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Mathematical Simulation on Thermal Performance of Packed Bed Solar Energy Storage System
아닐쿠마르,김만회 한국수소및신에너지학회 2015 한국수소 및 신에너지학회논문집 Vol.26 No.4
Solar air heaters (SAHs) are simple in design and widely used for solar energy collection devices, and a packed bed is one of typical solar energy storage systems of thermal energy captured by SAHs. This paper presents mathematical modeling and simulation on the thermal performance of various packed bed energy storage systems. A MATLAB program is used to estimate the thermal efficiency of packed bed SAH. Among the various packed bed energy storage systems considered, the wire mesh screen packed bed SAH shows the best thermal efficiency over the entire range of design conditions. The maximum of thermal efficiency of packed bed SAH with wire mesh screen matrices has been found to be 0.794 for Re=2000 - 20000 and ΔT/I=0.002 - 0.02.
아닐 쿠마르,김만회,Kumar, Anil,Kim, Man-Hoe The Korean Solar Energy Society 2015 한국태양에너지학회 논문집 Vol.35 No.4
This paper presents the thermal hydraulic performance of a three dimensional rib-roughened solar air heater (SAH) duct with the one principal wall subjected to uniform heat flux. The SAH duct has aspect ratio of 12.0 and the Reynolds number ranges from 2000 to 12000. The roughness has relative rib height of 0.045, ratio of dimple depth to print diameter of 0.5 and rib pitch ratio of 8.0. The flow attack angle is varied from $35^{\circ}$ to $70^{\circ}$. Various turbulent flow models are used for the heat transfer and fluid flow analysis and their results are compared with the experimental results for smooth surfaces. The computational fluid dynamics (CFD) results based on the renormalization k-epsilon model are in better outcomes compared with the experimental data. This model is used to calculate heat transfer and fluid flow in SAH duct with the compound roughness of V-shaped ribs and dimples. The overall thermal performance based on equal pumping power is found to be the highest (2.18) for flow attack angle of $55^{\circ}$. The thermo-hydraulic performance for V-pattern shaped ribs combined with dimple ribs is higher than that for dimple rib shape and V-pattern rib shape air duct.
캄밤파티 아닐 쿠마,김경연,Khambampati, Anil Kumar,Kim, Kyung Youn The Institute of Electronics and Information Engin 2016 전자공학회논문지 Vol.53 No.4
대지의 접지 시스템 설치는 안전성과 전기 기기의 올바른 작동을 위해 필수적이며, 대지 파라미터, 특히 토양의 저항률은 대지 접지 시스템 설계에서 결정되어야 한다. 토양의 저항률을 측정하기 위한 가장 흔한 방법은 Wenner의 4전극 방법이 있으며, 이 방법은 1차원의 저항률을 얻기 위하여 가변 전극 간격을 갖는 큰 측정 세트가 요구되어 번거롭고, 시간소모가 많으며 비용이 많이 든다. 전기 저항 단층촬영법은 저비용이며 빠른 측정이 가능하다는 장점 때문에 토양의 저항률 분포를 추정하기 위해 적용될 수 있다. 전기 저항 단층은 관심지역에 놓인 전극에서 얻은 측정데이터를 사용하여 토양 저항률 분포를 특성화한다. 이때 전기 단층 촬영법의 역문제는 비선형성이 강하여 저항률 분포를 추정하기 위하여 Tikhonov 조정 방법을 갖는 반복적 Gauss-Newton 방법을 사용한다. 다양한 시뮬레이션을 수행하여 3차원 토양의 저항률 분포를 추정하는데 전기 저항 단층 촬영법은 유용한 성능을 제공하고 있음을 확인하였다. Installation of earth grounding system is essential to ensure personnel safety and correct operation of electrical equipment. Earth parameters, especially, soil resistivity has to be determined in designing an efficient earth grounding system. The most common applied technique to measure soil resistance is Wenner four-point method. Implementation of this method is expensive, time consuming and cumbersome as large set of measurements with variable electrode spacing are required to obtain a one dimensional resistivity plot. It is advantageous to have a method which is of low cost and provides fast measurements. In this perspective, electrical resistance tomography (ERT) is applied to estimate subsurface resistivity profile. Electrical resistance tomograms characterize the soil resistivity distribution based on the measurements from electrodes placed in the region of interest. The nonlinear ill-posed inverse problem is solved using iterated Gauss-Newton method with Tikhonov regularization. Through extensive numerical simulations, it is found that ERT offers promising performance in estimating the three-dimensional soil resistivity distribution.
Anil Kumar Khambampati(캄밤파티 아닐 쿠마),Kyung Youn Kim(김경연) 대한전자공학회 2016 전자공학회논문지 Vol.53 No.4
대지의 접지 시스템 설치는 안전성과 전기 기기의 올바른 작동을 위해 필수적이며, 대지 파라미터, 특히 토양의 저항률은 대지 접지 시스템 설계에서 결정되어야 한다. 토양의 저항률을 측정하기 위한 가장 흔한 방법은 Wenner의 4전극 방법이 있으며, 이 방법은 1차원의 저항률을 얻기 위하여 가변 전극 간격을 갖는 큰 측정 세트가 요구되어 번거롭고, 시간소모가 많으며 비용이 많이 든다. 전기 저항 단층촬영법은 저비용이며 빠른 측정이 가능하다는 장점 때문에 토양의 저항률 분포를 추정하기 위해 적용될 수 있다. 전기 저항 단층은 관심지역에 놓인 전극에서 얻은 측정데이터를 사용하여 토양 저항률 분포를 특성화한다. 이때 전기 단층 촬영법의 역문제는 비선형성이 강하여 저항률 분포를 추정하기 위하여 Tikhonov 조정 방법을 갖는 반복적 Gauss-Newton 방법을 사용한다. 다양한 시뮬레이션을 수행하여 3차원 토양의 저항률 분포를 추정하는데 전기 저항 단층 촬영법은 유용한 성능을 제공하고 있음을 확인하였다. Installation of earth grounding system is essential to ensure personnel safety and correct operation of electrical equipment. Earth parameters, especially, soil resistivity has to be determined in designing an efficient earth grounding system. The most common applied technique to measure soil resistance is Wenner four-point method. Implementation of this method is expensive, time consuming and cumbersome as large set of measurements with variable electrode spacing are required to obtain a one dimensional resistivity plot. It is advantageous to have a method which is of low cost and provides fast measurements. In this perspective, electrical resistance tomography (ERT) is applied to estimate subsurface resistivity profile. Electrical resistance tomograms characterize the soil resistivity distribution based on the measurements from electrodes placed in the region of interest. The nonlinear ill-posed inverse problem is solved using iterated Gauss-Newton method with Tikhonov regularization. Through extensive numerical simulations, it is found that ERT offers promising performance in estimating the three-dimensional soil resistivity distribution.
주입전류 패턴에 따른 EIT 방광 모니터링시스템의 성능분석
한유정,아닐,김경연 한국전기전자학회 2019 전기전자학회논문지 Vol.23 No.1
Current clinical methods for diagnosing urination disorder are invasive, expensive, and very inconvenient to performcontinuous monitoring. EIT is a non-invasive technique that injects electrical current through an external electrodes andmeasures the induced voltage to visualize the internal electrical (impedance) characteristics, which makes it possible tomonitor bladder conditions with low cost. The signal characteristics of the measured voltage data changes according tothe current pattern injected through the electrode and affects reconstruction performance. In this paper, imagereconstruction performance is compared and analyzed according to the injected current patterns to maximize thesensitivity to the variation of bladder size. 현재 배뇨 장애를 진단할 수 있는 대표적인 임상 방법들은 침습적이고 고가이며, 장시간 연속적인 모니터링을 수행하기에는 한계가 있다. EIT는 비침습적 방법으로 외부 전극을 통하여 전류를 주입하고 유기된 전압을 측정하여 내부 전기적(임피던스) 특성을 영상화 하는 기술로써, 저렴한 비용으로 방광의 상태를 모니터링 할 수 있는 유용한 기법이 될 수 있다. 전극을통하여 주입된 전류 패턴에 따라 측정전압 데이터의 신호특성이 달라지고 영상 복원 성능에 영향을 미친다. 본 논문에서는인체 하복부 부근에 위치한 방광의 크기 변화에 대한 민감도가 극대화될 수 있는 모델링을 위해 입력전류 패턴에 따른 영상복원 성능을 분석하였다