초록 ▼

□ 연구개요
⦁ 대기중에 저농도로 퍼져 있는 입자성 물질을 감지하기 위해서는 농도를 높이기 위한 농축 과정이 필요하다. 농축에 사용되는 일반적인 임팩터(real impactor)는 입자의 충돌을 이용하여 입자를 샘플링한다. 충돌판에 모인 샘플을 수집하는 방식이기 때문에 연속적인 샘플링이 어렵기 때문에 연속 샘플링이 가능한 가상 임팩터(virtual impactor)의 개발이 요구된다.
⦁ 본 연구에서는 분당 150 리터 및 D₅₀=1 ㎛의 사양의 가상 임팩터 개발을 위한 연구로 수치해석을 통한 형상의

□ 연구개요
⦁ 대기중에 저농도로 퍼져 있는 입자성 물질을 감지하기 위해서는 농도를 높이기 위한 농축 과정이 필요하다. 농축에 사용되는 일반적인 임팩터(real impactor)는 입자의 충돌을 이용하여 입자를 샘플링한다. 충돌판에 모인 샘플을 수집하는 방식이기 때문에 연속적인 샘플링이 어렵기 때문에 연속 샘플링이 가능한 가상 임팩터(virtual impactor)의 개발이 요구된다.
⦁ 본 연구에서는 분당 150 리터 및 D₅₀=1 ㎛의 사양의 가상 임팩터 개발을 위한 연구로 수치해석을 통한 형상의 최적화 및 가상 임팩터의 실험을 진행하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구는 3개년의 연구를 통하여 수치해석적 접근을 이용한 가상 임팩터 설계 기술을 확립하였으며 가상 임팩터의 제작과 가상 임팩터를 실험할 수 있는 폐루프 유동시스템을 구성하였다. 따라서 연구 개발 결과는 계획과 대비하여 성실하게 실행되었다고 판단된다. 연구의 특이할 만한 성과는 다음과 같다.
1차년도
⦁ 가상 임팩터의 개략도를 기반으로 하여 기존에 존재하지 않았던 사양의 가상 임팩터 (유량: 분당 150 리터, cut-size(D₅₀)=1 ㎛)의 2차원 형상을 설계 하였다.
⦁ 2차원 가상 임팩터의 최적화를 위하여 수치해석 프로그램을 활용하여 임팩터 내부의 유동 및 입자 거동의 패턴을 파악할 수 있는 유동해석 및 입자 해석 기법을 확립하였다.
⦁ 수치해석을 통하여 임팩터 설계에 필요한 중요 설계 변수를 파악하였으며 설계변수가 가상 임팩터 성능에 미치는 영향을 파악하였다.
2차년도
⦁ 2차원 가상 임팩터의 설계를 기반으로 하여 3차원 가상 임팩터의 설계를 완성하였다.
⦁ 가상 임팩터의 3차원 유동해석 기법을 확립할 수 있었다. 3차원 유동 해석에서 각 난류 모델의 비교를 통하여 가상 임팩터에 적절한 난류 모델을 확인하였다. 유동 해석의 기법 확립을 통하여 수 밀리미터의 틈을 100 m/s이상의 유속이 지나는 케이스를 수렴시킬 수 있었다.
3차년도
⦁ 분당 150 리터의 유량에서 작동하는 가상 임팩터를 제작하였으며 가상 임팩터의 실험을 위한 폐루프 유동 시스템을 구축하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
⦁ 본 연구를 통하여 개발된 가상 임팩터는 에어로졸 농축기로써 실시간 감시 장비에서 검출기로써 널리 활용이 가능하다.
⦁ 또한 가상 임팩터는 농축기로서의 역할뿐만 아니라 입자의 분리 역할도 수행하기 때문에 공기 청정기로의 활용 가능성이 있다.
⦁ 가상 임팩터의 주요 설계 변수의 영향에 대한 결과를 활용하여 향 후 다양한 유량의 가상 임팩터 설계를 위한 기반을 마련하였다.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 1) 150 LPM 가상 임팩터의 설계 ... 6
• 2) 가상 임팩터의 2차원 유동 해석 ... 6
• 3) 가상 임팩터의 3차원 유동 해석 ... 9
• 4) 가상 임팩터 실험을 위한 폐루프 유동 시스템 구축 ... 9
• 5) 가상 임팩터 실험 ... 11
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 14
• 4. 참고문헌 ... 14
• 5. 연구성과 ... 15
• 끝페이지 ... 15