전산유체역학(CFD)를 활용한 정수공정에서 압력수 확산공정 진단

조영만(Young Man Cho),유수전(Soo Jeon Yoo),노재순(Jae Soon Roh),빈재훈(Jae Hoon Bin),최광주(Kwang Ju Choe),이광욱(Kwang Ug Lee),이기봉(Gi Bong Lee),이정규(Jeong Gyu Lee) 大韓環境工學會 2011 대한환경공학회지 Vol.33 No.5

압력수 확산공정은 정수공정에서 응집제나 염소용해수를 고압의 압력수로 분사하여 혼합하는 공정이다. 본 연구의 목적은 압력수 확산공정에 대한 전산유체역학적(Computational Fluid Dynamics) 진단을 통해 투입한 약품의 완전 혼합거리 및 혼합 거리를 줄이기 위한 확산판의 크기와 설치거리를 도출하는 것이다. 진단결과 2,200 mm 대형관에 5 kg/cm2 압력수를 50 mm, 100 mm 분사관으로 분사할 경우 혼합이 완료되는 혼합거리는 4D였다. 혼합거리를 줄이기 위해 분사관 전방에 확산판을 설치할 경우 분사관이 50 mm일 때 0.1D 직경의 확산판을 분사관 전방 0.2D 거리에 설치하면 혼합거리를 3D로 줄일 수 있다. 그러나 분사관이 100 mm인 경우는 확산판의 크기와 설치 거리와는 상관없이 확산판이 없는 4D보다 확산거리를 줄일 수 없는 것으로 진단되었다. 따라서 2,200 mm 관에 압력수를 분사하는 경우는 50 mm 분사관을 설치하는 것이 100 mm보다 휠씬 효율적인 것으로 나타났다. The Process of Pressurized water diffusion is mixing process by pressurized water injection with coagulate and chlorine water in the water treatment system. The objectives of this research were to evaluate the mixing length and diameter of diffusion plate and distance from injection pipe for complete mixing by using computational fluid dynamics. From the results of CFD simulation, when diameter of injection pipe is 50 mm, 100 mm and injection pressure is 5 kg/cm2 and the diameter of inlet pipe is 2,200 mm, the complete mixing length is 4D (D: Length as diameter of inlet pipe). When diameter of injection pipe is 50 mm, the diameter of the diffusion plate in o.1D and distance from injection pipe is 0.2D, the complete mixing length is 3D that is the most short mixing length. But when diameter of injection pipe is 100 mm and mutually related the diameter, distance of diffusion plate, the complete mixing length is 4D over. Therefore, as the diameter of inlet pipe is 2,200 mm, the injection pipe 50 mm is more efficient than 100 mm.

LED 조명기기의 광특성에 확산판이 미치는 영향 연구

김진선,조상묵 한국항해항만학회 2012 한국항해항만학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.추계

본 연구는 현재 LED 조명기기에 사용되는 확산판의 두께와 투과율에 따른 광효율 및 색온도, 연색성의 변화를 분석하고자 한다. 이렇게 분석된 확산판에 대한 광특성 변화는 LED 조명기기의 확산판 선정과 설계에 대한 기초 자료로 활용 될 수 있을 것이다.

고속도로 콘크리트 노출 바닥판에서의 제설 염화물의 침투 특성

서진원,구본성,이지영 한국구조물진단유지관리공학회 2007 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.11 No.2

콘크리트 노출 바닥판은 88 고속도로, 호남고속도로 확장, 제1중부고속도로 등의 1980년대에 건설된 고속도로 교량에 널리 적용되었다. 약 20년 정도 공용한 후에 콘크리트 노출 바닥판의 상태를 평가한 결과, 상당수의 교량들이 특별한 유지관리비가 소요되지 않고 공용중이다. 이러한 이유로 시공성, 유지관리 그리고 구조적인 관점에서 기존 콘크리트 노출 바닥판에 대한 공용성에 대한 재평가가 이루어지고 있다. 이러한 일환으로 콘크리트 노출 바닥판의 주요 손상원인 중의 하나인 철근 부식에 의한 박락을 유발시키는 제설 염화물에 침투 특성을 파악하고 바닥판의 수명을 평가하고자 고속도로 상에 공용중인 콘크리트 노출 바닥판에서 코어를 채취하여 깊이별 염화물을 측정하여 표면 염화물량 및 겉보기 확산계수를 구하였다. In 1980s, a number of bridges with bare concrete deck were constructed on the Korea highway. After 20 years service, many bare concrete decks are still in good condition without special maintenance activity. Therefore, the application of the bare concrete deck is being reestimated from the view of construction and maintenance. As a part of the program, the characteristic of penetration(surface chloride and apparent diffusion coefficient) of de-icing salt into bare concrete bridge deck was analyzed in order to predict the service life of bridge on Korea highway.

단경간 및 다경간 PSC-I 교량의 바닥판 및 거더의 균열분포 예측

정현진,안효준,김재환,박기태,이종한 한국구조물진단유지관리공학회 2023 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.27 No.6

국내 고속도로 교량 중 가장 많은 비중을 차지하고 있는 PSC-I 거더교의 최근 10년간 정밀 안전진단 데이터의 상태등급을 분석한 결과41.3%가 C등급으로 나타났다. 노후화되는 교량이 증가함에 따라 선제적 관리가 중요시되고 있다. 바닥판과 거더는 손상 및 열화 발생 시 교체 주기가 길어 교량의 서비스 및 노후도에 미치는 영향이 매우 크다. 또한 신축이음과 교량받침 등의 장치 손상 발생 비율도 높아 교량 부재에 미치는영향에 대한 연구가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 단경간 및 다경간 대표 PSC-I 거더 교량을 선정하여, 교량의 주요부재 및 부재 장치의단일손상과 바닥판의 열화가 결합된 이종손상 시나리오를 정의하였다. 이종손상이 발생한 경우 단일손상이 발생한 경우보다 균열 발생 면적이 증가하였으며, 단경간 교량의 경우 교량받침 손상으로 인해 거더 균열 분포가 크게 확산되었으며, 다경간 교량의 경우 신축이음 양면손상으로 인해바닥판의 균열분포가 크게 확산되었다. 이를 통해 교량 장치 손상이 발생하였을 때, 신속한 보수 및 교체가 이루어지지 않으면 손상 발생과 손상 확산으로 2차 피해를 유발할 수 있어, 바닥판 및 거더의 응답에 대한 지속적인 관찰과 대응이 필요할 것으로 판단된다. PSC-I girder bridges constitute the largest proportion among highway bridges in Korea. According to the precision safety diagnosis data for the past 10 years, approximately 41.3% of the PSC-I bridges have been graded as C. Furthermore, with the increase in the aging of bridges, preemptive management is becoming more important. Damage and deterioration to the deck and girder with a long replacement cylce can have considerable impacts on the service and deterioration of a bridge. In addition, the high rate of device damages, including expansion joints and bearings, necessitates an investigation into the influence of the device damage in the structural members of the bridge. Therefore, this study defined representative PSC-I girder bridges with single and multiple spans to evaluate heterogeneous damages that incorporate the damage of the bridge member and device with the deterioration of the deck. The heterogeneous damages increased a crack area ratio compared to the individual single damage. For the single-span bridge, the occurrence of bearing damage leads to the spread of crack distribution in the girder, and in the case of multi-span bridges, expansion joint damage leads to the spread of crack distribution in the deck. The research underscores that bridge devices, when damaged, can cause subsequent secondary damage due to improper repair and replacement, which emphasizes the need for continuous observation and responsive action to the damages of the main devices.

확산판에 의한 LED의 특성 변화에 대한 연구

박상희(S. H. Park),안준철(J. C. An),허정욱(J. W. Heo),최한고(H. K. Choi) 한국기계가공학회 2012 한국기계가공학회 춘추계학술대회 논문집 Vol.2012 No.11

LED 조명기구에서 LED 칩 배치에 따른 광원 최적화

윤석범,장은영 한국디지털정책학회 2016 디지털융복합연구 Vol.14 No.4

In this paper, we studied a light distribution for the LED chips arrangement using an optical design software. The structures of the edge type LED luminaires are reflector plane, LGP(lighting guide plane) and diffuse plane. The reflector plane is on the middle of the overall structure. We had simulation that placing LED chips on the reflector center of the reflector edge by changing the position of LED chips above the reflector center at 1mm, 2mm, and 3mm respectively. In the case, when LED chips are on the center of the reflector, it shows the light distribution of the general diffuse illumination, the semi-direct distribution with 0.56 efficiency and the direct distribution with 0.31 efficiency. And the wedge type LGP shows more efficiency than the flat type. Gradually increasing shape of semi-spherical type by 0.015mm has power of 1.02W, efficiency of 0.25, and maximum luminous intensity of 0.104W/sr, it also and shows the better optical characteristics than the reflector plane that have no patterns. This semi-spherical type shows the better optical characteristics than the reflector plane that have no patterns. 본 논문에서는 광학설계 프로그램을 이용하여 LED 광원의 위치 변화에 따른 배광분포에 대하여 연구하였다. 사용한 LED 조명기구는 엣지형의 LED 배열을 이용하였으며 반사판을 중심으로 도광판 및 확산판을 위와 아래에 배치한 구조이다. LED 칩을 반사판 에지 중심에서 위로 1mm, 2mm 및 3mm로 위치를 바꾸어 시뮬레이션 하였다. LED 칩이 중심에 위치한 경우는 전반확산 배광분포를 보였으며 2mm 이상에서는 효율 0.56의 반직접 배광 분포를 보였다. 3mm 위에 LED 칩을 위치시키면 0.31 효율을 갖는 직접 배광분포를 갖는 배광특성을 나타내었다. 도광판은 평면형 보다 칩 위치에서 밖으로 작아지는 쐐기형의 구조에서 더 좋은 효율을 나타내었다. 그리고 반사면에 반구형의 형상을 0.015mm 씩 증가시키며 방사 형태로 배치한 경우는 파워 1.02W, 효율 0.25, 최대광도 0.104W/sr로서 패턴을 형성하지 않은 경우보다 더 우수한 광 특성을 얻을 수 있었다.

고속 원심분리장치의 확산판에 따른 3상 분리효율에 관한 연구

이춘만,정호인 한국기계가공학회 2019 한국기계가공학회지 Vol.18 No.10

Recently, as the high-precision machinery industry has developed rapidly, peripheral equipment has been developed to improve machining efficiency. Peripheral equipment for machining includes cooling units, housings, oil separators, and much more. Oil, such as cleaning and cutting fluids, is used for machining. When waste oil is reused, the contamination of the workpieces and reduction in machining accuracy are generated by the waste oil, including sludge. Therefore, the development of an oil separator is necessary for efficiently separating oil, water, and sludge. The purpose of this study is to analyze the oil separation efficiency and flow characteristics of a high-speed centrifugal separator according to the rotation velocity and diffusion plate. The oil separation efficiency and flow characteristics were analyzed using hydrodynamic theory and computational fluid dynamics (CFD). The results of this study will be used as basic data for the development of a high-speed centrifugal separator.

연료전지 금속 분리판 유로 형상 인자에 따른 가스 확산층 변형 및 협의 유로내 유동 특성 분석

김아름(Ah-Reum Kim),정혜미(Hye-Mi Jung),엄석기(Sukkee Um) 한국자동차공학회 2012 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2012 No.11

This study is aimed to figure out the behavior of gas diffusion layer(GDL) intrusion into channels on metallic bipolar plates. First, the GDL intrusion calculation is performed with computational structural analysis. The static analysis of intrusion behavior was conducted with five cross-sectional parameters: channel to rib width ratio, draft angle, inner fillet radius, channel depth and clamping pressure. Using the information of structural deformation, computational fluid dynamics analysis is then followed to comprehend flow characteristics in the deformed channels. Numerical results are verified against experimental data in the literature. It is found that draft angle and channel ratio are the major factors of GDL compression and the GDL intrusion reduces the cross-sectional area down to 45% in the most intruded channel, leading additional pressure drop of 0.12 bar. The GDL compression induces significant degradation of PEMFC performance and the combined structural and CFD analysis can be greatly utilized to design an optimized channel dimension.

LED 평판조명용 확산판이 필요 없는 도광판 설계 및 제작

박윤기(Yoon-Ki Park),이차범(Chabum Lee),주재영(Jae Young Joo),이선규(Sun-Kyu Lee) 대한기계학회 2011 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2011 No.10

서울시내 콘크리트 교량 바닥판의 제빙화학제 살포로 인한 염소이온 침투의 확률 해석

이창수,박종혁,윤인석,한재호 서울연구원 2005 서울도시연구 Vol.6 No.1

The major cause of deterioration for the concrete bridge decks exposed to de-icing chemicals would be chloride-induced reinforcement corrosion. Thus, in this paper, in order to predict time to corrode for concrete bridge decks in the urban area, chloride concentration was measured with depth from the surface. A frequency analysis on surface chloride concentration and chloride diffusion coefficient of concrete bridge deck equals 0.192, 29.828 in the scale parameter and 7.899, 1.983 in the shape parameter of gamma distribution. The average value of surface chloride concentration equals 1.5kg/m3 and condenses from 1 to 2kg/m3 in the level of probability 70%. From the probabilistic results, it is confirmed that 26mm of minimum cover depth in order to target 20 years over is calculated. The countermeasure strategy to extend the service life of concrete bridge deck exposed to deicing chemicals would be an effective method to increase cover depth and to place high performance concrete, which could lead to reduce the chloride diffusion coefficient and distribution range. 본 연구는 서울시에 위치한 콘크리트 교량 바닥판의 제빙화학제로 인한 열화속도를 추정하기 위하여 제빙화학제 사용현황을 조사하고, 실구조물 조사에 의한 표면 염소이온량 누적정도와 염소이온 확산계수의 확률 분포적 특성을 고려하여 국내 환경에 적합한 내구수명 예측을 수행하였다. 연구결과, 무작위성을 나타내는 표면 염소 이온량과 염소이온 확산계수는 각각 규모 매개변수 0.192, 29.828, 형상 매개변수 7.899, 1.983을 갖는 gamma 분포가 형성되었다. 표면 염소이온량은 평균 1.5kg/m3이며 약 70%의 확률수준에서 1~2kg/m3까지 농축되었다. 본 연구결과를 종합하여 볼 때, 콘크리트 교량 바닥판의 설계 내구수명이 20년 이상이 되려면 필요한 피복두께는 최소 26mm 이상으로 시공되어야 하는 것으로 나타났다.