Earticle

With the rapid expansion of the electric vehicle (EV) market, the importance of high-efficiency thermal management systems is increasingly being emphasized. The Octo-valve, a key component in Tesla's integrated thermal management system, plays a pivotal role in controlling the flow of refrigerant and coolant to optimize the efficiency of the heat pump system. This study aims to analyze the detailed internal flow characteristics of a single Octo-valve unit and to explore methods for its performance enhancement. For this purpose, an actual Octo-valve was disassembled, and its internal flow paths were modeled in three dimensions using a high-precision 3D scanner. Based on this model, a numerical analysis was conducted using Computational Fluid Dynamics (CFD) to simulate the thermo-fluid phenomena within the valve. Changes in temperature, pressure distribution, and flow velocity were analyzed under various operating conditions and variables, and the resulting pressure drop was quantified. Furthermore, the influence of these internal flow characteristics on the overall system's Coefficient of Performance (COP) and heat transfer efficiency was evaluated. The findings of this research provide a fundamental understanding of the complex fluid dynamics inside the Octo-valve and offer essential baseline data for the design of next-generation, high-efficiency Octo-valves.

본 연구의 목적은 산업설비나 건축설비의 배관에서 불순물 유입을 막아 유동 시스템을 보호할 수 있는 스 트레이너를 개발하기 위함에 있다. 스트레이너는 청수 또는 기름, 가스가 유입되는 배관라인의 밸브, 기기, 펌프 전 단에 설치되는 장치로 형태에 따라 Y형, U형, T형이 있다. 본 연구에서는 Y형 스트레이너의 문제점을 파악하고 그 보다 개선된 새로운 모델 “유입․유출구가 일직선상에 있는 C형 스트레이너”를 개발하여 실물 시험을 통해 그 성능을 비교하였다. 시험은 기존 Y형과 C형 스트레이너 50A 실물을 한국표준과학연구원(KRISS) 유동실험실에서 4가지 상 황별 실물시험으로 유동특성을 고찰하였다. 실험결과 C형 스트레이너가 Y형 보다 여과망이 없을 때는 74.9%, 여과 망에 불순물이 없을 때는 54.5%, 불순물이 15% 쌓였을 때는 54.2%, 불순물이 30% 쌓였을 때는 52.4%가 용량계수 (Kv)값이 높았다. 실물제작의 한계로 50A 한 종류만 시험했지만 결과로 볼 때 Y형보다 C형 스트레이너가 유동특성 이 우수한 것으로 입증되어 향후 건축, 산업현장에서 유용하게 사용될 것으로 판단되었다.

The purpose of this study was to develop a strainer that could protect a flow system by blocking the introduction of foreign substances into the pipe of industrial or architectural facilities. Strainers are installed at the front tip of valves, machines, or pumps in the piping line of clean water, oil, or gas. There are Y-type, U-type, and T-type strainers. The study identified problems with the Y-type strainers, develop a "C-type strainer with its inlet and outlet on a straight line" as a more improved new model, and compared them in functions in a full-scale strainer test. The study conducted a full-scale strainer test according to four situations at the flow laboratory of Korea Research Institute of Standards and Science by using the old Y-type strainer and C-type strainer 50A. The test results show that the C-type strainer had a higher capacity coefficient(Kv) than the Y-type one, recording 74.9% when there was no screen, 54.5% when there were no foreign substances in the screen, 54.2% when there was a 15% accumulation of foreign substances, and 52.4% when there was a 30% accumulation of foreign substances. The investigator conducted a test only with the 50A type due to the limitations of life-size strainers, but the results demonstrate that the C-type strainer had better flow characteristics than the Y-type one.

A sirocco fan consists of a housing and an impeller with blades. There are many design parameters for improving its performance and efficiency. Thus, the objective of present study is to investigate the effect of blade size(such as blade length and height) and the number of blades on the flow characteristics of a sirocco fan using a commercial CFD software, Star CCM+. From the results of our previous and present study, it is revealed that blade inclination angle and blade height had a great effect on the flow characteristics, such as the static pressure rise and flow rate. There are important factors in improving the flow characteristics, as following order, the blade inclination angle, blade height, blade length, blade radius of curvature, the number of blades. it was obtained that maximum in static pressure rise and flow rate were, respectively, 20.8Pa and 6.41CMM under the our simulation condition.

본 연구에서는 도시(건물)지표에서 형성되는 지표흐름의 유형에 따른 건물협곡 내부에서의 상세흐름특성을 전산유체 역학(CFD) 모델을 이용하여 수치적으로 해석하였다. 이를 위하여, 건물의 높이(H)를 기준으로 건물 간의 간격인 건물협 곡의 폭(W)을 증가시키는 조건하에서 수치실험을 수행하였으며, 건물협곡 내에서의 벡터장 및 방향별 바람속도성분의 변동 양상에 대한 수치해석으로부터 W/H 비에 따른 지표흐름유형을 정량적으로 해석하였다. W/H=1.0 및 W/H=2.0의 경우에는 건물협곡 내에서 하강(풍하측)기류 및 상승(풍상측)기류가 뚜렷하게 구분되며, 협곡 내부를 가득 채운 단일 연 직소용돌이의 형성으로부터 Skimming Flow(SF)의 특징을 확인할 수 있었다. W/H=3.0 및 W/H=4.0의 경우, 풍하측 건 물의 최상층부(z/H=1.0)에서는 연직흐름이 분리되어 상승기류가 발생하였고, 건물협곡의 중층부에서는 x방향의 수평흐 름이 풍하측 건물 쪽으로의 양의 흐름과 풍상측 건물 쪽으로의 음의 흐름으로 분리되어 양방향 수평흐름이 나타났으며, 이는 Wake Interference Flow(WIF)의 경우에 해당하는 것으로 해석되었다. W/H=5.0 및 W/H=6.0의 경우에는 건물협곡 내 부의 x방향 수평흐름의 양방향(양/음) 분리영역이 하층부까지 확장되어, Isolated Roughness Flow(IRF)의 특징을 보였다.

In this study, the flow characteristics in building canyon by the surface flow regimes associated with air flow over buildings were numerically investigated using a computational fluid dynamics (CFD) model. The experimental conditions were constructed with the building arrays of increasing W (width of building canyon) / H (building height) ratios. The numerical analysis was conducted with vector fields and wind velocity components in building canyon. In the cases of W/H=1.0 and W/H=2.0, the vertical descending air current at leeward building side and the ascending air current at windward building side were distinctly presented with a single vertical vortex in building canyon, as the characteristics of the skimming flow (SF). In the cases of W/H=3.0 and W/H=4.0, the wake interference flow (WIF) was developed that the vertical ascending air current at the top (z/H=1.0) of leeward building and the separated horizontal flow with the positive/negative values for the wind velocity of x-direction at the middle layers were presented in building canyon. In the cases of W/H=5.0 and W/H=6.0, the separated horizontal flow of x-direction was expanded to the bottom of building canyon, as the characteristics of the isolated roughness flow(IRF).

South Korea's territory is approximately 62% forested, and urban residential development near mountainous areas has become inevitable. However, localized heavy rainfall from climate change and increased forest destruction have led to a rise in sediment-related disasters in urban mountainous regions. To prevent such disasters, the Korea Forest Service developed a landslide hazard map, but it tends to overestimate risks on steep slopes, showing limitations in accurately predicting landslide occurrences. This study focuses on the Bangbae-dong area in Seoul, where debris flow damage occurred in August 2022. Using a digital terrain model, SINMAP, an infinite slope stability analysis method, was applied to predict landslide-prone areas. Subsequently, FLO-2D, a two-dimensional numerical model, was used to analyze debris flow behavior at locations identified as hazardous by SINMAP. The results classified the area as a slope-type debris flow region, with strong agreement between predicted hazard areas and actual debris flow events. Additionally, it was found that installing debris flow barriers at the affected sites could effectively block debris flows without overflow.

본 연구에서는 한국을 방문한 개별 여행자들의 디지털 기록을 수집하여 정량적 통계 분석과 소셜 네트워크 분석(SNA)을 통해 한국을 방문하는 개별 중국 여행자들의 한국 관광 경로의 특징을 분석하였다. 연구결과 서울, 제주 도, 부산 및 대구는 한국을 찾는 중국 여행자들의 주요 방문 장소이며, 중국의 청도, 천진, 심양, 홍콩, 포산 및 마카오는 한국을 찾는 중국 개별 여행자들의 주요 중계지 임을 알 수 있었다. 본 연구는 한국을 찾는 중국 개별 여행자들의 표본 특성과 각 여행 노드의 기능적 위치설정을 정확히 확인함으로써 정밀한 관광 마케팅과 관광 노선 개발에 활용할 수 있는데 의의가 있다. 향후 본 연구에 사용된 데이터의 추출 기간을 확대하고 더 많은 샘플을 확보하여 관광 경로의 연간 변동특성과 주요 방문지의 변동 특성을 분석할 필요가 있다.

This study takes Chinese independent tourists to South Korea as the research object, mines the data of tourists’ digital footprints from online travel notes, and analyzes the characteristics of the tourism flow of Chinese independent tourists to South Korea by using the method of quantitative statistics and social network analysis(SNA). The results show that Seoul, Jeju Island, Busan and Daegu are the important tourist destinations for Chinese independent tourists entering South Korea. In addition, Qingdao, Tianjin, Shenyang, Hong Kong, Foshan and Macao are crucial hubs for Chinese independent tourists to visit South Korea. In future studies, the number of sample data should be increased. The time span of data collection should be extended for studying the annual variation characteristics of tourism flow and the trend of tourism hot spots.

Experimental and numerical studies were carried out to investigate solid-liquid mixture upward hydraulic transport of solid particles in vertical and inclined annuli with a rotating inner cylinder. Lift force acting on a fluidized particle plays a central role in many importance applications, such as the removal of drill cuttings in horizontal drill holes, sand transport in fractured reservoirs, sediment transport, and cleaning of particles from surfaces, etc. In this study, a clear acrylic pipe was used in order to observe the movement of solid particles. Effect of annulus inclination and drill pipe rotation on the carrying capacity of drilling fluid, particle rising velocity, and pressure drop in the slim hole annulus have been measured for fully developed flows of water and of aqueous solutions of sodium carboxymethyl cellulose (CMC).

최근 해상플랫폼의 공정개선 작업, 즉 운영압력을 낮추는 작업을 수행함에 따라, 해저배관내 가스/컨덴세이트 유동의 환경도 변화하게 되었다. 관련하여 액체축적현상, 슬러깅 등의 유동안정성 관련된 관내 유동현상들을 규명하는 작업이 필요하게 되었고, 이를 위해 사용소프트웨어를 활용하여 다상 천이거동 모델을 개발하였다. 기존 현장자료를 통해 모델을 검증하였고, 향후 예상되는다양한 유량(1-8 mmscfd)에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과, 유동특성에 따라 세 개의 유량 그룹이 도출되었으며, 실현가능한 최소유량은 8-6 mmscfd유량 범위에서 결정될 것임을 확인하였다. 이는 향후 다양한 조건들과 결합하여 플랫폼 운영의 의사결정의 요소로 활용될 수 있다.

To extend the field and reservoir life of offshore gas/condensate fields, process improvements in offshore platforms have been conducted recently. In this regard, an investigation of flow assurance in the pipeline is essential following the changes in the pipeline operating conditions. This study employed a transient multiphase simulation model to characterize flowing features, such as slugging and liquid accumulation, with the application of various gas/condensate injection rates at the export point of the offshore platform. The model was built and validated with field data and then applied to investigate the flow behavior in the pipeline with a flow rate range of 1?8 mmscfd. As a result, three different flow rate groups with their own flowing characteristics were identified, and it was confirmed that the minimum flow rate can be in the range of 8?6 mmscfd. The results can be used in decision-making for platform and reservoir management.

본 연구는 방사성추적자를 이용하여 산성광산배수 처리용 SAPS(Successive Alkalinity Producing System) 내부의 유동 특성을 규명하였다. 유입부에서 방사성 동위원소를 순간 주입하고, 월류 및소택지 방류구를 포함한 다수 지점에서 방사선 강도를 연속 측정하였다. 방사성추적자 유동분포에 따른 계측변화 데이터를 분석하여 유동경로, 단락유동, 혼합 특성 및 체류시간분포(RTD)를 평가하였다. 전체 유동은 하부층을 따라 하향 이동하는 지배적 경로와 장기 체류/재순환 성분이 결합된 형태로 해석되었으며, 월류 방류구 방향의 빠른 우회 경로가 조기 파과(breakthrough)를 유발하는 것으로 나타났다. 또한 구획모델 기반 RTD 해석을 통해 평균체류시간을 정량 산정하고 진단 결과를 뒷받침하였다. 본 방법은 폐광산 자연정화시설의 성능평가 및 공정 최적화를 위한 현장 기초자료를 제공한다.

This study investigated internal flow in a SAPS (Successive Alkalinity Producing System) passive treatment facility for acid mine drainage using a radioactive tracer. A pulse of tracer isotopes was injected at the inflow, and radiation intensity was continuously monitored at downstream locations, including the overflow and wetland outlets. Breakthrough curves were analyzed to identify preferential pathways, short-circuit flow, mixing behavior, and residence time distribution (RTD). The overall flow can be interpreted as a dominant downward pathway along the lower layer coupled with a long-term retention/recirculation component, while an additional rapid pathway toward the overflow outlet causes early breakthrough. A compartment-model-based RTD analysis quantitatively supported this interpretation and provided mean residence time estimates for key subdomains. The proposed approach provides fundamental field data for performance assessment and process opti mization of passive treatment systems at abandoned mine sites.

연구에서는 다중저류층에 시추된 수평정의 유정시험 자료를 해석하기 위해 층간유동이 고려된 이 론해 모델을 시각화하여 개발하였다. 이 모델은 층간유동을 고려할 수 있는 반사전이법을 이용한 일정유입모 델 개념의 압력평균법을 적용하였다. 이론해 모델을 통해 산출되는 압력자료를 활용하여 저류층의 특성에 따 라 달리 나타나는 압력커브의 유동구간에 대한 특징을 분석함으로써, 수평정 시험 자료의 해석 시 저류층의 특성이 압력거동에 미치는 영향을 이해할 수 있음은 물론 보다 정확한 저류층의 특성을 규명하는데 목적을 두 고자 한다. 본 연구의 시스템은 층간유동이 가능한 2층 구조의 저류층이며, 수평정은 하부층에 위치한다. 본 분석에서는 지층의 수직투과도, 수평투과도와 두께 및 유체 점성도의 크기에 따라 달리 산출되는 압력강하 자 료에 대한 분석을 실시하여 1차 원형유동, 선형유동, 2차 원형유동 구간의 압력곡선의 특징을 규명하였다.

This paper presents the visualized analytical model including cross-flow effect for analyzing the horizontal well test data obtained from multi-layered reservoirs. The model adapted pressure averaging method of uniform flux model with the aid of reflection and transmission method in order to consider the cross-flow effect. The objective of this study is to identify the flowing regimes by analyzing pressure curves acquired by horizontal well test, and hence it is able to characterize the reservoir better. The designed system of this study is two-layered reservoir with cross-flow and the horizontal well is located at the bottom layer. In this analysis, analytical model has been applied for the various values of vertical and horizontal permeabilities, thickness of the formation as well as fluid viscosity. As a result, we observed the characteristics of pressure curve, which are first radial flow, linear flow, and second radial flow period.

이 연구에서는 다층 저류층에서 발생하는 유동특성을 구분하고, 각 유동특성에 따른 저류층 분석기술과 연구동향을 살펴보았다. 생산 가능한 저류층의 구조가 점점 복잡해지면서 불균질 다층 저류층의 유동 특성화 구는 복합적인 해석을 요구하고 있다. 다층 저류층은 유동특성에 따라 매질 층간유동(interlayer cross-flow), 합생산(commingled), 시추정 층간유동(wellbore cross-flow) 시스템으로 구분할 수 있다. 대부분의 불균질 다층저류층은 매질 층간유동 시스템의 특징을 갖고 있으나 생산 시스템은 층간유동을 무시한 혼합유동 양상을 가정하는 경우가 많다. 유정완결 시 생산층 압력예측의 부정확성으로 생산정 내에서 층간유동이 발생하기도 한다. 근에는 분석결과의 정확성과 유체의 생산성을 향상시키기 위해 층간유동이 생산특성에 미치는 영향을 분석하는 연구가 주를 이루고 있다. 층별 생산량 할당과 층간유동 예측 모델 구축을 기반한 생산최적화 연구는 층간유동 및 다중 유정 시스템의 효과를 고려한 통합적인 분석과 영향인자의 정량화 연구를 바탕으로 수행 중이다.

This paper presents research reviews for flow behaviors occurred in multi-layered reservoir. According to geological formation and flow regime, the production characteristics are divided into three parts; interlayer cross-flow, commingled, and wellbore cross-flow system. Most heterogeneous reservoirs show interlayer cross-flow communicating fluids between interconnected formations but the conventional production systems have considered commingled-flow. The unaccurate estimation of reservoir pressure could result in wellbore cross-flow within a production tubing after well completion. Recent researches have focused on characterizing the effects of cross-flow with relation to production optimization. The works integrating skin factor with comparison of reservoir properties have been done to detect cross-flow on the surface. Production allocation in multi-layered reservoirs and uncertainty quantification affecting the system design are actively investigated to accomplish production optimization as well as the robust design of petroleum production system.

토석류는 물과 토사의 혼합물이 연속적인 유체처럼 산지 계류를 빠르게 흘러내리는 현상이 다. 토석류는 막대한 인명 및 재산 피해를 초래할 수 있으므로, 흐름 특성에 대한 연구는 필수 적이다. 본 연구는 지표유출에 의한 토석류를 수로 내에서 재현하고, 흐름 특성을 분석하고자 하였다. 수로에 평균 입경 3 mm의 자갈을 적층한 후 일정 유량의 물을 지속 공급하여 토석류 를 유도하는 수로실험을 진행하였다. 수로의 경사와 공급 유량에 따른 토석류의 유심, 유속, 토 사부피농도(sediment volumetric concentration)를 측정하였다. 또한 수로실험을 통해 재현된 토 석류가 실제 자연의 토석류와 상사(similarity)를 만족하는지 판단하기 위해, 수로실험 결과를 바 탕으로 다양한 무차원수를 계산하였다. 토석류의 유심과 토사부피농도는 공급 유량보다는 수로 경사의 영향을, 유속은 수로의 경사보다는 공급 유량의 영향을 받았다. 계산된 무차원수의 범위 는 선행 연구의 수로실험 및 실제 토석류로부터 도출된 무차원수 범위와 유사하였다. 따라서 역학적 상사를 만족하는 토석류가 재현되었다고 판단하였다. 본 연구는 토석류 발생기작을 고 려한 기초 실험 연구이며, 이러한 경험은 추후 다양한 목적을 가지는 토석류 수로실험 설계에 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

A spiral flow path was applied to solve the problem of the existing straight flow path in the leveling shaft, a key component of the self-levelizer that can maintain the height according to the change in payload in EV, SUV. In this study, flow analysis was performed to check the velocity, pressure drop, and flow direction of oil according to the main operating conditions of the leveling shaft with a spiral flow path. As a result of the study, a leveling shaft with a spiral flow path is likely to improve fluid properties around the orifice and inlet valve under compression conditions, and it is judged to have a development application effect.

복단면 형태를 이루는 직선하도 내 사행하는 저수로의 형태에 따른 흐름 특성을 파악하기 위해, 국내 대표적인 하도 형태를 상정해 실내 수리모형을 실시해서 3차원 수치모의의 유효성을 확인하고, 이를 바탕으로 다른 유형의 하도 형태 에 대해서도 수치모의로 검토를 실시하였다. 본 연구결과, 수리모형 실험에서 관측한 수심별 유속값을 이용하여 수치 모형의 검정을 수행한 결과, 수치모의 결과와 충분히 일치하는 것으로 확인하였다. 이를 토대로, 추가적인 저수로 형태 변화에 따른 유동장에 대해 분석한 바에 따르면, 선행 연구들에서 검토된 이차류 현상이 발생하였음을 확인한 한편, 고수부지 내 유수단면적 확대에 따라 최고유속분포 지점이 이동하는 현상을 확인할 수 있었다. 궁극적으로 저수로 폭 변화가 흐름에 영향을 끼쳐 궁극적으로 하천설계에 중요한 요소인 수충부의 위치와 그 영향 정도를 파악하는 것이 필 요하다고 판단된다.

In order to examine flow characteristics according to the shape of the meandering low flow channel in the compound cross section typed straight channel, we assumed the representative channel type in Korea and confirmed the validity of the 3D numerical simulation by carrying out the hydraulic model. Based on this study, numerical simulations were also conducted on other types of river channel. As a result of the numerical model test (using the velocity value measured by the water depth observation from the hydraulic model test), it was confirmed that the numerical simulation results are in good agreement with the numerical simulation results. As a result of analyzing the flow field according to the changes in the shape of the low flow channel, it was confirmed that the secondary flow examined in the previous studies occurred. Also, it was confirmed that the maximum flow velocity point moves according to the expansion cross sectional area of flow in high flow plain. Ultimately, it is thought that it is necessary to understand the position of the water impingement (which is an important factor in river design) and the extent of the impact because the change of the channel width affects the flow.

Flow control of flow field is essential to design efficient elements relating to fluid machineries. In this study, flow characteristics of rectangular prism with center gap through-flow at different aspect ratio was investigated to flow control. It was used a FLUENT 6.3 version to study flow field. It was found that the through-flow disturbs the development of vertical velocity component and decreased the vortex size and critical value of a rapid change in pressure coefficient distribution.

Flow control of flow field is essential to design efficient elements relating to fluid machineries. In this study, the flow characteristics of rectangular prism with throughflow at different aspect ratio was investigated to flow control. A particle image velocimetry technique was employed to obtain detailed measurements at throughflow-velocity-based Reynolds numbers. As a results, the throughflow disturbs the development of vertical velocity component and decreased the vortex size.