• 대한기계학회논문집B
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• 제39권4호
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• pp.371-378
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• 2015

전기자동차 레인지 익스텐더는 소형 엔진으로 구동되는 발전기 시스템(초소형 파워팩)으로서 자동차 운행 중 지속 충전을 통하여 운전 거리 및 시간을 연장한다. 기존 가솔린 엔진 파워팩은 복잡한 구조와 낮은 에너지 밀도로 인하여 고출력 소형 시스템 구현에 한계가 있다. 반면, 가스터빈 파워팩은 출력밀도가 매우 높고 고속화를 통해 시스템의 소형화가 가능하다. 본 연구에서는 전기자동차 레인지 익스텐더로 활용하기 위하여 초소형 가스터빈, 자동차용 알터네이터, 배터리를 사용한 초소형 가스터빈 파워팩 실험장치를 개발하고, 무부하 및 부하 조건에서 동력전달 기어비 및 알터네이터 전기부하에 따른 운전 특성 및 발전 성능을 측정하였다. 실험 결과, 부하 변화에 따른 발전 성능의 변화는 없었으며, 코어터빈 속도가 150 krpm 일 때 최대 전기적 출력은 0.8 kW 로 측정되었다. 또한, 동력축의 3:1 감속을 통해 전기적 출력은 1.5 kW 로 88% 증가하였다. 따라서, 본 연구의 초소형 가스터빈 파워팩은 배터리 부하변동에 대해 안정적인 전력생산이 가능하며, 전기자동차용 레인지 익스텐더로 적용가능함을 확인하였다.

• 한국자기학회지
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• 제27권1호
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• pp.1-8
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• 2017

플라이휠 에너지 저장 장치(Flywheel Energy Storage System, FESS)은 회전 운동 에너지를 저장하는 플라이휠 부분과 저장된 회전 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 전동기/발전기 부분으로 구성된다. 일반적으로 플라이휠의 회전축은 전동기 및 발전기의 회전축과 동축 일체형으로 연결되고, 이때 전동기 및 발전기의 전자기 토크특성에 따른 동특성 변화는 전체 플라이휠 에너지 저장 장치의 충방전 특성과 기계적인 출력에 영향을 미친다. 본 논문에서는 5[kWh] 급 플라이휠 에너지 저장 장치 용 3상 유도전동기의 설계방법과 회전자 슬롯 수 변화에 따른 토크리플 특성과 고조파 영향을 중점적으로 분석하였다. 먼저, 플라이휠 에너지 저장 장치의 용량과 관성 모멘트에 의한 회전운동에너지의 관계식으로부터 플라이휠 크기와 전동기의 회전자 크기를 산정하는 방법을 제안하였다. 또한 플라이휠 에너지 저장 장치의 회전축의 고속구동 조건을 반영하여, 고속운전 영역에서의 전동기 토크리플 저감을 위한 유도전동기 회전자 슬롯수를 선정하였다. 이로부터 본 논문에서는 전동기 회전축과 동축으로 구성된 플라이휠의 소음 진동을 줄이고 고효율 충방전 특성을 구현하고자 한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권11호
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• pp.1437-1443
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• 2013

현재 국내선로에서 운전규정에 따른 곡선반경별 속도제한을 실행하고 있으나 기존선 속도 향상과 관련하여 실제로 탈선 발생 없이 운행 가능한 곡선부 최대 통과속도에 대한 연구가 필요하다. 또한, 철도차량의 주행안전성에 영향을 미치는 요인으로서는 차량측면과 궤도측면으로 나눠질 수 있는데, 본 연구에서는 탈선 안전도 향상에 영향을 미치는 매개변수 중 레일 경좌 변화에 따른 주행안전성을 해석하고자 하였다. 탈선의 위험도가 높은 곡선부 통과하는 열차의 고속향상을 도모하기 위하여 실제 선로조건인 남성현${\leftrightarrow}$청도 상 하행 구간의 곡선부 구간별 통과시 레일 경좌와 주행속도 변화에 따른 주행안전성 해석을 수행하였다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제6권2호
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• pp.137-143
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• 2020

가스터빈 고온부품 소재로 사용되는 Ni기 초합금 CM247LC 소재에 대한 최적 후처리 조건을 도출하기 위해 일방향 응고 주조법을 통한 봉상시험편을 제작하였다. 제작된 시험편은 HIP (Hot Isostatic Pressing) 처리 및 후열처리를 통해 기계적 특성과 미세 구조를 분석하여 최적의 HIP처리 조건을 도출하고자 하였다. CM247LC 소재의 경우 가스터빈 블레이드의 대체 소재로써 시제품 제작을 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 특히 블레이드의 경우 고속의 회전체로 고온 및 고압의 운전 환경에 노출되어 손상 시 후단의 블레이드와 베인에 대해 추가적인 설비 파손을 야기하여 막대한 경제적 손실을 초래할 수 있다. 따라서, CM247LC 소재가 블레이드 시제품 제작에 사용되기 위해서는 미세구조와 기계적 특성에 대한 신뢰성이 확보되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 CM247LC 소재에 대한 기계적 특성 향상을 위해 전력연구원에서 설계한 기준에 따라 HIP처리 및 열처리를 수행하고 미세조직 특성 및 기계적 특성 분석을 통해 기존 1,300℃급 가스터빈 블레이드에 소재로 활용되고 있는 GTD111DS 소재와 기계적 특성을 비교 평가하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권7호
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• pp.953-960
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• 2019

밀러 사이클은 흡입밸브 닫힘 시기 조정을 통해 압축비를 줄임으로써 NOx의 저감과 연료소비율 개선이 동시에 가능하다는 점(밀러 효과)에서 디젤엔진에 매우 활발하게 채택되어지고 있다. 밀러 사이클은 흡입 밸브를 BDC 이전에 닫는 Early 밀러 방식과 BDC 이후에 닫는 Late 밀러 방식으로 나눌 수 있다. 저속에서는 체적효율의 증가를 꾀할 수 있는 Late Miller가 유리한 반면, 중속, 고속에서는 IVC 이후 BDC 까지의 피스톤 하강 과정의 흡기의 팽창에 따른 내부 온도 감소 효과 높은 Early 밀러가 유리하다. 따라서 Early 밀러와 Late 밀러의 효과를 고려하여 운전 조건에 적합한 밀러 구현 방법을 채택할 필요가 있다. 본 연구에서는 4행정 엔진을 대상으로 2단 과급 시스템의 적용하고 흡·배기 밸브 오버랩(valve overlap)의 감소를 통해 밀러 효과를 강화하는 과정과 밸브 조정 기구를 통한 밸브 조건의 변화가 밀러 효과에 미치는 영향을 고찰하였다. 결과적으로 2단과급과 밀러사이클, 밸브 오버랩 감소와 흡입밸브 리프트 증가를 통해 연료소 비율과 최고연소온도 감소의 효과를 확인하였다.

• 대한교통학회지
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• 제30권4호
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• pp.95-106
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• 2012

고속의 주행속도로 고속도로를 주행하는 운전자는 교통사고 예방을 위하여 일반도로 운전자와 비교하여 도로선형, 교통상황, 환경요인에 보다 신속하고 능동적으로 반응해야 한다. 특히 야간 및 일출몰 시간대에는 운전자의 도로선형변화 인지 능력이 주간 보다 떨어질 수 있으므로, 이러한 시간대에 발생하는 교통사고와 도로기하구조 특성을 체계적으로 분석하고 대응방안을 도출 것은 고속도로 교통안전 제고를 위해 대단히 중요한 작업이다. 본 연구에서는 교통안전과 고속도로의 기하구조의 특성과의 관계를 주간과 야간으로 비교하여 분석하였다. 또한 일출 및 일몰과 같이 태양의 고도가 운전자의 전방 상황주시에 영향을 주는 환경에서 도로의 선형과 교통안전과의 관계를 추가로 분석하여 위험한 도로조건을 찾고자 하였다. 본 연구에서는 이를 위해 사고발생 시간대를 주간, 야간, 일출몰 3가지로 나누어 포아송회귀분석과 음이항회귀분석을 활용하여 고속도로 교통사고빈도 모형을 도출하였다. 분석대상 구간은 전국 고속도로 중 제한속도를 110km/h로 운영 중인 서해안선, 중부선, 중부내륙선으로 설정하였으며, 분석구간의 2007년~2010년 4년간 교통사고 자료를 활용하였다. 분석결과 시간대에 따라 교통사고에 영향을 미치는 요인들은 차이가 있는 것으로 나타났다. 본 연구결과는 고속도로 교통사고 예방을 위해 야간 및 일출몰 시간대에 운전자의 안전운전을 지원할 수 있는 다양한 대응방안을 수립하는데 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제43권9호
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• pp.6-13
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• 2006

본 논문에서는 5.8 GHz 대역의 근거리전용 무선통신기술(DSRC)을 이용한 차량과 차량간의 무선통신에 관하여 연구하였다 첨단화, 지능화 되고 있는 현재의 도로교통체계에서 주행하는 차량간의 통신은 첨단의 지능형 주행을 위한 중요기술이다. 주행 중에 통신 반경 내에 있는 주변 차량들의 속도, 위치, 제동, 운전 상태에 관한 정보를 교환함으로서 원활하고 안전한 교통흐름을 도모할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 고속의 차량 이동 환경에서 1Mbps 급의 대용량 데이터 처리 능력을 갖는 5.8 GHz 대역의 DSRC 기술을 이용하여 LOS (Line Of Sight) 조건에서 사용이 가능한 차량간통신 시스템을 개발하였다. 이를 위하여 완전한 능동형의 차량간통신이 가능하도록 물리계층, 데이터 링크계층과 논리계층 그리고 차량간통신 서비스를 위한 응용계층으로 구분하여 개발하였다. 본 연구를 통하여 ASV (Advanced Safety Vehicle)나 SSVS (Super Smart Vehicle System)의 실현을 위한 차량간 무선통신 기술을 확립하였고 이를 통하여 첨단의 ITS 구현 가능성을 확인할 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권11호
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• pp.1154-1161
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• 2006

하수 및 상수 처리장에서 발생되는 탈수케이크의 감량화와 재활용 가능한 물질로 생산하기 위한 방안으로 공기건조장치를 구축하였다. 80 m/sec의 공기속도와 30 $m^3/min$의 공기유량, 그리고 공기온도 $40^{\circ}C$로 운전되는 공기건조장치에 함수율 80 wt%이상의 탈수 케이크를 공급하여 건조하였다. 공기 건조장치는 Air Ejector에 의한 고속유동장과 사이클론에 의한 선회 유동장으로 구성되어 있는데, 투입된 탈수 케이크는 선회 유동장에서 1차 파쇄되고 선회 유동장에서 입자간의 충돌효과에 의해 성형되어 최종 구형의 건조분말을 생산한다. 함수율 82.5 wt%인 하수슬러지를 1.0 kg/min의 양으로 탈수 케이크를 공급하여 평균 함수율 62.3 wt%, 평균 입경 2.4 mm인 건조분말을 회수하였다. 이때 수분제거율은 0.1 $H_2O{\Delta}kg/min{\cdot}DS$ kg, 공기소모량은 170 $m^3/DS$ kg로 분석되었다. 동일 조건에서 상수 슬러지를 공기건조하였을 때 함수율은 47.5 wt%로 감소하였으며 평균 입경은 2.1 mm 그리고 수분 제거율은 $H_2O{\Delta}kg/min{\cdot}DS$ kg으로 증가하였으며 공기소모량은 180 $m^3/DS\;kg$로 증가하였다. 즉 본 기술은 하수 슬러지에 비하여 상수 슬러지의 탈수 케이크를 건조할 때 효율적이며 열을 가하지 않고 공기만으로 건조하여 수분을 감량시키기 때문에 경제적인 슬러지 처리 방법으로 평가된다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권11호
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• pp.834-846
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• 2011

본 연구의 목적은 하천, 호수의 준설 시에 발생하는 준설토 사토장에 저류된 부유물질을 hydrocyclone을 이용하여 모래입자를 분리하고, 부유미세입자 및 오염물질을 처리하기 위해 키토산 응집제를 이용하여 고속 응집과 침전이 가능한 IDFIS 시스템을 개발함에 있다. 응집교반실험 결과 키토산 주입농도는 하천퇴적물질의 경우 40 mg/L, 터널굴착 퇴적물질의 경우 5 mg/L에서 잔류탁도는 5 NTU 이하를 나타내었다. 키토산응집제는 응집, 응결조건에 pH 영향이 거의 없으므로 처리장치 운전의 용이성에 기여할 것으로 판단된다. IDFIS장치를 이용하여 황토입자, 하천퇴적물질, 하천부유사 퇴적물질, 터널굴착 퇴적물을 대상으로 제거특성을 분석한 결과 전반적인 평균 처리효율은 탁도 98%, SS 99%, COD 85%, TP 95%를 나타내었다. 키토산응집제는 다양한 탁도 범위에서도 입자물질의 제거에 매우 효과적인 것으로 분석되었다. IDFIS장치는 키토산응집제로 빠르게 형성된 플럭을 높은 수면적부하율로 처리 가능하여 집적화된 처리장치로서 활용도가 높을 것으로 판단된다.