초록 ▼

□ 연구개요
▮본 연구과제는 물체 표면에서 수평방향으로 분출된 유체가 물체 표면을 따라 빠르게 진행해 주위에 낮은 압력분포를 형성시키는 코안다 효과(Coanda Effect)를 이용하여 기존의 선행연구들을 바탕으로 기존에 적용되지 않은 환기부 필터, 하천 필터에 적용시킴으로써 코안다 효과를 발생시키고 각각의 인자들의 설계변화 및 이를 통한 수치해석 등을 통한 데이터베이스 구축을 진행하고자 함. 또한, 각각의 세부내용에 대하여 필터의 효율을 향상 시키고자 한다.
▮최종적으로 실험을 통해 해석값과 비교하고 Lab Scale용

□ 연구개요
▮본 연구과제는 물체 표면에서 수평방향으로 분출된 유체가 물체 표면을 따라 빠르게 진행해 주위에 낮은 압력분포를 형성시키는 코안다 효과(Coanda Effect)를 이용하여 기존의 선행연구들을 바탕으로 기존에 적용되지 않은 환기부 필터, 하천 필터에 적용시킴으로써 코안다 효과를 발생시키고 각각의 인자들의 설계변화 및 이를 통한 수치해석 등을 통한 데이터베이스 구축을 진행하고자 함. 또한, 각각의 세부내용에 대하여 필터의 효율을 향상 시키고자 한다.
▮최종적으로 실험을 통해 해석값과 비교하고 Lab Scale용 Proto Product를 제작, 검증하며 이를 바탕으로 필터링 효과는 높이면서 압손을 최소화 하는 최적 형상의 필터 적용 코안다 알고리즘을 구축하고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1차년도 목표 : (수치해석을 통한 코안다 형상적용 필터 최적화)
▮ 1차년도 결과 : Oil Mist필터 수치해석 및 제진기스크린 필터수치해석
• 다양한 형태의 유한요소해석을 위하여 해석의 기초지식과 해석기술에 대한 자료 조사 및 난류모델 선정을 통하여 수치해석의 틀을 마련하였고, 코안다효과를 발생시키는 인자 선정 및 설계프로그램을 이용하여 각 형태별 2차원 설계 및 유동해석 수행을 완료하였다.

2차년도 목표 : (Labscale 성능평가 및 최적화)
▮ 2차년도 결과 : Oil-mist 필터 및 제진기스크린 필터 최적화 및 성능평가장치 제작
• 1차년도 실제 사이즈에 대한 해석이 부족한 부분에 대하여 해석을 진행하고 최적화 모델을 토출하였다. Oil-Mist 제거 효율 및 압력손실 특성을 분석하기 위한 평가장치를 제작하였다. 필터는 3D 프린터를 이용하여 성능평가를 실시하고 Feedback을 통하여 코안다효과가 적용된 필터를 도출할 수 있었다. 제진기 스크린은 실제 하천에 적용 불가하다 판단되어 도로변에 설치 가능한 스케일로 축소하여 빗물받이에 적용하고자 하였다. 이를 위하여 필터 내부 형상변화를 주어 코안다효과를 극대화 하였다.

3차년도 목표 : (실제 적용 제품제작 및 수치해석 신뢰도 확보)
▮ 3차년도 결과 : 실제 적용가능한 Lab scale의 성능평가 장치 및 수치해석 정립
• 제작된 실험평가장치와 시뮬레이션을 비교한 오차율이 10% 이내로 시뮬레이션의 신뢰도를 화보하였고 실제 현장에 적용 가능하도록 특허 출원이 완료되어 등록을 기다리고 있다.

□ 연구개발결과의 중요성
▮현재까지 코안다효과(Coanda Effect)의 연구가 각지에서 꾸준히 진행되어지고 있으나 유체역학적인 관점에서의 해석적 측면에 편향되어있는 등 뚜렷한 성과가 알려져 있지 않으며, 점차적으로 적용이 기대되는 수준으로서 코안다효과(Coanda Effect)를 이용한 대표적 세부내용을 다루어 데이터베이스 구축함으로서 연구추진 이후의 타 연구 진행 및 제품 개발에 있어 초석을 다질 수 있을 것으로 기대된다.
▮본 연구를 통하여 얻어지는 결과로 항공기, 선박, 기계분야의 전반적으로 다양한 성능과 효율을 향상시키고, 안정성과 신뢰성을 충족시키는 기술 개발이 될 것이며, 필터링 효율 상승, 부유물 제거, 압력손실저하를 도출함으로써 수질개선 및 낮은 동력을 구동이 가능한 필터를 도출함으로써 적용되는 하천, 도로, 수력발전, 주방 및 육가공 필터 등 다양하게 적용이 가능하다,
▮또한 코안다적용 필터의 수치해석을 통한 모듈을 개발함으로써 적용될 수 있는 분야의 필터 개발기 간이 적어져 사업화적으로 효과적일 것으로 판단된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 2.1 Oil-Mist Filter의 수치 해석 및 성능평가 ... 5
• 2.2 제진기 스크린 필터 수치해석 ... 9
• 2.3 빗물받이 필터 수치해석 및 성능평가 ... 12
• 2.4 정전집진 방식을 응용한 필터 효율 향상 연구 ... 14
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 16
• 4. 참고문헌 ... 17
• 5. 연구성과 ... 18
• 끝페이지 ... 18