and flow rate. There are important factors in improving the flow characteristics, as following order, the blade inclination angle, blade height, blade length, blade radius of curvature, the number of blades. it was obtained that maximum in static pressure rise and flow rate were, respectively, 20.8Pa and 6.41CMM under the our simulation condition.

Air flow field characteristics in a compact chamber system are indispensable for the efficient development of vehicle aerodynamic performance. In this study, air flow and velocity uniformity in the chamber system were numerically analyzed using the CFD method. Air flows at a uniform velocity from the outlet of the blower, passes fast through the heat exchanger with partial pressure difference, and then moves into the blower inlet. Overall pressure drop through the fan gradually increases with the flow rate. The uniformity varies along the test section, decreasing by 5-10% with distance from the nozzle. These predicted results can be widely used as basic conceptual design data for an efficient vehicle chamber system.

수중운동체에는 필수적 기능을 담당하는 함교, 러더와 같은 다양한 부가물들이 장착된다. 이들 부가물과 선체의 접합부에는 유선의 박리로 인해 다양한 와류가 생성된다. 이러한 와류는 수중운동체의 추진기로 유입되어 수중방사소음의 증가와 같은 부정적 효과 를 야기해 스텔스 성능의 향상을 위해서는 반드시 저감되어야 한다. 본 연구에서는 부가물과 선체의 접합부에서 생성되는 말발굽와류 (HSV)와 뿌리와류(RV)를 저감하는데 효과적인 와류저감장치(VRD)에 대한 설계기준을 도출하였다. 먼저, 접합부 와류의 레이놀즈 상사특 성 만족 여부를 분석함으로써 설계기준 도출에 부가물의 제원과 유속의 영향을 레이놀즈수로 대체하였다. 또한 VRD의 형상을 정의하기 위해 베지어 곡선을 활용해 VRD의 3차원 표면을 파라미터화하였다. 이후, 와류저감을 위한 VRD의 설계기준 도출을 위해 다양한 제원의 VRD의 와류저감 성능을 분석함으로써 최적의 길이 대 높이 비율이 선정되었다. 최종적으로 대상 범위의 부가물들에 대해 최적 비율을 만족하는 다양한 크기의 VRD 성능이 비교 분석되었다. 이를 종합하여 임의의 부가물에 대해서도 와류저감 성능을 나타낼 수 있는 VRD 의 무차원화 설계기준이 도출되었다.

In this study, a numerical analysis study was conducted on the flow characteristics according to the internal flow path change and differential pressure of the hydrogen shut-off valve, and through this, the pressure loss characteristics and flow coefficient of the hydrogen shut-off valve were predicted. ANSYS CFX program was used to predict the flow characteristics of the hydrogen shut-off valve. When the flow path gap was 1.3 mm, the design conditions of the hydrogen shut-off valve were satisfied, and the value of the flow coefficient of the valve was about 1.53. As the inlet pressure of the hydrogen shut-off valve increases, the outlet flow rate increases, but regardless of the inlet pressure, the flow coefficient of the valve is almost constant, ranging from 1.53 to 1.56, indicating that it is the inherent flow coefficient of the designed hydrogen shut-off valve.

Passengers on public buses operating in the metropolitan area are exposed to the closed indoor air for minutes to hours. The indoor air quality of buses is mostly controlled through ceiling-mounted ventilation and filtration devices. A simulation study using a commercial code was conducted for fluid flow analysis to evaluate the potential effectiveness of an air purifier that can be inserted into bus windows to supply clean air from the outside to the inside. As a result of field measurements, the average CO2 concentration inside the bus during morning and evening rush hours ranged from 2,106±309 ppm to 3,308 ± 255 ppm depending on the number of passengers on board. This exceeded the Guideline for Public Transportation. The optimal installation position of an air purifier appeared to be the front side of the bus. In fact, even a low diffusing flow velocity of 0.5m/s was effective enough to maintain a low concentration of CO2 throughout the indoor space. Based on numerical analysis predictions with 45 passengers on board, the maximum CO2 concentration in the breathing zone was 2,203 ppm with the operation of an air purifier.

In electric vehicles, the core is a secondary cell battery. Raw material is pulverized by the grinding disc in the Classifier Separator Mill (CSM) and rises through the Classifier Wheel. Both require characteristics to withstand high-speed rotation, including abrasion, corrosion, and shock. Our study analyzes the impact of RPM and heat source on temperature, convergence, and durability. In conclusion, high heat increases flow, while high RPM reduces the maximum temperature but may harm durability. Proper RPM settings enhance durability.

In this study, numerical analysis was performed for the purpose of analyzing the flow characteristics and performance according to the change in the inflow hydrogen temperature and differential pressure of the receptacle of the hydrogen charging system. The pressure distribution and turbulent kinetic energy in the filter area were analyzed by changing the outlet pressure condition under the inlet hydrogen temperature condition, and the flow velocity change at the outlet was compared and analyzed. As a result of the analysis, as the differential pressure decreased, the flow rate at the outlet of the receptacle decreased by up to about 70% at the 2.86 MPa condition compared to the 1.86 MPa condition, and the mass flow rate decreased by about 56.5% at the maximum. It was found that the standard CV performance was not satisfied when the differential pressure at the inlet and outlet was 1.12 MPa or less under the 363K temperature condition.

Small hydropower systems have emerged as an attractive solution for areas with low head and flow rates, offering versatility for implementation in diverse locations such as rivers and wastewater treatment plants. This research specifically focuses on exploring the potential of small hydropower generation within wastewater treatment plants. Through the utilization of computational fluid dynamics (CFD) analysis, the study successfully predicted the torque and power generation capacity of the installed turbine. The analysis underscored the effective control of fluid flow achieved through careful turbine design, including considerations of blade shape and quantity. For instance, in the case of the Tancheon wastewater treatment plant, the study revealed the ability to generate a torque of approximately 7000 Nm, translating to an estimated power production of around 48.3 kW per hour. Ultimately, this research significantly contributes to evaluating the feasibility and viability of small hydropower generation within wastewater treatment plants.

A spiral flow path was applied to solve the problem of the existing straight flow path in the leveling shaft, a key component of the self-levelizer that can maintain the height according to the change in payload in EV, SUV. In this study, flow analysis was performed to check the velocity, pressure drop, and flow direction of oil according to the main operating conditions of the leveling shaft with a spiral flow path. As a result of the study, a leveling shaft with a spiral flow path is likely to improve fluid properties around the orifice and inlet valve under compression conditions, and it is judged to have a development application effect.

소음공해는 인간과 해양환경에 악영향을 끼치며, 선박과 해양구조물에서 발생하는 유동소음을 예측을 통해 소음에 대한 안전 성을 평가하고 해양환경을 보존할 수 있다. 기존 수중구조 유동소음 해석기법은 전산유체역학과 FW-H음향상사식을 이용한 하이브리드법 기반이다. FW-H는 무한공간에서의 음향전파를 가정하여 소음해석을 수행하기 때문에 음파의 반사와 산란, 회절의 영향이 나타나는 근접 장 해석이 제한적이다. 반면 격자볼츠만기법 기반의 직접법 유동소음해석을 수행하면 근접장 음향효과를 소음해석에 반영할 수 있다. 직 접법 해석은 유동과 소음이 연성된 해석이 수행되고 구조경계에서의 반사와 회절, 유동에 의한 매질 불균일성에 따른 산란효과가 반영된 다. 그간 격자볼츠만기법이 수중조건에서 수치적으로 불안정하여 수중환경에 적용이 불가능했다. 하지만 수중환경에서 사용할 수 있는 DM-TS 격자볼츠만기법 충돌연산자가 개발되어 수중으로 확장이 가능해졌다. 본 연구에서는 파이프내 원형구멍에 대하여 격자볼츠만기 법 해석을 수행해 수중 유동소음해석이 가능함을 보였다. 격자볼츠만기법 해석을 통해 도출한 유동과 소음을 각각 실험과 비교하여 해석 의 신뢰도를 확보하였다. 파이프내 유동소음에 의한 주요 압력 피크가 해석에 반영되었으며 이를 통해 격자볼츠만기법을 이용한 근접장 유동소음해석이 가능함을 확인했다.

The purpose of flow analysis is to develop a simple CFD analysis model to develop a heat transfer analysis model including transient heat transfer characteristics, especially phase change, of thin film evaporators. The simple analytical model focuses on the evaporation phase change. To reduce the computational cost, the shape was simplified to two dimensions, and the simulation time was set short with a focus on simulating the phase change phenomenon. In the future, based on this analysis model, we will develop an analysis model for simulating not only vaporization but also liquefaction, that is, transient distillation phenomenon, according to the shape of the thin film distillation device.

In this study, numerical modeling on the gas flow and off-gases in the low temperature carbonization furnace for carbon fiber was analyzed. The furnace was designed for testing carbonization process of carbon fibers made from various precursors. Nitrogen gas was used as a working gas and it was treated as an incompressible ideal gas. Three-dimensional computational fluid dynamics for steady state turbulent flow was used to analyze flow pattern and temperature field in the furnace. The off-gas mass fraction and cumulative emission gas of species were incorporated into the CFD analyses by using the user defined function(UDF). As a results, during the carbonization process, the emission of CO2 was the dominant among the off-gases, and tow moving made the flow in the furnace be uniform.

This study analyzed the flow inside floating seedling equipment for Scapharca subcrenata. Due to the aging society of fishing villages, it is impossible to continuously input the labor force. Therefore, it is necessary to improve efficiency. Scapharca subcrenata has high per capita consumption. It serves as an important aquatic food resource. Scapharca subcrenata culture tends to be highly dependent on the natural environment. Production of Scapharca subcrenata is difficult to predict with low stability. In the past, manpower directly installed bamboo nets in mudflats. The seedling equipment devised in this study is a floating type and can be freely moved on the sea according to the prediction of Scapharca subcrenata generation. The flow around the floating seedling equipment was analyzed by numerical analysis. The physical phenomena of the flow around the net inside the floating seedling equipment were visualized. As a result, the space between the floating seedling equipment and the bottom net and the space between the net groups showed a lower flow rate than the inlet flow rate. It is expected that the low flow rate of the floating seedling equipment will have a positive effect on the attachment of Scapharca subcrenata.