• 대한기계학회논문집B
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• 제38권9호
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• pp.731-737
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• 2014

와류실은 압축된 공기를 이용하여 고온과 저온 가스로 분리할 수 있는 단순한 장치로, 차세대 새로운 열교환기로 각광받고 있으나, 와류실 내부에서 발행하는 물리적 유동특성에 대해 아직까지 많이 알려지지 않았다. 본 연구에서는 온도 분리 현상을 조사하기 위해 실험 및 수치해석을 수행하였다. 공급 압력에 따른 온도 변화를 측정하기 위하여 다수의 압력 및 온도 센서를 사용하였으며, CFD 기법을 적용하여 3차원 비정상 압축성 유동장을 조사하였다. 연구를 통해 온도 분리 현상은 점성일과 밀접한 관계가 있는 공급 압력과 와류실의 직경에 영향을 받았으며, 와류실에서 발생하는 온도분리 현상은 압력구배파의 개념으로 확증할 수 없었다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제17권3호
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• pp.155-162
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• 2011

기후변화협약 대응을 위해 IPCC 온실가스 인벤토리 가이드라인에 따라 축산분야 온실가스인 $CH_4$, $N_2O$가스의 배출량을 평가하고 배출계수를 산출하여 국가 Database 확보 및 측정기준을 제시하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 돈사 슬러리 피트에 샘플링 챔버를 설치 운영하기 위해 돈분뇨위에 띄울 수 있는 반구형태의 플로팅 챔버(Open chamber method or flow-through steady-state)를 고안 제작하였다. Open chamber method의 특성상 외부의 공기를 일정한 제어를 통해 챔버내로 유입시켜 돈사 슬러리에서 발생된 가스를 희석하고 정상상태의 최적조건에서 발생된 가스의 일정량을 제어하여 포집하는 장치로 시스템을 구성하였다. 돈분뇨 슬러리에서 온실가스 발생 특성상 돈사 내부에 위치에 따라 10개의 챔버를 투입하여 Data의 신뢰성을 갖출 수 있게 하였다. 유입유량을 $5{\sim}9{\ell}/min$, 포집유량을 $1{\ell}/min$으로 변경하면서 포집된 가스를 GC/ECD를 통해 분석하였고 챔버로 유입되는 공기가 슬러리 표면을 직접 접촉하지 않는 방법으로 기구를 구성하고 잉여 공급공기는 챔버 상부를 통해 외부로 배출하는 방법으로 최적조건의 정상상태 온실가스를 샘플링 할 수 있었다. 포집 가스를 GC/ECD 분석결과 $N_2O$ 가스의 배출형태는 대기중의 신선한 공기에 포함된 $N_2O$ 농도와 돈사 10곳의 샘플링 가스 시료의 농도를 볼 때 오차 범위 안의 농도로 슬러리 돈사내 분뇨에서는 $N_2O$의 발생은 없다고 판단된다. $CH_4$ 가스 발생량은 $0.15{\sim}1.02mg/m^2{\cdot}s$로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1885-1889
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• 2006

제주지역은 대륙과 해양을 연결하는 요충지로서 한라산을 중심으로 동서사면은 $3{\sim}5^{\circ}$의 완만한 경사를 이루고 있다. 연평균 강우량은 1,975mm로서 국내 최다우 지역이나 제주도의 지질 특성상 도내 대부분의 지역이 투수성이 높은 다공질 현무암으로 구성되어 있는 관계로 지표수의 발달이 미약한 반면 지하수가 풍부하게 부존되어 있으며 기저지하수, 준 기저지하수, 상위지하수, 기반암지하수로 이루어져 있다. 최근 우리나라의 교토의정서 비준으로 인한 온실가스 감축이 불가피함에 따라 대체 재생가능한 에너지를 이용한 풍력발전시대가 도래하고 있으며, 제주 행원풍력발전단지에 설치된 총 15기 발전장치의 현실성과 경제성 입증을 통해 제주지역의 풍력에너지를 이용한 지하수 취수시스템을 제안하였다. 본 연구는 제주, 고산, 서귀포, 성산포지역에 대한 제주지방기상청 연평균 풍속자료$(2004{\sim}2005)$를 통하여 대상지역내 적용 가능한 로터(Roter), 나셀(Nacelle), 타워(Tower), 발전기를 포함한 발전장치를 선정하였으며, 공기역학적(Aerodynamic)특성에서 전기에너지로 변환한 풍력에너지를 지하수 취수시스템으로 적용하기까지의 전력공급절차를 도출하였다. 또한 생산되어진 풍력에너지 용량에 적용 가능한 수중.육상모터펌프를 산정하여 '제주도 지하수개발.이용시설 설치 및 관리기준(2004)'에서 제시한 구조도를 바탕으로 대상지역내 지하수위를 고려한 지하수 취수시스템을 도시하였다. 제주도는 지형 및 지질적인 특성상 수자원을 지하수에 의존할 수밖에 없는 특수한 지역이므로 2002년말 통계를 살펴보면 생활용, 공업용, 농업용으로 각각 57만$m^2$, 11만$m^2$, 56만$m^2$를 포함한 1일 최대 124만$m^2$의 지하수를 사용하고 있다. 따라서 풍력에너지를 이용한 지하수 취수시스템을 도입하여 재생가능한 에너지이용 효과와 세계인이 공감하는 청정한 관광자원으로 활용 가능할 것이라 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권10호
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• pp.639-647
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• 2017

Solid SCR에 사용 가능한 암모니아 저장물질의 하나인 암모니움 카바메이트는 열 분해시 이산화탄소 가스와 암모니아 가스를 생성하며, 분해 온도인 $60^{\circ}C$ 이하에서 암모니움 염으로 재결합되는 단점이 있다. 이러한 재결합 현상을 극복하기 위하여, 희석기체인 압축공기를 이용하여 기초가시화 실험을 수행하였다. 또한, 재결합 현상을 계량화하기 위하여, 재결합 물질의 무게변화를 측정하기 위한 간단한 장치를 만들어 자동차환경에서 사용되는 SUS재질의 3가지 관경에 크기에 대한 상관관계를 검토하였다. 아크릴 튜브로 제작된 온도조절이 가능한 가시화 실험장치에, 암모니아 가스, 이산화탄소 가스, 희석기 체인 질소 가스를 공급하며, 재결합 방지를 위한 온도, 압력, 희석유량과의 관계를 고찰하고, Chapman-Enskog Theory에서 파생된 Diffusivity를 사용하여 재결합 조건을 유추할 수 있는 지표로 사용하고자 한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권7호
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• pp.689-696
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• 2010

디젤엔진은 높은 열효율과 우수한 연비 성능 등의 장점을 가지고 있으나, 기화된 연료와 주변 공기가 혼합된 후 착화되는 과정을 거치기 때문에 이론 공연비 영역에서는 질소산화물(NOx) 배출이 증가되는 문제점을 가지고 있다. 최근 활발히 연구되고 있는 높은 정화 효율을 가진 LNT 촉매는 희박 분위기 조건에서는 NOx를 흡장하게 되고 과농한 분위기에서는 환원 분위기 형성을 통하여 NOx를 저감시키게 된다. 희박 공연비에서 동작하는 디젤 엔진에서는 이러한 환원 과정을 이루기 위해 주기적으로 과농한 분위기를 형성해주어야만 하는데, 이러한 연구는 NOx 저감을 위해 HC를 포함한 환원제의 농도를 제어하는 기술로서 본 연구에서는 디젤을 연료로 하는 수소농후가스 발생장치를 이용하여 LNT 촉매에 환원제로서 수소농후가스를 직접 공급하는 방식으로 LNT 촉매의 NOx 저감 특성을 파악하였다.

• 한국습지학회지
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• 제16권3호
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• pp.347-353
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• 2014

여과분리형 생물반응조 운전에서 발생하는 flux 감소 원인을 분석하였고, 상등수 수질과 침강성 변화가 flux에 미치는 영향을 평가하였다. 또한 여과막 모듈과 역세정 장치 일체형 시스템의 특성을 평가하였다. 반응조는 17L 유효 용적의 아크릴 반응조에 $100{\mu}m$ 공경의 여과막 모듈을 통해 배출되는 여과시스템으로, 여과시간이 경과함에 따라 상등수의 수질 특히 탁도와 TOC의 수질이 악화됨에 따라 flux가 점진적으로 감소하였다. MLSS 농도가 18000mg/L 이상에서는 여과저항이 급격히 증가하였다. 상등수의 수질과 flux와의 관계를 규명하기 위해서는 MLSS 농도가 10000mg/L 이상에서는 곤란함에 따라 5000mg/L이 적절한 것으로 판단된다. 활성슬러지 플록을 파괴시켜 SVI를 250으로 조정하여 여과를 시작한 경우, 상등수의 탁도가 증가하여, 침강성이 악화됨에 따라 flux도 점차 감소하였다. 여과막 모듈과 폭기세정 장치를 일체화한 시스템에서 공기 공급은 30~60초 정도로 설정함이 적정한 것으로 나타났다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.245-253
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• 2010

본 연구에서는 물의 증발잠열을 이용한 새로운 형태의 미니채널 열교환기의 제작 및 시험결과를 제시하였다. 서로 다른 세가지 형태의 물 유로를 가지는 열교환기를 제작하여 주어진 설계조건에서 실험을 통해 서로간의 냉각성능 및 압력손실 효과를 확인하였다. 고려된 세 가지 형태의 물 유로 형상에 대한 실험 결과 완전식각된 Type 2 열교환기의 공기 냉각성능이 가장 우수한 것으로 확인되었으며, 따라서 향후 제작성 및 열교환 성능을 고려하면 Type 2를 채택하는 것이 타당할 것으로 생각된다. 그러나 고온조건에서의 실험 결과 Type 1의 성능도 우수한 것으로 확인되어 고온조건의 운용을 고려할 경우에는 Type 1에 대한 추가의 성능 및 특성 확인시험을 통한 보다 면밀한 분석이 필요하다. 본 연구로 개발된 열교환기는 항공기용 환경조절장치 적용을 목표로 하였으며, 특히 공간과 중량의 제한이 있는 이동시스템 내에서 유한한 시간동안 외부로부터 냉매의 추가 공급 없이 많은 열을 흡수해야 하는 경우에 효과적으로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 현장농수산연구지
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• 제19권1호
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• pp.109-117
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• 2017

아직까지 많이 알려지지 않은 마이크로버블을 사용하여 우리나라 대표 작물인 인삼재배에 적용하였다. 고년근에 적용하여 결과를 확인하기 위해서는 비용과 시간 소요가 많아 종묘삼을 활용하여 생리적 변화를 측정하고 분석하였다. 최근 뿌리 작물에 기능성이 있다는 산소수 일반 재배농가에서 사용해보았지만 그 결과가 미미하고 오히려 해를 입는 경우도 생기게 되었다. 다른 작물의 선행결과와 본 연구결과를 볼 때 마이크로 버블을 사용한 인삼재배는 파급효과 있을 것으로 사료된다. 중화제 및 약제를 활용하여 만든 산소수와는 다른 개념으로 마이크로 버블은 공급 장치를 통해 우리가 이용하는 공기를 아주 작은 버블로 압축하여 인삼에 제공함으로써 저해 없이 특이성 성장을 이끌어 내었다. 연구결과로부터 설정된 종묘삼의 생장 특성 및 세분화별 적정범위 및 적정치를 결과와 비교하면, 그동안 이루어졌던 관행농법에서 사용되는 일반수와 마이크로 버블(Micro bubble)수를 사용하여 재배한 결과는 10%에서 15%의 인삼생장을 나타내었다. 이후로 마이크로 버블수를 생산할 때 시간별 용존 산소량을 측정하여 마이크로 발생장치의 최적 시간을 설정하고 최적화 설정을 위해서는 관계시간과 에너지 효율 및 토양의 영양환경에 대한 변화에 대해서도 더욱 많은 연구가 필요하고 사료되며, 더불어 생체 및 중량이 증가된 만큼 인삼의 주요 성분인 진세노사이드의 증감에 대한 분석 등 추가 연구가 활발하게 이루어져야 할 것이다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제24권4호
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• pp.267-273
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• 2003

본 연구에서는 일반 공기 중의 산소 농도 (21%) 환경에 비해 외부에서 고 농도 (30%)의 산소 공급이 공간 지각 능력에 어떠한 변화를 유발하는지 관찰하고자 한다. 8명의 남자 대학생 (평균 23.5세)을 뇌기능 연구의 실험 참여자로 선정하였고. 21%와 30% 산소 농도를 각각 8L/min의 양으로 일정하게 공급할 수 있는 장치를 개발하였다. 공간 지각 능력 측정을 위해 20 문항을 포함하는 두 개의 문제지를 제작하였고, 과제 수행 결과로부터 정답률을 산출하였다. 실험 패러다임은 30%의 산소 농도에서 과제를 수행하는 회기와 21%의 산소 농도에서 과제를 수행하는 회기로 각각 이루어져 있다. 각 회기는 네개의 black으로 구성되고, 각 block은 통제 과제 8문항. 공간지각 과제 5문항을 포함한다. 3T MRI기기를 사용하였고, single-shot EPI 방법으로 뇌기능 영상을 획득하였다. 산소 농도 21%에 비해 30% 상태에서 양측 후두엽 영역, 양측 상두정엽, 양측 하두정엽, 양측 쐐기앞소엽, 양측 중심후이랑 등의 두정엽 영역, 그리고 양측 중간전두이랑, 양측 하전두이랑, 양측 내측전두이랑 양측 상전두이랑, 양측 대상회 등의 전두엽 영역의 활성화가 증가하였고, 과제 수행 결과에서도 산소 농도 21%에 비해 30% 상패에서 정답률이 증가였다. 본 연구의 결과로부터 외부에서의 고농도의 산소 공급이 공간 지각 능력 증가에 긍정적인 영향을 미친다는 결론을 도출할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.774-780
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• 2021

회전익 항공기의 보조동력장치(APU, Auxiliary Power Unit)는 지상 운용/비행 중 주 동력 기관의 시동, 환경제어시스템용 고압 공기 공급, 비상발전기 등의 역할을 수행한다. 보조동력장치(이하 'APU')는 소형 가스터빈엔진형태로 구성되어 있으며, 해당 구성품의 시동 원리는 전기 시동 모터를 사용하는 방식으로, 축을 회전시켜 시동에 필요한 동력을 발생시킨다. 본 연구에서는 회전익 항공기에 장착된 APU의 시동 모터 운용성 확보를 위해 APU와 APU 시동 모터 간 축간 분리 장치(Over-Running Clutch) 적용을 통한 품질개선을 수행하였다. APU 시동 모터는 초기 APU 시동이 주 역할이지만, 운용 시 실제 작동 시간 이후에도 APU 기어축의 회전력에 의해 무 부하 회전을 하게 되어 구성품/부품 간 과도한 마찰력이 지속적으로 발생하였다. 이러한 현상은 시동 모터 내부 브러시 마모를 유발하게 되고, 결과적으로 항공기 운용을 위한 APU 작동 시간 증가 시 브러시 운용 수명 감소와 APU의 운용성에 영향을 미치게 된다. 따라서 본 연구에서는 APU 시동 모터의 운용성/내구성 향상을 위하여 시동 모터 브러시 마모와 APU 작동시간의 연동성을 분리하는 축간 분리 장치(Over-Running Clutch)적용하여 시험으로 효과를 검증하였고, 설계변경에 따른 기술적 타당성을 분석하였다.