• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.126-132
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• 2016

본 연구는 전산유체역학 기법을 이용하여 수소 생산 플랜트의 개질 튜브 공정가스와 버너 가스 온도에 따른 화학반응과 열변형 특성을 분석한다. 개질로 내부의 온도는 약 800 K 내지 1000 K 이상으로 고온으로 유지되기 때문에 튜브의 열변형 문제가 심각하게 발생할 수 있다. 따라서 개질로의 구조건전성을 평가하고 안정된 생산력을 가진 장비를 운영하기 위해서 반응과 열변형 특성에 대한 이해는 필수적이다. 본 연구는 상용 전산해석 코드(ANSYS Fluent/Mechanical V.13.0)를 사용하여, 대류, 전도 및 복사 열전달을 포함한 복합 열전달과 난류유동을 3차원적으로 해석하였다. 특히, 열유동 특성에 따른 연성해석(Fluid-Solid Interaction: FSI)를 수행하였으며 고온 버너가스와 공정가스 운전조건에 따른 반응 특성과 열변형 변화를 분석하였다. 수치해석 결과, 개질 공정가스와 버너 가스의 주입온도가 각각 200 K 감소하면, 수소생성량은 최대 약 4 배, 최소 약 2 배 감소한다. 또한, 공정가스와 버너 가스의 주입온도에 따라 열변형은 최대 약 20%, 최소 약 15% 감소한다.

• 한국포장학회지
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• 제27권1호
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• pp.25-33
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• 2021

고온기 준고랭지에서 재배한 배추의 생육과 저장에 미치는 영향을 구명하고자 하였다. '춘광' 배추를 홍천에서 재배 방법(노지 및 시설 재배)에 따른 생육 특성과 수확 후 저장 시 특성을 조사하였다. 수확 후 생육은 시설 재배한 배추가 생체중과 엽두께에서 노지 재배와 차이를 보였지만, 가식부인 결구 부분에서는 큰 차이를 보이지 않아, 재배 방법에 따른 생육에 미치는 영향을 언급하기 어려웠다. 준고랭지에서 재배한 '춘광' 배추의 저장 시 생체중이나 정선 손실률, 수분함량 등에서 유의 차이를 보였다. 동일 지역에서 시설과 노지로 재배를 달리한 경우 생체중량이나 정선 손실률은 시설 재배가 변화폭이 더 커서 유의 차이를 보였으며, 수분함량은 다소 낮아지는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 고온기 배추의 수확 후 저장 시 차이가 나타났음을 확인하고, 수확 전 요인이 저장까지 영향을 미치는 유기적인 관계를 확인하였다. 농산물에 대한 생산성 위주의 연구가 주류를 이루었으나, 앞으로는 생산뿐만 아니라 저장 동안의 영향을 확인 할 필요가 있다.

• 한국농림기상학회지
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• 제24권4호
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• pp.275-284
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• 2022

기후변화에 따른 대기 온도 및 이산화탄소 농도의 상승은 농업 생산성에 큰 영향을 미칠 것으로 예상된다. RCP 8.5 시나리오에 따른 21세기말(2071~2100) 기후조건에서는 전 생육기간에 걸쳐 군락광합성이 크게 증가하였으나 이러한 효과가 종실 수량 증가로는 이어지지 않았다. 특히 높은 광합성능으로 인한 바이오매스의 증가는 분지 수 확보에 긍정적으로 작용하여 협수와 립수는 큰 변동이 없었던 반면 립중은 단독 고온 조건과 유사하게 현저히 감소하였다. 이는 등숙기간 중 고온에 의한 동화산물의 축적 및 전류 불량이 주요 요인으로 판단된다. 이러한 결과는 미래 기후 환경에서 종실 수량 감소가 협수와 립수 보다는 립중의 감소에 의한 것임을 의미한다. 이와 같은 결과들은 우리나라 남부지역에서 기후변화에 따른 콩 생육의 불확실성을 해소하고 피해 대책을 마련하기 위한 기초자료로써 유용하게 활용될 것으로 기대된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권7호
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• pp.1074-1081
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• 2021

아산화질소(N₂O, Nitrous Oxide)는 6대 온실가스 중 하나로 대기 중에서 적외선을 흡수하여 온실효과를 유발하는 것으로 알려져 있다. 특히 지구온난화지수(GWP)는 CO₂에 비해 310배 높아 국내뿐만 아니라 전 세계적으로 이슈화되고 있으며, 그에 따른 강력한 환경 규제 강화법들이 발의되고 있다. N₂O 저감 기술에는 물리적인 방식에 따라 농축회수, 촉매분해, 그리고 열분해로 구분할 수 있는데, 본 연구에서는 그 중 가장 효과적인 열분해 처리방식에 대해 논의하고자 일반적인 연소 조건 내 고온 열분해 방식을 이용하여 비용 저감과 함께 질소산화물을 저감시키는 온도 조건 및 반응 시간에 대한 정보를 제공하고자 한다. 열분해 조건으로 선정된 고온 영역은 1073 K부터 1373 K까지 100 K 간격을 두고 계산을 수행하였다. 1073 K과 1173 K의 온도조건에 경우, N₂O 저감율과 일산화질소 농도가 체류시간에 따라 비례관계를 이루는 것이 관측되었으며, 1273 K에 경우, 체류시간이 증가함에 따라 발생되는 역반응으로 인해 N₂O 저감율이 감소되는 것이 관측되었다. 특히 1373 K에 경우, 모든 체류시간에 대해 정반응과 역반응이 화학 평형상태에 도달하여 N₂O 저감에 대한 반응진행율이 오히려 감소하는 것으로 확인되었다.

• 분석과학
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• 제21권2호
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• pp.148-157
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• 2008

$1,000^{\circ}C$ 이상의 고온에서 수천~수만 rpm으로 작동하는 가스터빈 부품의 수명을 예측하기 위하여 크립파단 실험으로 얻어진 Larson-Miller 크립곡선을 활용하고 있다. 이 방법은 고온에서 시편에 하중을 주어 파단수명을 구하여 크립 파단수명을 온도와 하중의 함수로 나타낸 실험결과 곡선이다. 파손적 실험으로서 오차가 수십배를 상회하여 수명예측이 정확하지 않다. 반면에 본 연구에서는 비 파손적일 뿐 아니라 더 정확한 수명예측이 가능한 방법을 소개하고자 한다. 즉, $1,280^{\circ}C$에서 22,000시간(6,000 기동) 사용되어 폐기된 보령 가스터빈 제1단 단결정 블레이드(버켓)에 국부적으로 polishing한 후, 부식시킨 다음 replica를 떤다. 이 replica에 붙은 석출물들은 TEM과 SEM 사진으로 구하여 디지털 이미지하여 크기가 측정된다. 블레이드가 사용 전에 $0.45{\mu}m$ 크기에서 사용 후, $0.6{\mu}m$로 성장하였으나, 추가적으로 약 만여 시간 더 사용할 수 있으며 열처리를 추가하면 이만여 시간 더 사용할 수 있음을 알 수 있었다.

• 태양에너지
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• 제10권3호
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• pp.13-18
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• 1990

표면 온도가 균일하지 않은 원통을 균속도 유동장에 가로 놓았을 경우, 표면에서의 열전달 특성은 표면이 등온이거나 일정한 heat flux가 주어졌을 때와는 판이하게 다르다. 본 연구에서는 공기의 균속도 유동장내에서 두가지 경우(step형 및 선형변화)의 비등은 경제조건이 원통면을 따라 원주방향으로 주어졌을 때 표면에서의 열전달 특성을 고찰하였다. Step형 변화는 원통형 태양로의 표면에서 관찰될 수 있다. Solar One(Califomia주의 Barstow시에 있는 태양로)의 경우, 작동유체(물)는 표면을 따라 원주방향과 수직으로 설치된 튜브를 따라 흐르면서 액체상태로부터 고온고압의 증기로 변한다. 이 과정에서 태양로 표면의 receiver panel은 그 위치에 따라, preheater, boiler, 그리고 superheater의 역할을 수행하며 표면의 온도도 균일하지 않은 분포를 나타낸다. 이와 같은 경우 표면의 평균 온도를 가지고 대류에 의한 열 손실을 계산하면 큰 오류를 범할 가능성이 있다.

• 한국결정성장학회지
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• 제14권6호
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• pp.290-297
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• 2004

가열과 가스 확산을 동시에 이용한 열처리에 의해 어두운 청색에서 거의 검은색에 가까운 colored patch를 가지고 있는 Mong Hsu산 천연루비의 색상개선을 행하였다. 열처리 조건은 산화분위기하 1400~$1600^{\circ}C$의 온도 범위에서 12시간이었다. 이와 같은 조건에서 Mong Hsu산 천연루비의 colored patch는 제거되었으며, 그 결과 선명한 적색을 나타내었다. EPMA 결과로부터 청색에서 거의 검은색에 가까운 colored patch를 나타내는 부분은 $Fe^{2+}$와 $Ti^{4+}$ 의 전하 이동에 의해 나타나는 것을 알았다. 이 결과는 열처리 후 청색 또는 검은색의 colored patch를 유발시키는 $Fe(Fe^{2+}{\;}또는{\;}Fe^{3+})$ 와 $Ti^{4+}$ 이온의 함량이 처리전과 비교해 감소한 XRF 결과와 일치한다. XPS 분석결과로부터 루비를 $1700^{\circ}C$ 이상의 고온에서 처리하면 Mong Hsu산 천연루비의 표면에 생성되는 실크는 루틸 상의 $TiO_2$ 재결정화에 의한 것임을 알 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제15권6호
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• pp.234-238
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• 2005

[ $Cl_2/Ar$ ] 유도결합 플라즈마(ICP)내의 플라즈마 조성, 이온 flux 및 이온 에너지가 $La_3Ga_5SiO_{14}$ 단결정 wafer의 식각속도, 표면 양상 및 화학량론적 조성에 미치는 영향을 조사하였다. 비교적 높은 ICP source power$({\sim}1000W)$ 또는 높은 $Cl_2$ gas 유량 비율 조건으로부터 최고 약 $1600{\AA}/min$의 실용적이고 조절이 용이한 식각속도를 확보하였다. 식각된 $La_3Ga_5SiO_{14}$ 표면은 식각 이전과 비슷하거나 더 낮은 표면 조도 특성을 나타내었으며 식각 공정 전, 후 표면의 화학량론적 조성에 있어서의 변화는 없는 것으로 조사되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.545-551
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• 2020

이 연구는 함정 건조 중 국외도입된 물분사 추진기 임펠러 전체에 표면 점식이 확인되어 이에 대한 원인규명을 위하여 수행하였다. 물분사 추진기 임펠러의 재질은 듀플렉스 2205로 일반적인 스테인리스강인 316l 및 317L보다 부식 및 공식에 대한 저항성이 우수하며 높은 기계적 강도를 가지고 있어 각종 해양 구조물 및 해수 담수화 설비에 사용되는 재질이다. 물분사 추진기 임펠러에 표면 점식에 대한 원인분석을 위해 주사전자현미경 관찰 및 분자생태학적 분석 결과를 통해 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫 번째로 주사전자현미경을 통하여 표면 점식이 일어난 부위에서 "S" 성분을 발견할 수 있었고, 두 번째로 분자생태학적 연구결과 부식된 물분사 추진기 임펠러에서 채취한 샘플에 "dsrAB" 유전자가 검출되어, 임펠러 부식은 황산염 환원균에 의한 것으로 판단할 수 있었다. 향후 황산염 환원균에 의한 제품의 손상을 방지하기 위해선 함정 운항 전, 후에 황산염 환원균이 활동하기 어려운 환경인 65℃ 이상의 고온처리 실시, pH5이하 또는 pH9이상 유지, 선체와 추진기의 절연을 통한 과잉전자 생성 방지 등 예방적 관리가 필요하다.

• 한국결정성장학회지
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• 제1권1호
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• pp.5-16
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• 1991

희토류 금속 산화물(RE=Ce, Pr, Nd, Eu, Er)을 1wt% 첨가한 큐빅 $ZrO_2(10 mol% Y_2O_3)$단결정을 스컬법으로 육성하였다. 육성된 단결정의 (111) 면에서의 임피던스 분석에 의한 전기적 성질을 조사하였다. 낮은 온도($500^{\circ}C$)에서 온도와 전기전도도와의 관계를 plot하였으며 $약300-400^{\circ}C$ 사이에서 전이를 관찰하였다. 저온 (전이전)과 고온(전이후 $50^{\circ}C$까지)산소 vacancy 이동에 관한 활성화 에너지를 구하였으며 전이로 인한 활성화 에너지의 차이는 안정제로 첨가한 이트륨 이온과 희토류 dopant 그리고 산소 vacancy와의 defect complexes를 붕괴하고 이온전도에 참여하게되는 산소 vacancy 형성에 관한 활성화 에너지로 볼 수 있다. yttria가 첨가됨에 따라, 또 희토류 산화물들의 첨가에 따른 활성화 에너지를 구하였으면 이온전도기구를 논의하였다. 육성된 단결정들은 첨가된 dopantdp 기인하여 Ce은 orang-red, Pr은 golden-yellow, Nd는 lilac, Eu는 옅은 pink, Er은 pink색으로 발현하였으며 가시광선 영역에서 광흡수 결과로서 나타내었다.