In this study, we numerically analyzed flow and particle transport near the electrostatic precipitator in the tunnel according to train runs. When there was no train running, flow field was formed by a precipitator. Flow emitted from precipitator blocks the path along the tunnel, and therefore most contaminated air passes through the precipitator and can be cleaned. On the other hand, flow pattern during the train run was affected by train induced wind. A strong straight flow was generated at the front of train, and back flow was formed in the opposite line. When a train runs upward only (train start from suction section to blow section), the subway train transports contaminated particles along the tunnel. For downward train runs only case, the cleaned air reentered the contaminated section with train wind. Both train runs case showed combined flow and particle concentration pattern of both single train runs.

최근 관심이 집중되고 있는 스마트온실의 기술적용 실태와 문제점을 파악하고 이를 토대로 단동온실의 ICT 기술적용 장애요인 극복과 생산성을 제고하기 위하여 실험을 수행하였다. 자동화 시설의 도입 장애요인으로는 시설비 부담(24%)이 높았으며, 설치업체 사후관리 미흡 (19%), 잦은 고장(16%), 관리기술 미흡(15%), 기능 미흡 (13%), 소득향상기여 미흡(12%) 순이었다. ICT 도입필 요성은 노동력절감(15%)이 가장 높았다. 자동화 온실에서 문제가 발생되는 부분은 온실구조, 구동기제어, 복합 환경제어기, 센서기술이 각 14%로 비슷하였고, 원격제어 기술 13%, 작물관리기술 12%, 에너지절감기술 10%, 소프트웨어활용 8%이었다. 온실구조 측면에서의 문제점은 천창개선이 18%로 가장 많았다. 효율적인 온도 및 환기 제어를 위해 농촌진흥청 고시 10-단동-7형 온실에 랙피 니언 천창을 추가하였으며, 지붕형태를 복숭아형으로 변경하였다. 온실내 환경의 균일성을 위해 공기 유동팬은 6대를 설치하도록 하되 필요에 따라 증설 가능하도록 하였으며, 에너지 절약을 위해 1, 2중은 두께 0.1mm필름을 사용하고 3중은 5겹보온커튼을 설치하였다. CFD 유 동해석 결과, 측창이 열린조건에서는 풍상 방향의 평균 유속이 빠르고 온도가 낮았으며, 풍하 방향으로 멀어 질수록 평균 유속이 점차 느려지고 온도는 높게 나타났다. 반면, 측창이 닫힌조건에서는 평균 유속이 낮으며, 구역 별로 큰 편차는 없었다. 다만 풍상 풍하의 천창이 모두 열린 조건에 비하여 풍하 방향의 천창만 열린조건이 영역별 평균 유속에서 더 높은 값을 보였다. 측창을 닫은 조건에서는 외기의 유동이 아닌 온실 내 설치된 환기용 유동팬에 의해 유속이 발생하며 외부 환기가 없는 조건 에서 유동팬에 의한 순환은 실내 전체 공간의 유동 편차를 줄여 줄 수는 있지만 전체적인 온도에는 영향을 미치지 못하였다. 저측고의 영역별 평균 온도는 고측고 보다 균일하게 나타났다. 겨울철 3중 다겹보온커튼 여닫 음에 관계없이 유동팬 근처에서 유속이 높고 유동팬에서 멀어지면 유속이 거의 없는 것으로 나타났다. 또한, 시간경과에 따른 평균 온도는 3중다겹보온커튼 열림상태에서 약 2시간 후에 외부온도와 같아졌으나 닫힘상태에서는 5시간 이후에 외부온도와 같아져, 3중 다겹보온커튼의 보온효과가 뚜렷하였다. 같은 조건에서 열용량의 차이로 인해 저측고 온실이 고측고 온실에 비하여 온도 하강 속도가 빨랐다.

As a “kind of” mature ship form, planing hull has been widely used in military and civilian areas. Therefore, a reasonable design for planing hull becomes more and more important. For planing hull, resistance and trim are always the most important problems we are concerned with. It affects the planing hull’s economic efficiency and maneuverability very seriously. Instead of the expensive towing tank experiments, the development of computer comprehensive ability allows us to previously apply computational fluid dynamics(CFD)to the ship design. In this paper, the CFD method and Goal Driven Optimization (GDO) were used in the estimations of planing hull resistance and running attitude to provide a possible method for performance computation of planing hull.

풍력발전 타워는 높은 세장비를 갖는 형상으로 인해 바람에 의해 발생하는 횡하중에 취약한 구조를 가지고 있기 때문에 바람은 풍력발전 타워를 설계하는데 있어서 중요한 설계요소 중 하나라고 할 수 있다. 본 논문에서는 타워 운송 편의성 향상을 위해 설계된 8각 및 6각 단면형상을 가지는 조립식 강관 타워 및 일반 원형 강관 타워의 일정 높이 이상에서부터 4개의 작은 기둥으로 분리되는 형상을 가지는 멀티기둥 강관 타워에 대한 2차원 단면모형 풍동실험과 3차원 모형 풍동실험을 수행하여 각 형상별 풍력계수를 산정하여 그 특성을 비교하였다. 또한 풍동실험 축소모형에 대한 CFD 해석을 수행하여 산정된 풍력계수값의 신뢰성을 확인하였으며, 마지막으로 실제스케일 풍력타워에 대한 CFD 해석을 수행하여 각 형상별 특성을 분석하였다.

This paper presents the dimensionless wall distance, y+ effect on SST turbulent model for wind turbine blade. The National Renewable Energy Laboratory (NREL) Phase VI wind turbine was used for the study, which the wind tunnel and structural test data has publicly available. The near wall treatment and turbulent characteristics have important role for proper CFD simulation. Most of the CFD development in this area is focused on advanced turbulence model closures including second moment closure models, and so called Low-Reynolds (low-Re) number and two-layer turbulence models. However, in many cases CFD aerodynamic predictions based on these standard models still show a large degree of uncertainty, which can be attributed to the use of the  -equation as the turbulence scale equation and the associated limitations of the near wall treatment. The present paper demonstrates the y+ definition effect on SST (Shear Stress Transport) turbulent model with advanced automatic near wall treatment model and Gamma theta transitional model for transition from lamina to turbulent flow using commercial ANSYS-CFX. In all cases the SST model shows to be superior, as it gives more accurate predictions and is less sensitive to grid variations.

세계적으로 급증하는 전력수요에대처하고, CO2 배출을 줄이고자 인구가 밀집되어 있는 도 심지에 복합화력 발전소가 건설되고 있다. 환경규제가 계속적으로 강화됨에 따라 NOx 배출량을 줄이고 자 저 NOx 버너, SCR 등 여러 가지 설비들을 설치하고 있다. 본 연구는 경기도 고양시 소재의 일산열병합발전소 1개소에서 배출되는 질소산화물을 TMS를 이용하 여 배출계수를 산정하여 이를 전산유체동역학(CFD)에 적용하여 질소산화물의 거동을 살펴보고, 현장 실 측 결과와 비교 검토하였다. 실측 기간 중 측정 시간에 따른 주 풍향․풍속의 순간적인 변화로 인해 실측 결과와 CFD 모델링 결과 의 차이가 나타날 수 있으나, 모델링 결과와 실측 결과는 대부분 예측지점에서 유사한 농도로 나타났다. 향후 주변농도를 고려한 기여농도를 산출하여 실측농도에 가까운 예측농도 도출이 가능 할 것으로 판단 된다.

A compressor in the refrigerator uses about 80% of the total consumption power required for refrigerating cycle. In this study, we consider the auxiliary piston equipped with a valve that can be controlled to open and close in order to dramatically increase the efficiency of a linear compressor. Turbocharger using the auxiliary piston was to improve the cooling capacity and efficiency of the compressor. The numerical results show that the cooling capacity was considerably improved by approximately 40.6% compared to that of the baseline model. In addition, COP increased about 7.6% indicating that the turbocharger was very efficient

본 연구에서는 간척지 풍 환경 특성에 따른 온실의 환 기효율 분석 연구에 대한 기초연구로서 단동 양지붕형온실을 대상으로 간척지 풍 환경을 적용한 풍동실험 및 PIV 실험을 수행하여 풍속, 환기방식에 다른 온실 내부 공기유동 분석을 수행하였다. 실질적인 간척지 풍환경 적용을 위하여 ESDU 프로그램을 활용하여 풍속 및 난류 프로파일을 설계하여 풍동실험에 적용하였으며 구현 결과 ESDU 대비 5%의 오차 및 상관계수 0.96이 도출 되었으며 적절한 오차범위라 판단하여 이를 기준으로 실험을 진행하였다. 벡터장, 컨투어장을 통한 분석 결과, 풍상측에서 유입 되는 공기가 온실 하부로 주기류층을 형성하고 온실 상부로는 주풍방향과 반대방향으로 다소 약한 기류를 형성 하는 것으로 측정되었다. 이는 환기 시, 온실 하부영역 이 가장 환기가 원활한 위치이며 후류가 형성되는 상부 영역은 저속의 순환구역으로 온실 내부에 있어 환기에 가장 취약한 위치임을 알 수 있었다. 또한 외부풍속 대비 온실 유입구 유속의 경우 상이하게 나타난 바, 이는 차후 환기량이나 환기효율의 산정에 있어 보다 실질적인 수치가 될 것으로 사료된다. 온실 내부 중앙부 기준 수직 높이에 대한 높이별 유속 수치 도출 및 분석결과, 풍속의 증가율에 비례하여 내부 유속 분포 수치 또한 비례해서 증가하는 것을 알 수 있었다. 환기방식에 따른 내부 유속 저감 비율은 측창 환기, 측창-천창 환기의 경우 각각 약 40%, 30%로 나타났으며 측창-천창 환기조건에서는 천창을 추가적으로 개방 함으로써 공기의 유입되는 면적이 증감함에 따라 온실을 기준으로 발생되는 부압이 감소하여 오히려 측창 환기조 건보다 더 큰 유속 수치가 도출된 것으로 사료된다. 이는 차후 질량교체 환기량, 추적가스 감쇠법 등의 방법을 통한 환기량 산정에 있어 환기방식에 따른 환기량의 변화양상에 대한 분석을 추가적으로 수행할 필요성을 지니는 자료로 판단된다. 본 연구를 통하여 도출된 결과를 바탕으로 전산유체 역학(Computational Fluid Dynamics, CFD) 시뮬레이션에 접목하여 앞서 도출된 정량적인 높이별 유속 수치 및 정성적 유동분포를 기준으로 검증 및 정확도 향상을 통한 환기분석 모델을 설계하고자 하였다. 온실 내부의 공기유동에 따른 보다 실질적인 환기 척도를 도출하여 다양한 온실형태별, 환경조건별, 환기방식별 환기경향 분석 및 예측이 가능할 것으로 전망되며 시뮬레이션을 활용한 온실 체적 전체 및 구역별 환기량을 예측하여 환기 취약 구역을 파악, 보완할 수 있을 것으로 기대된다.

대기 공기질에 대한 국민적 관심이 높아짐에 따라 포장도로나 비포장도로에서 차량의 주행에 의해 발 생하는 도로 재비산 먼지를 줄이기 위한 노력이 이루어지고 있으며, 이에 따라 도로 재비산 먼지의 농도 와 특성을 조사 및 관측하는 연구가 진행되고 있다. 도로 상에 분포되어 있는 미세먼지는 각종 차량의 주 행에 의해 재비산되어 대기 중의 미세먼지 농도를 증가시킬 수 있으므로, 재비산 먼지의 농도를 실시간으 로 측정하여 도로의 정비와 청소의 근거 자료로 활용하고 있다. 따라서 도로 재비산 먼지를 효과적으로 측정하는 것은 매우 중요하다. 도로 재비산 먼지의 측정 효율에 영향을 주는 요소로는 측정차량의 속도, 샘플링 유량, 그리고 측정을 위한 샘플링 입구의 위치 등이 있다. 본 연구에서는 도로 상황에 따른 측정차 량의 다양한 속도를 고려하여 도로 재비산 먼지가 효과적으로 흡인되도록 하는 샘플링 입구의 위치 선정 에 관한 수치해석 연구를 진행하였다. CFD 해석을 위한 상용 코드인 FLUENT를 사용하였고, 도로 재비산 먼지의 측정에 실제 사용되고 있는 측정차량을 모사하여 측정차량 주위의 공기 유동을 해석하였다. 차량의 주행 속도를 고려하여 차량 전면 부로부터 일정한 속도의 기류가 불어오는 것으로 가정하였다. 또한, moving boundary 조건의 설정을 통 해 차량의 주행에 따른 바퀴의 회전과 도로면의 차량에 대한 상대적 이동을 구현하였다. 회전하는 바퀴 주변의 압력계수를 시뮬레이션을 통해 예측하여 이를 기존 문헌의 실험 결과와 비교함으로써 본 연구에서 채택한 시뮬레이션 방법의 정확성을 검증하였다. FLUENT에 내장되어 있는 DPM(Discrete Phase Models) 코드를 사용하여 도로 재비산 먼지의 이동 경로를 예측하였다. 측정차량의 주행에 따른 바퀴와 도로면의 마찰에 의해서 도로상의 먼지 또는 타이어 마모 먼지가 비산되는 것으로 가정하였고, 차량의 바 퀴와 도로면의 마찰부에서부터 입자가 어떠한 경로로 공기 중에서 이동하는 지 파악하였다. 도로 재비산 먼지의 이동 경로 해석 결과로부터 도로 재비산 먼지가 가장 많이 지나가는 위치를 파악하 고, 이를 토대로 하여 도로 재비산 먼지를 효과적으로 측정하기 위한 샘플링 입구의 위치를 제안하였다. 추후에 실험을 진행하여 제안된 샘플링 위치가 적절한 지 여부에 대해 시뮬레이션 결과와 비교하여 보완 할 예정이다.

The recent rise in SARS and bird flu infections around the world has raised the interest in studying the habits of air borne pathogens such as germs and viruses. In this study, simulations were carried out to predict the performance of UVGI air sterilizer at preventing airborne infections inside a car, based on the installation position and the removing effect of the UVGI air sterilizer. Simulation results showed that the UVGI air sterilizer was most effective when located at the rear side of the front seats. It was also showed that when the out-air mode and the UVGI air sterilizer were set to the highest capacity, the microbial safety levels were maintained in a car for 21 hours.

The ozonation process has been widely used for drinking water disinfection around the world. Recently, the pressurized ozone contactor, in which the side stream typed ozone injection method is installed, has been applied to water treatment system. In this study, numerical calculations were conducted to compare prototype and screw-type ozone contactors based on hydraulic effectiveness in more details. The prototype ozone contactor was already installed and operated in domestic water treatment plant, and the screw-type is the suggested one for improving ozone contact efficiency installing the screw plate to the prototype. Screw turn numbers of screw plate were changed as 3, 5, 7 and 9, respectively for numerical simulation. The CT(concentration of disinfectant in mg/L times time in minutes) value was considered as one of the options for evaluating disinfection ability. From the results, it could be concluded that the performance of the screw-type is higher than that of the protype contactor by controlling the variable T as the tracer time. Also, Morill index of the screw-type(turn numbers = 5 ) appeared to be lower than the other.

본 연구는 격자수, 첫 번째 격자까지의 거리(YP+), 난류모델 그리고 이산화 방법에 따른 해의 변화량을 조사하였다. 대상선박은 KVLCC이며, 격자구성과 유동해석은 상용코드인 Gridgen V15와 FLUENT를 사용하였다. 검토는 2가지 파트로 나누어서 수행하였다. 첫 번째 파트는 격자수, 난류모델 그리고 이산화 방법의 조합에 따른 해의 영향성을 평가하였다. 두 번째 파트는 적합한 YP+ 선정에 초점을 두었다. 격자수와 이산화 방법이 동일한 경우 마찰저항은 난류모델에 따라 약 1 % 내에서 차이를 보였으나, 압력저항은 약 9 %의 큰 차이를 보였다. YP+와 이산화 방법이 동일한 경우 YP+를 30과 50으로 설정하였을 때 마찰저항은 난류모델에 따라 약 1 % 내에서 차이를 보였으나, 100에서는 약 3 % 차이를 보였다. 반면, 압력저항은 YP+값에 무관하게 난류모델에 따라 약 10 % 차이를 보였다. 난류모델과 이산화 방법이 동일한 경우 격자 수 변화 따라 마찰저항, 압력저항 그리고 전 저항 모두 큰 차이를 보이지 않았다. 난류모델과 이산화 방법이 동일한 경우 YP+의 변화에 따라 마찰저항은 5~8 %의 큰 차이를 보였고, 압력저항은 큰 차이를 보이지 않았다.

In this study, to apply hydrogen energy to ship engine and to generate effective hydrogen production, we investigated the effects of high temperature H₂SO₄ feed rate and cooling water rate to pump parts with fixed frequency needed to reciprocate motion and a simulation was conducted at each condition. In the fixed frequency and cooling water inlet flow rate of 0.5 Hz and 3.9 kg/s, we changed the high temperature H₂SO₄ flow rate to 47.46 kg/s (it is 105 % of 45.2 kg/s), 49.72 kg/s (110 %), and 51.98 kg/s (115 %). Also, at 0.5 Hz and 45.2 kg/s of frequency and high temperature H₂SO₄ flow, the thermal hydraulic analysis was performed at the condition of 95 % (3.705 kg/s), 90 % (3.51 kg/s), and 85 % (3.315 kg/s). In overall simulation cases, the physical properties of materials are more influential to the temperature increase in the pump part rather than the changes on the feed rate of high temperature H₂SO₄ and cooling water. A continuous operation of pump was also capable even if the excess feed of high temperature H₂SO₄ of about 15 % or the less feed of cooling water of about 15 % were performed, respectively. When the increasing feed of high temperature H₂SO₄ of up to 5 %, 10 %, and 15 % were compared with base flow (45.2 kg/s), the deviation of time period rose to a certain temperature and ranged from 0 to 4.5 s in the same position (same material). In case of cooling water, the deviation of time period rose to a certain temperature and ranged from 0 to 5.9 s according to the decreasing feed changes of cooling water at 5 %, 10 %, and 15 % compared to a base flow (3.9 kg/s). Finally, the additional researches related to the two different materials (Teflon and STS for Pitch and End-plate), which are concerned about the effects of temperature changes to the parts contacting different materials, are needed, and we have a plan to conduct a follow-up study.

In this paper, the wave run-up height and depression depth around air-water interface-piercing circular cylinder have been numerically studied. The Reynolds Averaged Navier-Stokes equations (RANS) and continuity equations are solved with Reynolds Stress model (RSM) and volume of fluid (VOF) method as turbulence model and free surface modeling, respectively. A commercial Computational Fluid Dynamics (CFD) software “Star-CCM+” has been used for the current simulations. Various Froude numbers ranged from 0.2 to 1.6 are used to investigate the change of air-water interface structures around the cylinder and experimental data and theoretical values by Bernoulli are compared. The present results showed a good agreement with other studies. Kelvin waves behind the cylinder were generated and its wave lengths are longer as Froude numbers increase and they have good agreement with theoretical values. And its angles are smaller with the increase of Froude numbers.

본 연구에서는 풍력터빈 블레이드에 대한 전산유체해석(CFD)을 수행하였다. 이를 위해서 National Renewable Energy Laboratory(NREL)에서 수행하였으며, 다양한 실험 및 해석결과가 공개된 실물크기 풍력터빈 블레이드인 NREL Phase VI를 해석대상으로 하였다. 상업용 범용 전산유체해석코드인 ANSYS-CFX와 파라매트릭 3D CAD 모델을 이용하여 해석을 수행하였으며, 실험결과와 비교하여 연구결과의 타당성을 검토하였다. 다양한 난류모델에 대한 비교연구를 통하여 Shear Stress Transport(SST) k − ω 난류모델의 정확성을 검증하였으며, 유동의 비정상상태를 최소화하기 위해서 0-각도 요(yaw)각을 고려하였다. NREL Phse VI 풍력터빈 블레이드는 2개의 날개를 가졌으며, 비선형 비틀림각과 선형 테이퍼가 고려되었다. 풍력터빈 블레이드가 주축에 대해서 회전하기 때문에 상대속도는 스팬에 대해서 비선형의 관계를 가진다. 따라서 받음각(angle of attack)을 최소화하기 위해서 비선형 비틀림각이 고려되었다. 해석결과의 3차원 풍력특성을 분석하기 위해서, 각 단면의 압력계수 및 이를 적분하여 풍력계수(수직, 접선, 추력, 회전력)를 계산하였다. 풍력터빈 블레이드의 회전속도는 72 RPM으로 고정한 상태에서 다양한 풍속(5m/s, 7m/s, 10m/s, 13m/s, 15m/s, 20m/s, 25m/s) 상태를 해석하였다. 해석결과와 풍동실험결과는 모든 풍속에 대해서 근사한 수치를 나타냈으며, 높은 풍속에서의 풍하면 박리현상에 대한 정확한 유동특성을 해석할 수 있었다.