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전산 해석에서 압축성 작동유체의 상변화와 고체 벽 영역이 진동형 히트파이프에 미치는 영향
손민재,최종욱 한국전산유체공학회 2024 한국전산유체공학회지 Vol.29 No.1
In this study, the heat transfer processes including the phase change in the pulsating heat pipe were performed numerically. To make the computational analysis, the OpenFOAM program was modified considering the compressible working fluid and the solid wall region. During the phase change process, the circulating liquid and vapor phases were visualized within the pulsating heat pipe. The effects of the compressible working fluid and the solid wall region on the pulsating heat pipe were investigated. The thermal resistance was obtained and compared with the experimental result. This study will make good use of the design and the analysis of pulsating heat pipes.
개방형 구조의 진동형 히트파이프의 응축부 길이에 따른 추력 및 유동 가시화
손민재,최종욱 한국가시화정보학회 2023 한국가시화정보학회지 Vol.21 No.3
An open pulsating heat pipe operates continuously by inflow and outflow fluids through an open-type condenser. The open pulsating heat pipe is a device capable of obtaining the thrust due to the variation of internal pressure during phase change. Therefore, the open pulsating heat pipe is a suitable device to move fluids if the heat source such as waste heat exists. Many numerical studies have not been sufficiently conducted on the open pulsating heat pipe. In this study, the numerical analysis of the open pulsating heat pipe is performed according to the length of the condenser section. The OpenFOAM software is used to obtain the thrust and the flow visualization for the open pulsating heat pipe.
손민재,최종욱 한국전산유체공학회 2022 한국전산유체공학회지 Vol.27 No.2
The figure of merit for nanofluids represents the heat transfer performance of nanofluids against basic fluid. In previous studies, only the material properties of nanofluids have been considered for the figure of merit. In this study, the computational thermal flow analyses are performed including not only the material properties but also the geometric shapes and the external effects. The figures of merit are obtained with the four parameters, which are the inlet pressure, the number of return bends, the radius of curvature, and the volume fraction of nanoparticles in the pipes with the return bends. The results show that the three remaining parameters other than the number of return bends act on the figures of merit in a complicated manner. Therefore, a correlation equation with Euler number, Dean number, and Prandtl number associated with the three parameters is derived through the nonlinear regression. These results are expected to be helpful in designing and manufacturing heat exchangers using nanofluids.
불균형 데이터 분류를 위한 딥러닝 기반 오버샘플링 기법
손민재,정승원,황인준 한국정보처리학회 2019 정보처리학회논문지. 소프트웨어 및 데이터 공학 Vol.8 No.7
분류 문제는 주어진 입력 데이터에 대해 해당 데이터의 클래스를 예측하는 문제로, 자주 쓰이는 방법 중의 하나는 주어진 데이터셋을 사용하여 기계학습 알고리즘을 학습시키는 것이다. 이런 경우 분류하고자 하는 클래스에 따른 데이터의 분포가 균일한 데이터셋이 이상적이지만, 불균형한 분포를 가지고 경우 제대로 분류하지 못하는 문제가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 Conditional Generative Adversarial Networks(CGAN)을 활용하여 데이터 수의 균형을 맞추는 오버샘플링 기법을 제안한다. CGAN은 Generative Adversarial Networks(GAN)에서 파생된 생성 모델로, 데이터의 특징을 학습하여 실제 데이터와 유사한 데이터를 생성할 수 있다. 따라서 CGAN이 데이터 수가 적은 클래스의 데이터를 학습하고 생성함으로써 불균형한 클래스 비율을 맞추어 줄 수 있으며, 그에 따라 분류 성능을 높일 수 있다. 실제 수집된 데이터를 이용한 실험을 통해 CGAN을 활용한 오버샘플링 기법이 효과가 있음을 보이고 기존 오버샘플링 기법들과 비교하여 기존 기법들보다 우수함을 입증하였다. Classification problem is to predict the class to which an input data belongs. One of the most popular methods to do this is training a machine learning algorithm using the given dataset. In this case, the dataset should have a well-balanced class distribution for the best performance. However, when the dataset has an imbalanced class distribution, its classification performance could be very poor. To overcome this problem, we propose an over-sampling scheme that balances the number of data by using Conditional Generative Adversarial Networks (CGAN). CGAN is a generative model developed from Generative Adversarial Networks (GAN), which can learn data characteristics and generate data that is similar to real data. Therefore, CGAN can generate data of a class which has a small number of data so that the problem induced by imbalanced class distribution can be mitigated, and classification performance can be improved. Experiments using actual collected data show that the over-sampling technique using CGAN is effective and that it is superior to existing over-sampling techniques.
후크형 강섬유와 폴리비닐알코올 섬유의 혼합 비율과 변형속도에 따른 하이브리드 섬유보강 시멘트복합체의 인장거동
손민재,김규용,이상규,김홍섭,남정수,Son, Min-Jae,Kim, Gyu-Yong,Lee, Sang-Kyu,Kim, Hong-Seop,Nam, Jeong-Soo 한국구조물진단유지관리공학회 2017 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.21 No.6
In this study, the fiber blending ratio and strain rate effect on the tensile behavior of hybrid fiber reinforced cement composite was evaluated. Hooked steel fiber and polyvinyl alcohol fiber were used for reinforcing fiber. The fiber blending ratio of HSF+PVA were 1.5+0.5, 1.0+1.0 and 0.5+1.5vol.%. As a results, the tensile strength, strain capacity and fracture toughness of the hooked steel fiber reinforced cement composites were improved by the increase of the bond strength of the fiber and the matrix according to increase of strain rate. However, the tensile stress sharply decreased after the peak stress because of the decrease in the number of straightened pull-out fibers by micro cracks in the matrix around hooked steel fiber. On the other hand, PVA fiber showed cut-off fracture at strain rate $10^{-6}/s$ with multiple cracks. However, at the strain rate $10^1/s$, the multiple cracks and strain capacity were decreased because of the pull-out fracture of PVA fiber. The HSF1.5PVA0.5 shown the highest tensile strength because the PVA fiber suppressed the micro cracks in the matrix around the hooked steel fiber and improved the pull-out resistance of hooked steel fiber. Thus, DIF of strain capacity and fracture toughness of HSF1.5PVA were greatly improved. In addition, the synergistic response of fracture toughness was positive because the tensile stress was slowly decreased after the peak stress by improvement of the pull-out resistance of hooked steel fiber at strain rate $10^1/s$. 본 연구에서는 후크형 강섬유와 PVA 섬유의 혼합비에 따른 하이브리드 섬유보강 시멘트 복합체의 인장거동에 미치는 변형속도의 효과에 대하여 평가하기 위하여, 후크형 강섬유와 PVA 섬유를 각각 1.5+0.5, 1.0+1.0, 0.5+1.0vol.%의 혼합비로 보강한 하이브리드 섬유보강 시멘트 복합체를 제작하였다. 그 결과, 후크형 강섬유보강 시멘트 복합체는 변형속도가 증가함에 따라 섬유와 매트릭스의 부착력이 향상되어 인장강도, 변형능력 및 파괴인성이 크게 향상되었으며, 후크형 강섬유 주변의 매트릭스에 발생하는 마이크로 균열에 의해 직선형으로 인발되는 섬유의 수가 감소하고, 인장강도 점 이후의 응력 저하가 급격하게 발생하였다. 한편, PVA 섬유는 변형속도 $10^{-6}/s$에서는 끊어지는 파괴거동이 나타났으나, 변형속도 $10^1/s$에서는 변형속도가 증가함에 따라 섬유가 인발되는 파괴거동에 의해 다중균열 개수 및 변형능력이 감소하였다. 후크형 강섬유 1.5vol.%, PVA 섬유 0.5vol.%를 혼입한 시험체(HSF1.5PVA0.5)는 PVA가 후크형 강섬유의 주변 매트릭스에 발생하는 마이크로 균열을 억제하여 후크형 강섬유의 인발저항성능을 향상시키기 때문에 가장 높은 인장강도를 나타내었으며, 변형능력 및 파괴인성의 DIF가 크게 향상되었다. 또한, 변형속도 $10^1/s$에서는 후크형 강섬유의 인발저항성능의 증가로 인하여 직선형으로 인발되는 섬유의 수가 증가하기 때문에 인장강도 점 이후의 응력 저하가 감소하여 파괴인성의 시너지는 양의 값을 나타내었다.
변형속도가 하이브리드 섬유보강 시멘트복합체의 직접인장파괴거동에 미치는 영향
손민재 ( Son Min Jae ),김규용 ( Kim Gyu Yong ),이상규 ( Lee Sang Kyu ),김경태 ( Kim Gyeong Tae ),남정수 ( Nam Jeong Soo ) 한국구조물진단유지관리공학회 2018 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.22 No.1
The purpose of this study was to evaluate the direct tensile fracture behavior of fiber hybrid reinforced cement composite by strain rate. Experiment result, it was confirmed that PVA suppressed the microcrack around the steel fiber at the strain rate 101/s, which resulted in the improvement of the pullout resistance of the steel fiber.