국내 자연재난 피해의 50%는 태풍에 의해 발생하며, 최근 태풍에 동반된 강풍에 의한 인명 피해가 빈번하게 발생하고 있다. 재난 피해 저감을 위한 재난 안전 교육의 일환으로 국내의 강풍체험시설은 대부분 제한된 공간에 설치되어 체험을 위한 내부 유동장의 효과적 설계가 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 전산유체역학 기법을 이용하여 강풍 체험장의 내부 유동장을 해석하였으며, 내부 구조 형상으로 인해 발생하는 압력 저항을 공간 저항으로 정의하였다. 기존 강풍 체험장에 대한 분석 결과 기존의 수평 방향 풍로 구조로 인해 매우 불균질한 내부 유동장이 형성되고 큰 공간 저항이 발생함을 확인하였다. 이를 개선하기 위하여 풍로를 수직 방향으 로 변경함으로써 공간 저항을 80% 가까이 감소시킬 수 있음을 확인하였으며, 체험장 내부 유동장의 균질도도 크게 향상되어 실질적 강풍 체험장 구현이 가능함을 확인하였다.

The objectives of this study were to develop the optimal structures of recirculating aquaculture tank for improving the removal efficiency of solid materials and maintaining water quality conditions. Flow analysis was performed using the CFD (computational fluid dynamics) method to understand the hydrodynamic characteristics of the circular tank according to the angle of inclination in the tank bottom (0°, 1.5° and 3°), circulating water inflow method (underwater, horizontal nozzle, vertical nozzle and combination nozzle) and the number of inlets. As the angle in tank bottom increased, the vortex inside the tank decreased, resulting in a constant flow. In the case of the vertical nozzle type, the eddy flow in the tank was greatly improved. The vertical nozzle type showed excellent flow such as constant flow velocity distribution and uniform streamline. The combination nozzle type also showed an internal spiral flow, but the vortex reduction effect was less than the vertical nozzle type. As the number of inlets in the tank increased, problems such as speed reduction were compensated, resulting in uniform fluid flow.

In this study, two types of cyclone separators containing a structure of prevention underflow and a cyclone separator without the structure were analyzed by computational fluid technique. The pressure loss was increased by increasing the inlet velocity from 8m/s to 28m/s, and the velocity and pressure were compared through five cross sections in the vortex finder. Also, the velocity and the pressure contour in the central section were compared. It can be seen that the performance reduction of the cyclone separator by the prevention structure is related to the distance to the vortex finder inlet rather than the effect of the diameter of the structure.

Numerical analysis has been carried out to investigate seawater flow field characteristics with various current directions near the manganese nodule mining device. Seawater flow near the collecting device is largely influenced by the sea current direction, especially along the downstream of the rear system. Predicted flow velocity distributions are analyzed with turbulent kinetic energy and drag force. There is big flow field variation when the direction angle between the mining device and seawater current flow approaches to 30°~ 120°, and flow velocity along the rear region of 60° becomes faster than 180°. Averaged turbulent kinetic energy at 180° also becomes low, about 57% higher at 60°. These results from the study can be applicable to the optimum design of manganese nodule collecting system in the deep seawater flow.

Numerical analysis of the electric vehicle battery was performed for the optimization of the thermal management under various operating conditions. For the analysis of internal flow and temperature distributions under the different operating conditions of battery, the battery system which was packed 18 battery cell with -25℃∼ 65℃ operating temperature range was considered, and the air flow rate, velocity, and ambient temperature conditions were varied and compared. It was revealed that the cooling system for battery was necessary to maintain its performance for hot ambient conditions. Especially, in this condition, at least 90m3/h of air flow rate are required to maintain the module temperature under 40℃. However, heating system of battery for cold ambient conditions doesn't need.

This research aims to investigate the flow analysis of LNG ship due to the different shapes of the ship front. Velocity and pressure distribution of fluid at the front portion of ship are numerically calculated for the optimum ship design of front with three different ship speeds for two different front shapes of ship. These numerical calculations are only applied for the immersed part of ship at the ocean. In addition, the coefficient of pressure drag and total drag are numerically obtained. Ultimately, the energy-efficient shape of LNG ship are determined through two different body shapes with three different ship speeds.

For the purpose of the enhancement of the air conditioner performance and fuel effciency, several cases of centrifugal impeller for passenger car air conditioner have been numerically analyzed by changing central angle of blades and length of outlet for shape optimization of the impeller. Commercial CFD program Fluent 6.3.26 has been used to compute velocity, temperature, pressure and turbulence intensity that can lead numerous results. The central angles of two blades and three cases of outlet length led 4～12% and 3.5～6.4% differences of velocity and flow rate, respectively. The velocity distribution near the blade surface was axisymmetric and had a maximum value of 22.19 m/s and velocity of the vertical direction of the impeller showed linear increase with horizontal direction. At case 3 of oultet length, there existed a a minimum pressure value of -133320 Pa.

유속의 변화에 따른 오일펜스 만곡부 후면의 속도장과 압력장, 와도 및 난류 강도를 계측한 PIV 실험의 결과 유속이 증가함에 따라 유동 경계역의 후면부에서의 흐름 방향이 전면부의 흐름 방향에 가까워지는 현상이 나타났고, 압력 분포의 양상이 달라졌으며 난류도 더욱 불규칙적인 형태로 나타났다. PIV 실험과 동일 조건으로 수행한 CFD 해석 결과, 후류의 유동 패턴이 0.3m/s이하의 저속인 경우는 PIV 실험 결과와 유사하게 나타났으나, 유속이 0.4m/s일 때는 오일펜스 자체의 유연성으로 인해 다소 차이가 나타났고, 오일펜스 하단의 압력차로 인한 불규칙한 난류가 수면까지 영향을 주었다.

유속의 변화에 따른 오일펜스 만곡부 후면의 속도장과 압력장, 와도 및 난류 강도를 계측한 PIV 실험의 결과 유속이 증가함에 따라 유동 경계역의 후면부에서의 흐름 방향이 전면부의 흐름방향에 가까워지는 현상이 나타났고, 압력 분포의 양상이 달라졌으며 난류도 더욱 불규 칙적인 형태로 나타났다. PIV 실험과 동일 조건으로 수행한 CFD 해석 결과, 후류의 유동 패턴이 0.3m/s이하의 저속인 경우는 PIV 실험 결과 와 유사하게 나타났으나, 유속이 0.4m/s일 때는 오일펜스 자체의 유연성으로 인해 다소 차이가 나타났고, 오일펜스 하단의 압력차로 인한 불규 칙한 난류가 수면까지 영향을 주는 것 같았다.

도시지역의 주거 건물들이 고층화 됨에 따라 강풍에 의한 풍소음에 대한 민원들이 많아지고 있다. 고층건물 거주자들은 풍소음에 대한 문제점에 대해 목소리를 높여왔으며, 또한 풍소음 및 기타 소음은 빌딩 거주자 및 이웃들에게 원성을 사왔다. 건물에 의하여 발생하는 각종의 문제점은 환경 및 인간에게 악영향을 미치지 못하게 하는 빌딩 건설에 대한 규제가 있으며, 또한 가정 환경에 있어서 고요하고 평화로움을 만끽할 개인적 권리가 있다. 바람에 의해 발생된 소음문제를 사전에 해결하기 위한 예측 방법으로는 모형실험이 가장 확실한 방법으로 들 수 있는데, 모형 실험을 풍소음에 적용하는데 있어서는 다음과 같은 요소들 때문에 매우 어려움을 격고있다. 즉 (1) 자연발생 바람, 기계소음과 건물에 의하여 발생하는 인위적 풍소음간의 구별의 어려움, (2) 모형실험에 있어서 서로 상반되는 Strouhal 수와 레이 놀드 수를 동시에 맞추기 위한 모델스케일의 어려움이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 Full Scale 시뮬레이션의 방법이 가장 타당하나 풍동 실험 등 물리 모델의 경우, 건물을 대상으로 할 경우는 그 크기 때문에 Full Scale 모 형은 실질적으로 거의 불가능 하다. 따라서 풍소음과 관련된 기존의 연구들은 대부분 기계 및 항공관련 연구에 집중되 어왔다. 그러나 최근 수치해석의 경우는 컴퓨터의 급진적인 발달로 그 계산시간이 급격하게 줄어 들어 Full Scale의 시뮬레이션이 가능하게 되었다. 그러나 빌딩주변에서 발생하는 바람에 의하여 발생하는 소음은 그 문제점이 상당히 큼에도 불구하고 이들을 수치해석에 의하여 시도된 예는 거의 없다. 따라서 본 논문은 이러한 점에 초점을 맞추어 단독건물, 건물의 모양, 크기 및 건물간격 등과 관련하여 각종 빌딩형태의 모델 주변에서의 압력장, 속도장과 풍소음장에 대한 예측을 수치 시뮬레이션을 통하여 수행하였다. 본 논문에서 사용한 수치해석 모델은 유동해석 즉 속도와 압력장은 LES Smagorinsky 모델을 사용하여 얻었고 풍소음 계산은 유동장해석은 SYSNOISE Rev 5.6 Beta를 사용하여 컴퓨터로 계산하였다.

This paper is discussed the design of the Dome type control valve. It is designed by the results of Fluent analysis. The results of analysis is similar to the experimental data. Dome type control valve is possible to use the high pressure and temperature condition and is easy to control by the remote. It is operated by the air pressure and worked in the low pressure range. Also it can be changed the flow velocity line by the modified geometry of the rod & plug of valve.

여름철 홍수기에 저수지 내로 유입한 탁수는 저수지 내부에 밀도차를 발생시키며 내부 성층류를 형성한다. 유입되는 고농도의 탁수층을 선택적으로 배제하거나 응집제 투입를 통한 오탁물질 입자의 침전 또는 탁수 차단망 설치로 방류 탁도를 저감시키기 위해서는 저수지내 성층 유동장에 대한 이해가 요구된다. 본 연구에서는 다양한 형상의 저수지 성층류 해석을 위한 수치해석 프로그램을 개발하였다. 다양한 형상으로의 적용을 위하여 비정렬 격자계를 사용하였으며, 성층류를 고려하기 위하여 Boussinesq 가정에 기초한 N-S 방정식 및 에너지 방정식을 지배방정식으로 사용하였다. 수치해석법의 검증을 위하여 결과가 잘 알려져 있는 2차원 및 3차원 공동 문제, 여러 개의 격벽이 설치된 정수장내 유동 및 댐 붕괴 거동 결과와 비교함으로써 개발된 알고리즘의 타당성을 검증하였다. 이를 통해 저수지 내 탁수 유입시 발생하는 성층류에 대한 수치해석을 시도하여 결과를 검토하였다.

파력발전장치 중 진동수주(Oscillating Water Column)형은 3단계 에너지 변환과정을 거치게 된다. 그 중 파랑에너지를 공기에너지로 변환하는 장치인 공기실의 형상을 바꿔가며 그에 따른 성능을 상용 CFD 코드인 FLUENT를 이용한 수치 해석 기법으로 연구하여 보았다. 통상 OWC형 파력발전장치는 공기실과, 터빈이 설치되는 덕트 간에 효율적인 이유로 급축소 형태를 취하고 있는데 이 때 공기실과 터빈 연결부의 형상이 파력발전 장치 전체 성능에 중요한 영향을 미치므로 공기실내의 압력을 최소화하고 터빈 유입유속의 가속화가 용이한 가장 적합한 형상을 정상 및 비정상 해석을 통하여 찾고자 하였다.