다종물질이송 전산해석기법을 이용한 양돈사 환기 분석

손현아,이승수,엄정아,이슬기,이호철 한국풍공학회 2019 한국풍공학회지 Vol.23 No.4

Pig industries have been growing both in size and volume with economic progress in Korea. For the higher productivity to satisfy larger demands, the pig farms have been built as larger complexes even in multi-story manners; however, the compact structure of the pig farms often causes problems such as bad air quality and higher temperature during summer. Since the pigs are very vulnerable to low oxygen and high temperature, it is crucial to maintain air quality and temperature to obtain higher productivity. In this study, we proposed a method using CFD(computational fluid dynamics) to analyze ventilation system and improvements. FVM(Finite-volume method) was employed and RNG standard equation was used for the turbulence model. For efficient design of ventilation systems, multi-species transport was used for a simple and a multiple layered pig house to analyze the ventilation efficiency and performance. The results show the effectiveness of the improved system and also demonstrated the capability of qualitative evaluation of stagnation region. 한국의 경제 발전에 따라 양돈 사업의 규모가 커지고 대단지화 되면서, 생산성 향상과 높은 품질을 충족시키기 위해 축사시설의 체계적인 관리가 요구되고 있다. 그러나 효율성을 위해 밀집된 구조에서는 종종 여름철에 공기의 질이 나빠지고 온도가 높아지는 등의 문제를 일으킬 수 있다. 돼지는 저산소 및 고온에 매우 취약하기 때문에 생산성을 높이기 위한 환기 유지는 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 전산유체역학(CFD, computational fluid dynamics)을 이용하여 환기 시스템의 문제점 및 개선 사항을 분석하는 방법을 제안하였다. 유한체적법(FVM, finite volume method) 기반의 fluent 프로그램이 사용되었고 난류 모델로 RNG standard 모델을 사용하였다. 환기 시스템의 효율적인 설계를 위해 실제 단층의 단순 구조 양돈사와 다층의 대형 양돈사를 대상으로 다종물질이송(multi-species transport) 해석기법을 이용하여 환기 효율 및 성능을 분석하였으며, 개선된 시스템의 유동순환이 원활하게 이루어짐을 확인하였다.

앙상블 분석을 이용한 화산재 확산 분포 해석

손현아,이승수,이주용 한국풍공학회 2017 한국풍공학회지 Vol.21 No.4

Aviation disaster triggered by volcanic ashes emitted from the eruption of Eyjafjallajökull in 2010 raised social and economic interest in volcanic ash-related issues in global scale. Increased researches on volcanoes and related disasters are also recently found in Korea due to the eruption precursor phenomena in the Mt. Baekdu. Prediction of volcanic ash dispersion is mainly carried out by using numerical models combined with meterological data. In order to reduce the uncertainty inherited both in the meteorological data and the numerical models, ensemble averaging is generally employed for the results. Present study proposes the approach to reduce the uncertainty of the computed ash concentration by applying ensemble averaging method to a set of the numerically predicted ash dispersions for similar meteorological conditions. In particular, a modified ensemble averaging method is proposed considering the field measurement of ash concentration is hard to obtain while most of ensemble method considers the field observation as reference; REA (Reliability Ensemble Averaging) method was modified to use only the result of computed volcanic ash concentration. The results are compared with those from SMA (Simple Model Averaging) method and show the superior performance of modified REA in the reduction of the uncertainty in the prediction of ash concentration. 2010년 에야피얏라흐요쿳(Eyjafjallajökull) 화산 분화에 의한 화산재의 확산은 유럽 전역의 항공기 운항을 중단시켰으며 전지구적인 사회 및 경제적 관심을 불러일으켰다. 또한 국내에서도 한반도에 영향을 미칠 수 있는 주변 화산 분화 활동과 백두산 분화 전조현상에 대한 연구 활동이 꾸준히 진행되고 있다. 화산재 확산 예측은 기상데이터를 이용한 확산 수치 모형이 일반적으로 이용되는데, 기상데이터와 수치 모형의 불확실성을 줄이기 위한 방법으로 앙상블 분석이 주로 활용되고 있다. 본 연구에서는 오일러 방법 기반의 수치 모형에 의한 화산재 확산 해석을 유사한 기상장을 갖는 날짜에 대하여 수행했으며, 앙상블 분석을 통한 불확실성 감소 방법을 제시하였다. 특히 대부분의 앙상블 방법은 현장 관측데이터를 주요 데이터로 간주하는데 반하여, 화산재의 현장 측정은 얻기가 매우 어려운 상황이다. 그러므로 신뢰도 앙상블 평균(REA; Reliability Ensemble Averaging) 방법의 과거기간 시나리오의 모의 변수에 대한 오차항을 배제하고 시나리오간 모의 변수의 평균 차이항만을 고려하여 화산재 확산 해석 결과만을 이용해 앙상블을 수행했으며 단순 모형 평균(SMA; Simple Model Averaging) 방법과 비교하여 불확실성이 감소하는 것을 확인할 수 있었다.

관내에서 가속 운동하는 구의 벽면효과 전산해석

손현아,이승수,이주용 한국풍공학회 2020 한국풍공학회지 Vol.24 No.2

The study of the flow past a accelerating body within a tube is mostly under the condition of the terminal velocity of thesteady state rather than the unsteady state, and thus hydrodynamic analysis of around accelerating body is required. Therefore, in thisstudy, the force acting on a 3D sphere with an unsteady constant acceleration of 9.81 m/s2 in a cylindrical tube of various diametersis analyzed using computational fluid dynamics. A relative moving frame based on the finite volume method is employed with SSTk-ω turbulence model. The comparison with the results of previous studies shows that the computational method of this study is valid. Also, the drag change is explained through the wake analysis, and the drags on bodies in the accelerating flow are quantitativelyevaluated to assess the effect of the wall. 관내에서 이동하는 물체 주위의 유동에 대한 연구는 대부분 비정상상태가 아닌 정상상태의 종단속도 조건 하에 이루어져있으므로 이에 대한 유체역학적 분석이 요구되고 있다. 이에 본 연구에서는 다양한 직경의 원통형 관 안에서 9.81m/s2으로 비정상 등가속 운동을 하는 3D 구에 작용하는 힘을 전산유체역학을 이용하여 분석하였다. 유한 체적 기반 CFD 코드 인 Fluent 19.0을 사용하였으며, 상대 운동 프레임과 난류 모사를 위한 SST k-ω 모델을 적용하였다. 선행연구 결과와의 비교를 통해 본 연구의 해석방법이 타당함을 보이고 있다. 또한 후류 분석을 통하여 항력 변화를 설명하고, 벽면효과에 의한 항력 증가를 정량적으로 분석하였다.

신질환시 TPN 요법

손현아 한국병원약사회 1993 병원약사회지 Vol.10 No.4

간질환 환자에서의 TPN 증례보고

손현아 한국병원약사회 1993 병원약사회지 Vol.10 No.4

전산해석 및 실험을 이용한 Vortex Separator 유체분리 성능분석

손현아(H.A. Son),이승수(Sungsu Lee),김현주(H.J. Kim) 한국전산유체공학회 2014 한국전산유체공학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.11

Recently, OTEC system is being developed in KRISO, among which vortex separator is an essential element in developing deep sea water intake system. Vortex separator intends to separate the fluid from mixture of fluid and particles. As a first phase, this study computationally models the rotating flow inside a vortex separator into which flow is injected into the domain. During the rotation initiated by the tangential momentum, the hydrodynamic force interacts with gravitational force as well as friction, makes the flow instable and complex. Unsteady and incompressible flow formulation is employed to effectively solve the flow dynamics inside the vortex separator. Moreover, experimental study is also performed in the same condition in order to validate the computational analysis.

Vortex Separator 내부 다상유동 특성 해석

손현아(Hyun A Son),이승수(Sungsu Lee),김현주(Hyun Ju Kim) 한국해양환경·에너지학회 2013 한국해양환경·에너지학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.11

본 연구에서는 Vortex Separator 내부의 밀폐된 영역 내에서 발생하는 회전에 의한 입자상 물질과 유체의 분리 특성 파악을 위하여 전산유체역학을 이용한 수치해석을 수행하였다. Vortex separator는 접선방향 운동량으로 인해 회전유동이 발생하여 원심력과 중력으로 인한 입자상 물질과 유체의 분리가 이루어지므로 비정상 상태의 복잡한 흐름을 갖는다. 따라서 유한체적법 기반의 3차원 점성 유동장의 비정상 해석을 수행하였으며 이상유동의 해석을 위하여 Euler-Euler 모델을 이용하였다. 본 연구의 결과로 정성적인 유체의 흐름 특성과 분리효율을 계산해보았으며 CFD의 기술 활용으로 효과적으로 설계유량을 계산할 수 있을 것으로 판단된다. This study computationally modeled the stratification of solid particles in the rotating flow inside a vortex separator by particulate flow being injected into the domain. During the rotation initiated by the tangential momentum, the hydrodynamic force stratifies the particulate flow and interact with gravitational force as well as friction, which make the flow instable and complex. Two phase flow model based on Euler-Euler formulation was employed to effectively solve the flow dynamics of liquid and solid phases inside the vortex separator. The results present the effectiveness of the stratification which corresponds to the vortex separation in many engineering practice.

GFRP 보강근을 사용한 콘크리트 슬래브의 사용성에 대한 실험적 연구

손현아(Son, Hyun-A),신성진(Shin, Sung-Jin),김정희(Kim, Jung-Hee),박영환(Park, Young-Hwan),이재훈(Lee, Jae-Hoon) 한국콘크리트학회 2007 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 Vol.2007 No.11

동축 실린더 내부 회전 해수 유동 특성 해석

손현아(H.A. Son),이승수(S. Lee),김현주(H.J. Kim) 한국해양환경·에너지학회 2012 한국해양환경공학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.11

해양 심층수 시스템의 개발을 위한 기술 중 중요한 핵심 요소는 취수된 해수로부터 입자상 물질과 해수를 분리하기 위한 과정으로서 Vortex Separator를 이용한 방법은 유지 보수의 측면에서 매우 큰 장점을 갖는다. 본 연구에서는 Vortex Separator 내부 유동의 기본 특성인 회전 유동에 대한 전산 유체 해석 기술을 개발하고 이를 통하여 입자상 물질과 유체의 분리 특성에 대한 기술적 접근방법을 도출하기 위하여, 동일한 축을 갖는 두 개의 실린더 사이의 회전 유동을 해석하고 기존의 연구 결과와 비교를 통하여 검증하였다. 이를 위하여 Wereley와 Lueptow[1]의 실험에 이용된 유동을 전산해석하였으며, 결과로 나타나는 Taylor-Couette 유동 특성을 재현하였다. Vortex separator is an essential element in developing deep sear water intake system, which take an impotant process to separate particulate matter from clear water and has of great advantage in maintenance. This study was carried out to develop the computational technology to analyze the rotational flow, a fundamental flow regime in vortex separator technology. To achieve this goal, the rotational flow between co-axial cylinders was computationally analyzed and the present approach was validated by comparison with the results of Wereley & Lueptow (1998) in reproducing Taylor-Couette flow.

유입 유동의 가속도가 2D 원형실린더의 항력 및 후류에 미치는 영향

손현아(Hyun A Son),이승수(Sungsu Lee),조성락(Seong Rak Cho) 대한조선학회 2019 大韓造船學會 論文集 Vol.56 No.6