• 에너지공학
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• 제12권1호
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• pp.29-34
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• 2003

압력파의 일종인 열음향파는 압축성유체를 급속히 가열 또는 냉각하는 경계면 근처에서 유체가 순간적으로 압축 및 팽창하는 경우에 발생하는 현상으로 자연대류가 일어나지 않는 우주공간에서는 매우 중요한 열전달 메커니즘이다. 본 연구에서는 공기로 채워진 공간에서 급속한 가열에 의하여 발생한 열음향파의 전달특성을 수치적인 방법에 의하여 평가하고자 유한체적법을 기반으로 비정상 지배방정식을 이산화하였으며, PISO알고리즘과 2계 상향기법을 적용하여 해석을 수행하였다. 안정적인 수치해는 50 $\times$ 800 개의 셀과 1 $\times$ $10^{-9}$ 시간간격을 적용하여 얻을 수 있었으며, 생성된 열음향파는 유체 속을 통과하면서 점성과 열소산에 의하여 점점 감쇠하여 가는 경향을 보였다. 생성된 압력파는 날카로운 전단과 점점 감소하여 길게 늘어지는 후단부를 갖는 형상을 보였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.132-132
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• 2012

압력 $10^{-9}$ Torr 이하의 초고진공(ultrahigh vacuum) 영역에서의 압력 측정에는 수 mA의 열전자로 잔류 가스를 이온화시켜 그 이온 전류를 측정하는 이온게이지를 주로 사용한다. 압력이 $10^{-12}$ Torr영역 이하인 극고진공(extreme high vacuum: XHV) 영역에 진입하면, ESD (electron stimulated desorption) 효과 등에 의한 이온 게이지 자체의 가스방출률이 커져 정확한 압력 측정이 곤란해 진다. 극고진공 영역에서 이온 게이지는 수 와트(W) 이상의 전력을 사용하여 수 mA의 열전자를 방출시키나, 신호인 이온 전류의 양은 1pA 이하이기 때문에 열전자에 의해 발생되는 백그라운드 전류에 묻혀 신호 전류가 측정되지 않는다고 할 수 있다. 100 nm 이하의 곡률을 가진 뾰족한 금속 탐침에 강한 전기장을 걸어주면 고체 내부의 전자가 터널링 효과에 의해 진공 중으로 방출되며, 이를 전계방출(Field Electron Emission) 효과라 부른다. 전계 방출 전류량은 탐침 표면의 일함수에 의존하며, 일함수가 클수록 지수함수 적으로 감소한다. 금속 표면에 진공 중의 잔류 가스가 부착하면 일함수가 증가한다. 가열에 의해 전계방출 탐침의 표면을 세정한 후에 전자 빔을 방출 시키면, 표면에 가스 분자가 흡착하여 방출 전류량은 점점 감소한다. 감소 속도는 압력에 비례하며, W(310) 탐침의 경우 $10^{-10}$ Torr 영역에서는 수분만에 최초 전류값의 1% 이하로 감소한다. 전계방출 전류의 감소속도가 압력에 비례하는 현상을 이용하여 압력을 측정하였다. Extractor Ionization Gauge 측정값 $5{\times}10^{-12}-3{\times}10^{-10}$ Torr의 범위에서 (111) 방향으로 정렬된 텅스텐 단결정 탐침을 사용하여 방출전류의 로그값을 시간의 함수로 semilog그래프를 그리면, 그래프는 직선을 그리며 그 기울기가 압력에 비례함을 알 수 있었다. 기울기 값과 게이지 측정값은 $10^{-11}{\sim}10^{-10}$ Torr 영역에서 거의 완벽한 비례관계를 보여주었으나, $10^{-12}$ Torr 영역에서 게이지 측정값은 기울기 값에서 추출한 압력치보다 높은 값을 보여주었으며, 이는 게이지 백그라운드 전류에 의한 차이라고 생각된다. W (310) 탐침의 방출전류는 그 감소속도가 W (111) 탐침과 마찬가지로 압력에 비례하였으나, 전류-시간 그래프는 가열 세정 직후에 전류가 거의 감소하지 않는 $2{\times}10^{-10}$ Torr에서 약 10분간 지속되는 '안정 영역'이 존재함을 보여주었다. '안정 영역'은 $10^{-11}$ Torr 영역에서는 수십분, $10^{-12}$ Torr 영역에서는 수시간 이상으로 증가하였다. 초-극고진공 영역에서의 잔류가스 주성분인 수소에서 물, 일산화탄소등의 가스로 바뀌면 '안정 영역'은 사라졌고, 이는 '안정 영역'이 수소 흡착에 의해서만 나타나는 고유 현상임을 말해준다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.34-34
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• 1999

토카막(Tokamak)에서는 플라즈마(plasma)로 불순불(impurity)의 유입을 방지하기 위해 고진공을 유지해야 하며 이를 위해 가열탈리(backing), 방전세정(discharge codanning) 등 wall conditioning이 기본적으로 요구된다. KT-1 토카막은 실험실 이전에 따른 해체로 인해 진공용기(vacuum vessel) 가 대기압 하에 수개월 동안 노출되어 있었기 때문에 재조립 후 가열 탈 리가 필수적이나 진공용기의 외부에 saddle loop coil을 비롯해 Rogowski, diamagnetic coil, poloidal field coil 등 많은 magnetic pick up coil 들이 설치되어 있어 열선 등 일반적인 방법으로 가열 탈 리가 어려운 상황이다. 따라서 KT-1 토카막에서는 전자석 코일에 상전원을 부가하였을 때 진공용기에 발생하는 유도가열 (inductive heatin)을 이용해 가열 탈리를 시도하였다. 유도 가열 탈리(inductive backing)는 토로이달 자장 코일(toroidal field coil)과 가열 저장 모일(ohmic heating coil)을 각각 이용하여 코일의 온도가 6$0^{\circ}C$ 이하가 유지되는 코일 전류 범위내에서 수행하였으며 먼저 이 둥 경우에 있어서 진공용기의 온도분포를 비교하엿다. 그리고 가열 탈리 기간 및 그 전, 후의 진공압력과 잔류기체 분압을 측정, 분석하였다. 유도가열에 의한 방법으로 KT-1 토카막에서 얻은 탈리온도는 12$0^{\circ}C$정도로 비교적 낮았으나 탈리 시간을 연장하여 탈리효과를 어느 정도 보상할 수 있으며 일반적인 가열 탈리가 여려운 경우 유도 가열 탈 리가 채택될 수 있는 또 하나의 방법이라 볼 수 있다.

• 한국분말야금학회:학술대회논문집
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• 한국분말야금학회 2006년도 춘계학술강연 및 발표대회강연 및 발표논문 초록집
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• pp.77-78
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• 2006

급속소결방법인 고주파유도가열 소결법과 펄스전류활성 소결법을 이용하여 습식 볼밀링으로 혼합한 WC-8wt.%Ni분말에 60MPa의 압력과 고주파유도가열장치의 경우 전체 용량 (15kw)의 90%에 해당하는 고주파출력을, 펄스전류활성 소결장치의 경우 2800A의 펄스전류를 가하여 치밀한 소결체를 2분이내의 짧은 시간에 제조하였다. WC 초기입자크기가 증가함에 따라 제조된 소결체의 입자크기와 평균자유행로는 증가하였다. 또한 WC 결정립 크기가 증가함에 따라 경도는 증가하였으며, 파괴인성은 감소함을 알 수 있었다. $0.5{\mu}m$의 분말을 60MPa의 압력하에서 고주파유도가열 소결법에 의해 얻어진 소결체의 파괴인성과 경도는 각각 $1813kg/mm^2$과 $8.9MPa{\cdot}m^{1/2}$ 이었고, 펄스전류활성 소결법에 의해 제조된 소결체의 경도와 파괴인성은 각각 $1839kg/mm^2$과 $8.5MPa{\cdot}m^{1/2}$ 이었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.853-858
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• 2008

유도가열 전기보온 압력밥솥의 체결 구조는 오븐, 상부 가열판, 체결 링으로 구성되며, 기존의 밥솥과 달리 내부에 압력이 작용하기 때문에 안전성 검토가 반드시 필요하다. 본 연구에서는 유한 요소법을 이용하여 밥솥의 체결 구조인 오븐, 상부 가열판, 체결 링에 대하여 구조해석을 수행하고 구조적으로 안전한 최적 두께를 산출한다. 특히, 오븐은 스테인레스와 알루미늄이 겹쳐서 성형된 제품이므로 복합재료 해석을 수행하고, 안전성 평가를 위하여 von Mises법과 Tsai-Wu법을 도입한다. 오븐과 상부 가열판의 최적 두께 산출을 위하여 설계 변수법을 적용한다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2018년도 추계학술발표대회
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• pp.641-644
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• 2018

열간 자유 단조는 고온으로 가열한 강피에 압력을 가하여 원하는 형상을 빚는 공정이다. 가열로에서 여러 개의 강피를 동시에 가열하며 목표 온도에 도달하면 꺼내어 다음 공정을 진행한다. 이때 가열로에 투입하는 소재의 조합과 후단 공정을 위해 소재를 꺼내는 순서가 가열로의 에너지 효율에 영향을 끼친다. 본 논문에서는 열간 자유 단조의 에너지 효율을 높이기 위한 비용 예측 모형 기반 작업 계획 최적화 방안을 제안한다. 유전 알고리즘을 이용하여 가열로 강피 조합을 최적화하며 각 설비별 작업 할당 규칙에 따라 전체 작업 계획을 수립한다. 시뮬레이션 기반으로 후보 작업 계획을 평가하여 계획을 최적화 하며 이를 위해 각 설비별 공정 소요 시간 및 에너지 사용량 예측 모형을 이용한다. 예측 모형은 공정 데이터를 기반으로 기계 학습 알고리즘을 적용하여 학습한다. 또한 주기적인 재계획을 통해 예측의 불확실성으로 인해 작업의 진행이 계획대로 이루어지지 않는 문제점을 해결하고자 한다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2002년도 춘계공동학술발표회요약집
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• pp.201.1-201
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• 2002

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2002년도 동계 학술대회 논문집
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• pp.548-557
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• 2002

본 연구는 스털링 기관의 성능에 가장 큰 영향을 미치는 재생기의 설계에 적합한 축열재를 찾을 목적으로 단일 철선 종류(ø0.7, ø0.9, ø1.2, ø1.6, ø2.0, ø2.7), 복합 철선 4종류 (ø1.6-ø1.2, ø1.2-ø1.6, ø0.9-ø1.2, ø1.2-ø0.9), 철망-철선을 서로 다르게 혼합한 축열재 8종류(150-ø0.9, 150-ø01.2, ø0.9-150, ø1.2-150, 150-ø0.9-150, 150-ø1.2-150, 150-ø1.6-150, 150-ø2.0-150)을 공시 축열재로 하여 스털링 기관의 운전조건과 동일한 왕복 유동 상태에서 축열재의 삽입 방법에 따른 온도 분포 및 압력 강하 특성에 관한 실험을 수 행한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 단일 철선을 축열재로 사용한 경우, 재생기 양단의 온도차는 단일 철선의 직경이 작을수록 커지는 경향을 보였으나, 양단의 압력 차는 단일 철선의 직경이 커질수록 작아졌다. 단일 철선 ø0.7과 ø0.9의 성능은 이들 2종류의 공시 축열재의 성능을 비교하기 위하여 재생기 양단의 온도차 증가에 따른 기관의 압력증가량과 압력강하 곡선의 차를 비교한 결과, 거의 비슷함을 알 수 있었으며 최적치를 나타냈다. 2. 복합 철선 4종류의 경우, 가열부 쪽에 ø1.2, 냉각부 쪽에 ø0.9를 삽입한 것이 반대로 삽입한 것보다 재생기 양단의 온도차가 큰 반면, 압력 차는 적으므로 재생기 축열재로서 더 적합한 것으로 나타났다. 복합 철선을 사용할 경우 가열부 쪽보다 냉각부 쪽에 철선 직경이 작은 것을 삽입하는 것이 효과적임을 알 수 있다. 또한 철선의 직경이 큰 것의 조합보다는 직경이 작은 철선의 조합이 재생기 양단의 온도차가 큼을 알 수 있다. 3. 철망-철선 혼합재를 축열재로 사용할 경우 재생기를 반으로 나누어서 가열부 쪽에 철선을, 냉각부 쪽에 철망을 삽입한 것이 반대로 삽입한 것보다 재생기 양단의 온도차는 높게 나타났고, 재생기 양단의 압력 차는 낮게 나타났다. 재생기 축열재로서 철망-철선을 사용할 경우 철선-철망 ø1.2-150이 전열 표면적은 작으나 재생기 양단의 온도차가 가장 큰 것으로 나타났으며 재생기 양단의 압력 차는 가장 낮게 나타나 공시 철망- 철선 혼합 축열재중 가장 우수함을 알 수 있다. 4. 철망사이에 철선을 삽입한 축열재의 경우, 철망사이에 삽입한 철선의 직경이 큰 것이 철선의 직경이 작은 것보다 재생기의 양단의 온도차가 높게 나타났고 재생기 양단의 압력차는 작게 나타났다. 그러므로 철망사이에 철선을 삽입한 것 중 성능이 우수한 것은 150-ø2. 0-150으로 나타났다. 5. 실험한 재생기 축열재들 중에서 성능이 우수한 것들을 비교한 결과, 복합 철선 ø1.2-1 50이 가장 성능이 좋은 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.1541-1547
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• 2008

유도가열 방식의 전기보온압력밥솥은 밥솥 전체를 가열하기 때문에 밥맛이 좋고, 빠르게 밥을 지을 수 있는 장점이 있어서 많이 사용되고 있다. 특별히 전기보온압력밥솥의 오븐은 내부에 압력이 작용하기 때문에 안전성 검토가 반드시 필요하다. 본 연구에서는 변형률을 평가하기 위하여 스트레인 게이지를 이용한 실험을 수행하였고, 그 결과를 유한 요소법을 이용한 구조 해석 결과와 비교하였다. 또한, 영구 변형량을 평가하기 위하여 수부하 실험을 수행하였고, 그 결과를 구조 해석 결과와 비교하였다. 이들 실험과 해석 결과를 통하여 오븐의 안전도를 평가하는 방법을 제시하였다.

• 한국식생활문화학회지
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• 제4권3호
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• pp.245-251
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• 1989

우리나라 고유 식품인 소양의 영양적 가치와 최적조리 조건을 제시하기 위해서, 소양 조직의 일반 영양성분과 조리방법(가열처리, 압력처리, 양과 물의 첨가비)에 따른 질소성분과 미네랄성분의 용출, 핵산관련 맛성분의 용출 및 관능검사 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 소양의 제 1위와 제 2위의 영양성분은 거의 차이가 없었으며 수분 약 83%, 회분 $0.4{\sim}0.5%$, 지방 약 3%, 단백질 약 13%, 칼슘 $50{\sim}56mg%$, ${\alpha}-amino$ N $75{\sim}76mg%$, 인 $75{\sim}76mg%$였다. 소양의 상피세포층의 중량은 제 1위에서 35%, 제 2위에서 29%를 차지하였으며, 회분과 칼슘을 제외한 모든 영양성분은 상피세포층과 근육층에 균일하게 분포되어 있었으나 칼슘은 총함량의 80% 이상이 상피세포층에 함유되어 있었다. 2. 소양을 2, 4, 8, 12, 24시간 가열한 후 질소성분(총질소와 ${\alpha}-amino$ N)과 미네랄성분(칼슘과인)은 각각 8시간과 4시간 가열에 의해 plateau에 달하였으며, 맛성분인 5'-IMP는 8시간 가열에 의해 plateau에 달하였다. 관능검사 결과는 8-12시간 가열시 좋은 성적을 얻었다. 3. 소양을 압력솥에서 30분, 1, 2, 3, 4시간 가열조리한 후 질소성분과 미네랄성분은 각각 2시간과 1시간 가열에 의해 plateau에 달하였으며 5'-IMP는 2시간의 압력가열로 최대값을 나타냈다. 관능검사 결과는 1시간 이상 가열시 좋은 성적을 나타내었다. 4. 소양의 중량별 용출액 중의 영양성분을 보면, 양에 대한 물의 첨가량이 10배 이상일 때 용출량은 증가하고, 특히 칼슘은 10배 이하에서는 20배에서의 용출량의 50%로 감소되었다. 맛성분의 용출은 20배에서 가장 효과적이었으며, 관능검사 결과에는 차이가 없었다. 이상의 실험 성적에서 소양은 단백질과 칼슘의 급원 식품으로서 조리시 상피세포층을 제거하였을 때 영양적 손실이 크며, 특히 칼슘의 손실이 컸다. 영양성분의 충분한 용출과 맛을 위해서는 상압가열 조리에 있어서는 8시간의, 압력조리에 있어서는 $1{\sim}2%$시간의 조리시간, 양에 대한 물의 첨가량은 10배 이상이 필요하였다. 이것은 소양의 조리시 충분량의 물을 넣어 장시간 가열하는 우리나라 재래식 조리방법이 영양적, 미각적 측면에서 매우 합리적임을 시사한 것으로 본다.