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김승철(Seungcheol Kim),최재섭(Jaeseob Choi),유영진,김원식(Wonsik Kim),박용석 한국자동차공학회 2020 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2020 No.11
본 연구에서는 차량내 칵핏 모듈에 적용되는 메쉬형 에어벤트의 토출구 형상에 따른 유동 특성에 대해 논하고자 한다. 메쉬 홀을 통해 토출되는 유동 특성은 해석 모델을 통해 분석했다. 해석 모델은 무풍에어컨, 공기청정기 등에 가장 많이 사용되는 토출구 메쉬 홀 형상인 원형홀, 사선형홀, 윙 부착형 홀의 세 가지 컨셉 모델을 적용시켰고, 이를 통해 유동 해석이 진행되었다. 유로 형상에 따라 메쉬홀에서 일정하게 바람이 나오지 않는 현상이 발견되었는데, 이를 분석하기 위해 각 모델 후방에 윙 구조를 적용시켜 특정 유로가 형성되도록 구성했다. 이를 통해 유로 형상이 메쉬 에어벤트의 풍향에 영향을 미치는 인자를 파악했다. 유동 해석 결과를 통해 메쉬 에어벤트의 풍향은 특정 유로 형상 및 윙 구조가 메쉬 홀과 가까울수록 더 큰 영향을 받는 것을 확인할 수 있었다. 국내에서 양산된 차량내 간접풍 토출 방안으로 메쉬형 에어벤트가 적용되었다. 메쉬형 에어벤트는 수많은 메쉬홀 뒤쪽으로 와류가 형성되고 압력이 커지면서 풍속이 급격하게 저하된 바람을 토출시킨다. 하지만 유로 형상, 토출 풍향, 토출구 형태, 단면적 등의 인자에 따라 의도하지 않은 위치로 바람이 토출되는 현상이 발생한다. 메쉬 홀을 통해 나오는 저속풍은 압력이 낮은 쪽으로 쉽게 이끌리는 현상을 발견할 수 있었다. 이 현상을 응용하여 본 연구에서는 메쉬형 에어벤트의 풍향을 조절하는 신규 구조를 제안하였고 위에서 언급한 설계인자를 적용시켜 풍향 해석결과를 통해 유동 특성을 분석했다.
김승철(Seungcheol Kim),최재섭(Jaeseob Choi),강병영(Byungyoung Kang),김원식(Wonsik Kim),김병조(Byungjo Kim) 한국자동차공학회 2019 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2019 No.11
본 연구에서는 토출구 상하폭이 15㎜ 이하인 초슬림 에어벤트의 풍향성을 확보하기 위한 구조에 대해 논하고자 한다. 제한된 공간에 공조성능이 기존 대비 떨어지지 않는 에어벤트를 적용하기 위한 실험적 분석 및 설계를 진행하였다. 15㎜ 이하의 좁은 틈에서 바람이 나올 경우 코안다 효과가 크래시패드의 상측 혹은 하측 스킨면을 타고 형성되는 것이 실험적으로 관찰되었다. 코안다 효과의 영향도를 분석할 실험을 진행하기 위해 에어벤트, 스킨면 그리고 코안다 효과와의 관계를 정의하고 그에 부합하는 설계인자를 설정하였다. 설계 인자 기준으로 제작된 간이 모델과 Fog 유동 가시화 장비를 이용하여 코안다 효과로 인한 풍향 변화를 측정하였다. 그 결과 상하 스킨면의 각도 차이와 길이 차이가 커질수록, 코안다 효과가 더 커지는 것이 확인되었다. 또한, 설계인자의 조절을 통해 바람이 한 쪽 스킨면으로만 흘러 상향풍, 하향풍만 형성할 수 있는 것이 아닌 중간 영역의 바람도 형성할 수 있다는 것을 발견하였다. 실험적 분석을 기반으로 코안다 효과를 응용한 초슬림 에어벤트의 신규 구조를 설계하였고, 해석 및 시험 평가를 통해 공조성능을 검증하였다. 또한, 초슬림 에어벤트를 적용하기 위한 제약 조건을 정의하고 코안다 효과가 극대화 될 수 있는 상하 스킨면의 조건을 정의하였다. 이와 같은 과정을 통해 초슬림 에어벤트의 풍향 조절을 위한 구조를 제안하고자 한다.
김승철(Seungcheol Kim),최재섭(Jaeseob Choi),유영진(Yeongjin You),구도영(Doyeong Koo) 한국자동차공학회 2022 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2022 No.11
본 연구는 UV 광촉매를 활용한 공기살균 기능을 차량 칵핏 모듈 패키지에 적용시키는 방안에 대한 연구내용이다. 19년 코로나 사태로 인해, 사람들의 청결도에 대한 관심도가 높아지면서 마스크, 공기청정기, 항균 스프레이 등의 위생 관리 제품에 대한 판매/사용이 급증했다. 이에 차량 실내 항균/살균을 위해 많은 탑승자들이 별도의 공기 청정 기능을 가진 제품을 구매하여 차량내 비치하여 사용함으로써 청결을 유지하고 있다. 하지만 이 방법은 별도의 에프터마켓 제품을 구매하여 차량 내 보관이 필요하다는 문제가 발생한다. 본 연구에서는 이런 문제점을 해결하기 위해 차량 크래시패드 내부에 공기 살균 컨셉을 적용 시킬 수 있는 방안을 제안한다. 본 논문에서는 인체 무해한 공기 살균 기능인 광촉매 UV 살균을 차량 칵핏모듈의 기존 패키지에 적용 가능한 방안을 구상하고 공기 살균 성능 검증을 진행했다. 칵핏 크래시 패드 상단의 스피커의 홀을 활용하여 공기살균기의 흡/배기 유로를 구성하고 살균기 내측에 송풍팬을 적용시켜 공기 순환이 일어날 수 있도록 구성했다. 별도 송풍팬을 활용하여 차량의 공조장치 (HVAC) 성능에 영향을 주지 않도록 설계 진행했다. 또한, 본 논문을 통해 공기살균기 부품을 차량 사용자가 쉽게 교체 할 수 있는 구조를 제안한다. 본 논문에서는 한국건설 생활환경 시험연구원 (KCL)을 통해 부유 미생물 저감시험 (시험규격 ISO 16000-36)을 시행했고 살균성능 99.9%를 확보하여 공기살균기의 살균 성능을 검증했다. 본 논문을 통해 차량 칵핏에 적용 가능한 공기살균기의 개발과정과 상세구조에 대해 기술하고자 한다.
화염유도로 예비 해석을 위한 로켓노즐 플룸의 CFD 해석 검증
전두성(Doosung Jun),김재우(Jaewoo Kim),김종록(Jongrok Kim),김우겸(Wookyeom Kim),김승철(Seungcheol Kim),문희장(Heejang Moon) 한국추진공학회 2011 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.11
초음속 유동과 2상 유동이 공존하는 화염유도로 내 유동해석을 위한 사전 해석검증의 일환으로, 초음속 단상 노즐 플룸의 2차원 축대칭 해석과 물 분사가 포함된 3차원 2상 아음속 유동을 해석하였다. 단상 초음속 노즐 플룸의 경우 충격파 셀 구조를 통해 물리적으로 위배되는 현상은 발견되지 않았다. 물분사가 포함된 3차원 2상 아음속 유동의 경우, 액적의 거동과 기화 과정을 정성적으로 볼 수 있었으며 물 분사시 고온공기의 냉각 모사가 가능함을 확인할 수 있었다. 이들 기초 검증 결과들은 추후 초음속 2상 물분사 플룸 유동에 적용되어 3차원 화염유도로 해석에 응용될 예정이다. This paper investigates CFD investigation on single phase supersonic nozzle flow and 2-phase subson ic flow prior to rocket nozzle supersonic 2-phase flow with water injection within the flame deflector. Numerical results of supersonic nozzle single phase flow showed no notable unrealistic behavior as it captures the usual shock cell structures. Three-dimensional 2-phase flow analysis has also been performed to verify whether the approach can grab the droplet behavior during cooling by water injection. It is expected these basic studies will enhance the cooling problem analysis of supersonic 2-phase rocket plume in the future.
이동기(Dongki Yi),신종철(Jongcheol Shin),김승철(Seungcheol Kim) 한국자동차공학회 2013 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2013 No.11
Nowadays market & customer’s requirements are more various to the automotive industry. To meet the several requirements, GM has developed 1.2liter&1.4liter Naturally Aspirated and 1.4 Turbocharged gasoline engine which are called the third generation of Fam0 engine. Our major development targets are - Improvement of fuel economy by optimization of the combustion process and minimization of parasitic losses - Development of turbocharged engine as an efficient downsizing concept - Development of additional energy source on EREV(Electric Range Extender Vehicle) concept - To comply with Euro5&6, BIN4 emission regulations - Provisions for operation with alternative fuels (LPG, Ethanol, CNG) This paper shows an overview of this newly developed gasoline engine and explains the technical choices to meet the markets requirements.
CO₂규제 대응을 위한 고출력 2.0 Liter EURO-V 디젤엔진 개발
이해성(Haesung Lee),오재욱(Jaeook Oh),김승철(Seungcheol Kim),홍재웅(Jaewoong Hong) 한국자동차공학회 2012 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2012 No.5
As environmental awareness is growing over the world considerably, GM Korea has developed a new 2.0L high torque Turbocharged Diesel engine to comply with Euro5 emission regulations and CO2 reduction requirement, for installation in SUV, MY2012 program. The development concept is focused on CO2 reduction, high performance, NVH improvement, reliability, and emissions in compliance with Euro5 standards. This paper presents an overview of this newly developed Diesel engine and explains the technical choices made in accordance with design and cost constraints.
전두성(Doosung Jun),김종록(Jongrok Kim),김우겸(Wookyeom Kim),김승철(Seungcheol Kim),문희장(Heejang Moon) 제어로봇시스템학회 2012 제어로봇시스템학회 합동학술대회 논문집 Vol.2012 No.7
초음속 유동 및 2상의 냉각 유동이 공존하는 화염유도로의 설계를 위해서는 유도로 진입 전 로켓 노즐 출구의 고온가스를 적절히 냉각시켜야 한다. 본 연구는 화염유도로 해석을 위한 사전 검증 연구로서 물 분사 초음속 노즐 플룸의 2차원 축대칭 해석을 수행하였다. 단상 초음속 노즐 플룸의 경우 충격파 셀 구조를 통해 물리적으로 위배되는 현상은 발견되지 않았다. DPM(Discrete Phase Model)의 사전 검증 차원에서 물분사가 포함된 2상 아음속 파이프 유동 해석을 수행하였으며 액적 분열과 온도 분포의 변화를 정성적으로 확인할 수 있었다. 초음속 고온 플룸에 냉각수를 직접 분사 시 DPM 모델을 이용한 초음속 2상 유동에도 냉각효과가 어느 정도 모사될 수 있음을 확인하였다.
신상연(Sangyeon Shin),임경현(Kyunghyun Lim),이중구(Choonggoo Lee),문성채(Sungchae Moon),김승철(Seungcheol Kim) 한국자동차공학회 2007 한국자동차공학회 춘 추계 학술대회 논문집 Vol.- No.-
This paper describes high performance 2.0L inline 4 cylinder diesel engine which GMDAT (GM Daewoo Auto & Technology) has developed for the installation of SUV Winstorm as well as Passenger Cars, Toscar and Lacetti since 2006. It introduced to Korea, Europe and other Markets. This paper will present special features and various technologies for high performance, NVH improvement, low emission, reliability and compact. And it also can comply with EURO4 emission regulation.