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유한요소해석 시뮬레이션을 위한 가스 절단 과정의 역학 분석 정리
이재인(J. I. Lee),고병수(B. S. Go),이준엽(J. Y. Lee),박민원(M. W. Park) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
가스 절단은 예열 화염 및 금속의 산화반응에서 발생하는 반응열을 통해 금속을 절단하는 공정이다. 해당 절단 방식은 이미 산업현장에서 일반적으로 사용되고 있다. 그러나 원자력 발전 해체 작업과 같이 공정 과정이 위험하거나 접근이 어려운 산업에 가스 절단을 적용하려면 사전에 철저한 검토가 필요하다. 직접 모의 환경을 구성하여 테스트할 수 있지만 비용이 많이 발생하므로 유한요소 해석 시뮬레이션을 통한 검토가 필요하다. 본 논문에서는 가스절단 과정에서 발생하는 다양한 화학적, 기계적 역학을 수치적으로 분석하는 과정을 소개하고 유한요소 시뮬레이션에 적용하였다. 시뮬레이션에서 기계 및 화학역학 역학은 다음과 같이 정의되었다. 연료가스 및 산소의 반응으로 인해 발생하는 화염의 분출은 유체 이동, 화학 종 수송 및 반응역학을 통해 정의하였으며 화염의 열은 강재의 표면을 통해 전달된다. 강재는 온도 및 표면 화학종의 농도 조건에 따라서 산화가 진행되며 산화 금속은 용융점 부근에서 융합잠열 이상의 열량이 축적되면 용융(절단)이 이루어진다. 시뮬레이션은 COMSOL 프로그램을 통해 수행되었다. 본 논문의 시뮬레이션 단계에서는 시뮬레이션의 특성상 지배적인 영향을 주는 역학만을 고려하였지만 절단 과정에 대한 의미 있는 역학적 분석이 수행되었다. 본 연구 결과는 향후 상세한 시뮬레이션을 위한 토대로 사용하거나 매개변수 수정에 대한 절단 특성 변화를 확인하는데 적용할 수 있다.
3차원 열전달 해석을 통한 n-도데케인 스크램제트 냉각채널의 1차원 모델 개발
이재인(J.I. Lee),김규홍(K.H. Kim) 한국전산유체공학회 2020 한국전산유체공학회지 Vol.25 No.3
Three-dimensional heat transfer numerical analysis of the regenerative cooling system applied to the combustion chamber of the scramjet propulsion system in the environment of mach number 4 to 6 was conducted. The number of cooling channels and the mass flow rate of fuel per unit channel were determined by the size of the combustion chamber and the air mass flow rate and the equivalent ratio to which the scram mode and the ram mode were assumed. The aspect ratio of the cooling channel was divided into four cases(1,2,4 and 8) and the assumed heat flux condition on the combustor was 1.5MW/m² to 2.5MW/m². Among the ten turbulent heat transfer duct flow models, the Bae-Kim model suits the best to the supercritical n-dodecane cooling channel and the heat transfer model was improved by revising the geometry effect and one-sided heat effect.
쓰레기소각로 배출가스의 PCDDs/PCDFs 함유량에 관한 연구(III) -소각로 연소 온도변화에 따른 보일러 후단에서의 배출 농도 변화-
신선경,정영희,이재인,Shin, S.K.,Chung, Y.H.,Lee, J.I. 한국분석과학회 1999 분석과학 Vol.12 No.6
환경중으로 배출되는 다이옥신의 배출농도와 연소온도와의 관계를 파악하기 위해 쓰레기소각로의 폐기물 연소온도를 $800{\sim}900^{\circ}C$(평균 $880^{\circ}C$), $900{\sim}1000^{\circ}C$(평균 $970^{\circ}C$) 및 $1000{\sim}1100^{\circ}C$(평균 $1070^{\circ}C$)의 온도 범위로 조절하여 보일러 후단에서 시료를 채취 분석한 결과 온도가 $880^{\circ}C$, $970^{\circ}C$, $1070^{\circ}C$로 증가함에 따라 배출되는 다이옥신류의 양은 각각 $7.82ng-TEQ/Nm^3$, $6.97ng-TEQ/Nm^3$, $6.13ng-TEQ/Nm^3$으로 12%($880^{\circ}C{\rightarrow}970^{\circ}C$), 10%($970^{\circ}C{\rightarrow}1070^{\circ}C$)씩 감소하는 경향을 보이고 있다. 또한, 온도 변화에 따른 염화페놀류 및 염화벤젠류 등의 전구물질들은 연소 온도가 증가됨에 따라 염화페놀류가 25%($880{\rightarrow}970^{\circ}C$), 28%($970{\rightarrow}1070^{\circ}C$)정도 감소되었으며, 염화벤젠류가 30%($880{\rightarrow}970^{\circ}C$), 18%($970{\rightarrow}1070^{\circ}C$)로 감소되는 경향을 보이고 있으며, PCB는 연소온도가 $880^{\circ}C$에서 $970^{\circ}C$로 증가되었을 때 이염화비페닐(DCBP)에서 구염화비페닐(NCBP)의 모든 이성체의 농도가 $379ng/Nm^3$에서 $232ng/Nm^3$으로 약 39% 감소하였으며, 온도를 $1070^{\circ}C$로 증가시켰을 경우는 $228ng/Nm^3$로 $970^{\circ}C$일 경우 보다 약간 감소하는 경향을 나타내고 있다. 한편, 배출되는 이성체의 패턴은 주로 염소화 정도가 큰 염화물이 주로 배출되고 있음이 파악되었다. The combustion temperature was controlled between $880^{\circ}C$ to $1070^{\circ}C$ to find the relation the combustion temperature and emission amount of PCDDs/PCDFs in the Municipal solid waste incinerator. The emission amount of PCDDs/PCDFs decreased when the temperature increased in the rear of the boiler. The PCDDs/PCDFs concentration were detected $7.82ng-TEQ/Nm^3$ at $880^{\circ}C$, $6.97ng-TEQ/Nm^3$ at $970^{\circ}C$ and $6.13ng-TEQ/Nm^3$ at $1070^{\circ}C$. Also, The chlorophenols, chlorobenzenes, and PCB concentration decreased by increasing the temperature from $880^{\circ}C$ to at $1070^{\circ}C$, and the isomer of the prescsors had a tendency to emit the higbly cbiorinated compounds.
가상 건설환경에서의 딥러닝 기반 폐색영역 검출을 위한 데이터 베이스 구축
김경수(K. S. Kim),이재인(J. I. Lee),곽석우(S. W. Gwak),강원률(W.R. Kang),신대영(D.Y. Shin),황성호(S. H. Hwang) 유공압건설기계학회 2021 유공압건설기계학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.11
In this paper, a method for constructing and verifying datasets used in deep learning technology is proposed to prevent safety accidents in the construction environment. The virtual construction simulator was developed to implement various construction environments, and custom data in the virtual environment was set to diversify the location and parameters of the sensors. A database for real-time deep learning models was built and detected at the pixel level to detect uneven roads and objects in the construction site. When deep learning-based detection is performed, it may interfere with the accurate judgment due to occlusion areas hidden by other objects. Therefore, the database for developing the occlusion area detection algorithm in virtual environments was constructed and verified.