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유체-구조 연성 해석(Fluid-Structure Interaction) |
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| Investigation of Numerical Methods for Flow Around an Oscillating Circular Cylinder | |
| 유체-구조 상호작용은 산업계뿐만 아니라 일상에서도 흔히 볼 수 있는 현상으로, 전산수치해석 분야에서도 좀 더 정확하고 현실적인 시뮬레이션을 위해 유체-구조 연성 기법(FSI, Fluid-Structure Interaction)을 사용합니다. 본 연구실에서도 유체-구조 연성 해석을 사용하여 유동과 구조가 혼재되어 있는 문제에 대한 수치해석을 진행하고 그 방법론을 연구하고 있습니다. | |
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공기청정기 & 환기청정기 성능비(Performance ratio) |
| Performance Ratio of Air Purifier and Ventilation Purifier in Office | |
| 전세계적으로 공기질과 관련된 건강에 대한 관심은 날이 갈수록 높아져 가고 있습니다. 이러한 빅트렌드 속에서, 국내에서도 CA인증제도와 같은 명확한 성능 시험 제도가 도입되어 가고있습니다. 이에 따라 공기연령방식을 활용하여 기존의 제품들을 한정된 공간에서 사용하였을 때의 성능을 확인하고자, 실내유동에 대한 연구를 진행하고 있습니다. 이에 따라, 공기청정기와 환기청정기의 구조적 차이를 확인하고 정량적인 측정을 통하여 성능 차이를 분석합니다. | |
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원자로 노심 내부 난류 유동 |
| WMLES(Wall-Modeled Large Eddy Simulation) analysis study on turbulent flow in nuclear fuel rod bundles | |
| 핵분열이 발생하는 원자로 노심에는 핵연료봉, 지지격자, 혼합 날개 등 다양한 구조물로 이루어져 있으며, 이로 인해 대류 열전달을 촉진하는 복잡한 난류 유동이 발생합니다. 따라서 안전성 측면에서 고정밀 다차원 데이터를 확보할 필요가 있지만, 해석시간, 비용, 정확성 등 여러 가지 요소를 고려하여 가장 적절한 난류 모델을 선정해야 합니다. 본 연구는 WMLES(Wall-Modeled Large Eddy Simulation) 난류 모델을 사용하여 정확성을 검증하는 것을 첫 번째 목표로 합니다. 두 번째 목표로는 실험으로 측정하기 어려운 무차원수 관련 데이터를 확보하여 다른 해석 코드에 reference 값을 제공하고, 향후 원자로 발전소 안정성 및 성능 평가에 도움을 주고자 합니다. | |
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 | TPMS (Triply Periodic Minimum Surface) |
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| Study on Heat Transfer Characteristics of TPMS Structure to Improve the Performance of Electric Vehicle Battery Chillers | |
| 전기차의 주행거리 및 출력 향상을 위해서는 배터리 팩 발열량 증가에 대응하여 chiller의 열 교환 성능도 향상되어야 합니다. 최근 적층 및 제조 기술이 발달하면서 메탈 폼, 메타 구조물, TPMS 등 복잡한 형상을 제작할 수 있게 되었고, 이러한 형상을 사용한 열교환기에 대해 기존 열교환기보다 높은 열전달 성능이 보고되고 있습니다. 따라서 열교환기 성능 향상을 목적으로 단위 부피당 표면적을 극대화할 수 있는 TPMS(Triply Periodic Minimum Surface)의 내부 유동 구조 연구를 진행하고 있습니다. TPMS의 평균 성능이 높게 나오는 근본적인 원을 유동 구조 분석을 통해 확인합니다. | |
 | 딥러닝을 통한 RANS(Reynolds-Averaged Navier-Stokes) 불확실성 분석 |
| Study on Uncertainty Quantification of Convection RANS Using Machine Learning | |
| 디지털 제조 산업의 발전과 함께 산업계에서 CFD 사용이 증가하고 있습니다. 컴퓨팅 파워와 시간적 고려 사항으로 인하여 RANS 모델이 높은 사용도를 보이고 있지만 높은 오차를 가질 가능성이 있다는 위험이 있습니다. 본 연구는 인공 신경망을 통해 RANS 오차를 학습하고 검증 데이터 없이도 오차 범위를 예측하는 프레임 워크를 개발합니다. | |
 | 헬리컬 코일 내부 층류 유동의 마찰 특성 및 열전달 현상 |
| Study of Friction and Heat Transfer Characteristics of Helically Coiled Pipes at laminar flow | |
| 헬리컬 코일 열교환기의 경우 원심력에 의해 2차 유동(secondary flow)가 발생하는데, 이로 인해 직선 형태의 파이프 대비 열전달 효율이 좋은 것으로 알려져 있습니다. 또한, 차지하는 부피가 비교적 작아서 공간적 제약이 있는 곳에서 유용하게 사용되고 있습니다. 직선 형태의 파이프와 비교했을 때 출구에서의 유동이 어떻게 되는지 비교하고, 곡률과 피치에 따라서 2차 유동 변화가 어떻게 되는지 확인합니다. | |
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 | 전기 자동차 배터리팩 열교환기 |
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| 전기차 배터리팩 열교환기 해석 연구 | |
| 이산화탄소로 인해 이상기후, 해수면 상승 등 지구가 망가지는 것을 방지하기 위해 G20 정상회의에서 2050년까지 석탄 발전 전면 폐기를 선언했습니다. 각국에서는 내연기관차 판매금지를 추진하고 있으며, 전기차 사업 계획은 확대되고 있는 상황입니다. 이에 따라 전기차의 성능 향상을 위한 배터리의 용량 및 효율을 높이는 것이 중요해졌습니다. 전기차 부품 중 열교환을 하는 부품인 배터리 chiller에 대하여 개발 중인 TPMS(Triply Periodic Minimum Structure) 형태와 Dimple 구조를 가진 열교환기의 성능을 비교하고, 다양한 Dimple 형상에 따른 열전달 영향이 어떻게 되는지 분석합니다. | |
 | 다단 펌프의 형상 최적화 및 성능 개선 |
| 대용량 다단 펌프 성능 개선을 위한 생체모방 공학 연구 | |
| 펌프는 가정과 산업, 광산, 농업 등 다양한 분야에서 쓰이고 있으며, 전 세계 에너지 소비량의 20%를 차지하고 있습니다. '펌프수명주기비용이론'에 따르면, 일반적인 펌프의 경우 전력에 요구되는 비용이 85%로 관련 비용 부담이 압도적으로 큰 상황입니다. 친환경 정책으로 인한 화력 발전의 축소가 야기할 전력 부족 및 그린플레이션에 대비하기 위해서 현재 고효율 펌프가 요구되고 있습니다. 생체모방기술을 고려하여 펌프 내부의 impeller와 diffuser 부분을 중점으로 형상 최적화 수행 및 성능 개선을 목표로 합니다. | |
