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바이오디젤 대체물에 대한 화학반응 메커니즘의 축소가 3D CFD 엔진 시뮬레이션 결과에 미치는 영향
서현규(H. K. Suh),박인강(I. G. Park),서인수(I. S. Seo),임영찬(Y. C. Lim) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
본 연구는 바이오디젤 연료 연소 해석 화학반응 메커니즘의 축소가 3D CFD (Computational Fluid Dynamics) 엔진 시뮬레이션에 미치는 영향을 파악하기 위해 수행되었다. 시뮬레이션에 사용된 모델 및 관련 상수는 바이오디젤 연료의 분무에 대한 3D CFD 시뮬레이션을 선행 연구하여 검증되었다. 바이오디젤 연료의 대체물로는 n-Heptane, Methyl Decanoate, Methyl 9-decenoate, 화학종(Species)에 다양한 물리 물성치(Physical Property)를 적용한 혼합물을 사용하였다. 해석에 사용한 축소 메커니즘은 DRG, Peak Concentration 및 Sensitivity Analysis 에 기반한 다양한 축소 방법을 통해 247 개의 화학종과 1,129 개의 반응식(Reaction)만으로 구성되었다. 이를 사용하여 3D CFD 엔진 시뮬레이션을 수행한 결과, 실험 데이터에 비해 점화지연(Ignition Delay) 이전 영역에서 연료의 저온 산화 반응이 높게 나타났으며, LTHR, 점화지연 시기 및 IMEP (Indicated Mean Effective Pressure) 결과에 대한 예측 정확도가 낮았다. 이러한 결과에 대한 원인 분석을 위해 상세 및 축소 메커니즘을 사용한 0D CVC 시뮬레이션을 수행한 결과, 축소 메커니즘은 제거된 반응들의 영향으로 인해 연료의 저온 산화를 제대로 모사하지 못하는 것으로 나타났다. 특히, 압축 행정과 유사한 분위기 조건에서 점화지연 이전에 과도한 연료 저온 산화로 인하여 챔버 온도가 높은 것으로 관찰되었다. 이는 해석에 사용된 메커니즘을 포함하여 많은 연구들에서 축소 메커니즘의 오차율 검증 수단으로 0D CVC 시뮬레이션의 점화지연 결과만을 고려한 것이 원인으로 판단된다. 따라서, 연료의 저온 산화 반응에 대한 주요 반응식의 반응속도 최적화가 동반된 바이오디젤 연료의 축소 메커니즘 개선에 대한 후속 연구가 필요하다고 사료된다.
이병호(B.H. Yi),이인철(I.C. Lee),박소영(S.Y. Park),서인수(I.S. Seo) 한국해양환경·에너지학회 2007 한국해양환경·에너지학회 학술대회논문집 Vol.2007 No.-
대규모 연안개발사업에 따른 매립으로 연안역의 갯벌 또는 염습지 등의 연안생태환경공간은 해마다 감소하고 있다. 이에 따라 연안역 Mitigation의 일환으로 인공 갯벌 및 염습지 개발의 필요성이 대두되고 있지만, 조성시 설계인자의 정량적 평가에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 연안생태환경 공간 조성지의 복원정도 평가에 대한 기초적인 연구로서, 준설토 배합비에 따라 구분되는 현장시험구를 조성하고, 이를 대상으로 생화학적 설계인자로서 시험구 내 대형저서동물 군집의 생물다양성 및 생물량 / 식생(갈대)의 정착률 / 종속영양세균수 / 이화학적 특성(COD, IL, TN, TP, pH) 모니터링을 수행하였다. 이 결과를 바탕으로 각 인자들의 복원정도를 나타내는 복원지수를 제안하고 이를 산정하여 연안생태환경공간 조성에 따른 생화학적 설계인자를 정량적으로 평가하였다. The ecological environmental zones in coastal area, like tidal flat and salt marsh, were gradually decreased due to large scale of coastal development projects, reclamation and so on. Therefore, the development of artificial tidal flat and salt marsh has been emphasized in coastal area as mitigation concept. But studies on the quantitative evaluation of design factor were insufficient. In this paper, as a fundamental study for evaluation of restoration on the creation of ecological environmental zones in coastal area, it was conducted that the monitoring and experiment for biochemical factors (bio-diversity, population and biomass of macro-benthos, survival ratio of reed, the number of heterotrophic bacteria and physico-chemical characteristics such as COD, IL, TN, TP and pH) using a in-situ pilot plant of tidal flat and salt marsh, which was distinguished by content of dredged soil, in Jinudo, Nakdong river estuary. From results of this study, the restoration index(RI), for evaluation of bio-chemical factor on the creation of ecological environmental zones in coastal area, was suggested and quantitative evaluation was performed using a restoration index(RI).