• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회, 한국에너지공학회 1993년도 춘계 공동학술발표회 초록집
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• pp.96-100
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• 1993

상용 모사기인 ASPEN PLUS를 이용하여 메탄올을 원료로 한 고체 고분자 전해질 연료전지 발전 시스템의 정상상태 전산 모사를 실시하여 최적의 설계를 시도하였다. 연료전지 본체의 모사를 위하여 USER block과 FORTRAN block을 작성하였으며, 다른 공정은 ASPEN PLUS에서 제공되는 모델을 사용하였다. 모사 결과, 실제 경우와 근사한 값을 얻었으며, 이를 근거로 하여 조업조건에 따른 출력의 변화를 살펴봄으로써 효율을 최대로 하는 각 단위공정의 최적 조업조건을 찾아내었다. 이로부터 향후 실용화될 국내의 고체 고분자 전해질 연료전지 발전 시스템에 대한 기본 자료를 제시할 수 있으며, 개발되는 공정은 고온으로 조작되는 개질기의 열을 효율적으로 회수하여 이용함으로써 공정의 에너지 효율을 높이도록 하여야 한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권5호
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• pp.545-552
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• 2015

복합발전 공정의 모델링 및 모사는 공정의 운전 및 설계 조건에 따른 공정변수의 변화를 정량적으로 예측하기 위한 중요한 접근방법이다. 본 연구에서는 현재 사용되는 복합발전공정의 정상상태 모사기의 단점을 보완하여, 사용자의 편의성과 개발자의 핵심기술 모델링을 가능하게 하는 공정 모델링 시스템을 개발하였다. 복합발전 공정의 주요 장치들을 분석하여 수학적 모델을 개발하였으며 이를 종합하여 모델라이브러리로 구성하였다. 또한 모사의 목적과 입수 가능한 자료에 따라 사용되는 모델의 상세도가 다르다는 점을 고려하여 주요장치에 대해 다른 상세도의 모델을 개발하였다. 복합발전 상업공정을 개발된 모델링 시스템을 사용하여 모델링과 모사를 수행하였으며 모사의 결과를 데이터자료와 비교 검증하였다. 검증의 모사결과와 자료데이터는 1% 내의 오차를 보였으며 개발된 모델링 시스템이 실제 공정에 응용될 수 있음을 보여주었다.

• 청정기술
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• 제9권1호
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• pp.1-8
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• 2003

청정기술을 석유화학분야에 적용하기 위해서는 주어진 공정에 대한 모사기가 요구된다. 본 연구에서는 주어진 공정에 대한 모사기화 과정에서 반응부분과 재순환 부분에 대한 모사기화 과정을 각각 EA(Ethanol) 공정과 MEK(Methyl Ethyl Ketene) 공정을 예로 들어 설명하였다. 완성된 모사기를 기반으로 여러 가지 개선안을 도출하고 그 개선안들에 대한 타당성 검증을 수행함으로써 청정 기술을 현장에 보급하고 이러한 과정을 지속적으로 유지할 수 있는 환경을 제공하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권6호
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• pp.582-590
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• 2007

Water gas shift reaction(WGSR)이 일어나는 파이럿 규모 고온반응기에서의 거동 및 성능을 예측하기 위하여 수학적 모델을 수립하고 모사를 수행하였다. 반응기의 형상, 유체 및 열 이동에 대해 상세한 모델링이 가능한 전산유체역학 기법과 공정시스템 공학에서 사용되는 공정모사 기법을 함께 사용한 multiscale 모델링 및 모사를 수행하였으며, 그 결과를 일반 공정모사와 비교하였다. Multiscale 모사를 통해 CO의 전환율은 최고 0.85, 발열반응으로 인해 충전층의 온도는 약 720 K까지 오름을 알 수 있었다. 또한 동적모사를 통해 시간에 따른 반응기내에서의 온도분포, 전환율 분포 등의 주요한 변수 및 성능들의 시간에 따른 변화를 예측할 수 있었다. Multiscale 모사 기법은 파이럿 규모의 반응기뿐 아니라 상업규모의 공정에 대해 실제 상황을 상세히 반영하여 정확한 예측이 가능하므로, 상업공정 설계에 주요한 기술로 사용될 수 있다.

• 유변학
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• 제9권3호
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• pp.103-110
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• 1997

고분자 복합재료 제조방법의 하나인 수지이동성형의 충전공정을 모사하기 위한 수 치모사 코드를 개발하였다. 수지이동성형의 충정공정문제를 수학적 공식으로 표현하기 위하 여 비등방성 다공질체를 통과하는 유동에 대한 이론을 사용하였다. 과도상태로 진행하는 자 유표면의 동적 충전거동을 묘사하기 위하여 수치격자 생성을 포괄하는 경계적합 좌표계의 계산기법을 적용하였다. 이와 아울러 불규칙적인 구저와 다중으로 연결된 금형면의 충전모 사에 저합한 복합격자의 개념을 도입하였다. 복합격자들 간의 가상의 경계에 대해서는 검사 체적 기법을 이용하여 물질보존을 만족시켜 주었다. 임의의 금형 두께와 투과도를 가지는 다수의 금형면이 결합된 두 개의 입구를 지닌 금형을 대상으로 하여 몇가지 예를 시험해 보 았다. 수치모사의결과 복합격자의 개념을 도입한 수치모사 코드는 수지이동성형의 복잡한 충전공정을 보다 정교하게 모사하는데 응용될수 있음을 보여주었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권2호
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• pp.129-135
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• 2006

본 연구에서는 용매로써 sulfolane을 사용하고 2기의 증류탑을 이용하여 톨루엔이 과량 함유된 비 방향족 혼합물로부터 고 순도의 톨루엔을 생산해 내는 추출증류공정에 대한 전산모사 작업을 수행하였다. Sulfolane 용매를 이용한 추출증류공정의 모사를 위한 열역학 모델식으로는 NRTL 액체 활동도계수 모델식을 사용하였으며 범용성 화학공정 모사기인 Aspen Plus 12.1을 사용하였다. 모사 결과 최종제품으로 얻어진 톨루엔의 순도는 99.8 wt％였으며, 원료에 대한 회수율은 99.65％로 나타남을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권5호
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• pp.903-914
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• 2008

본 연구는 ethylene oxide로부터 monoethylene glycol을 주제품으로 생산하는 상용화된 실제 공정의 생산 능력 증가시에 필요한 공정 모사와 에너지 절감을 위한 최적화 연구로서, 공정에 관여하는 다성분계의 기/액 상평형 거동을 NRTL-RK식으로 나타내고, 필요한 총 91개의 2성분계쌍의 상호작용 파라미터 값들로는 8개의 2성분계쌍에 대해서는 Aspen $Plus^{TM}$ 상용 모사기(Ver. 2006)에 내장된 값, 28개의 쌍에 대해서는 상평형 데이터를 문헌에서 조사하여 회귀분석하고 나머지 2성분계에 대해서는 모사기 내의 추산 기능을 이용하여 구한 값을 사용하였으며, 공정 모사 결과와 실제 공정 데이터와의 비교를 통해 상평형 계산의 정확성을 확인한 후, 모사기에 내장된 민감도 분석 기능을 사용하여 전체 에너지 소모량에 대한 각 장치의 민감도를 조사하여 적절한 조절변수를 선정하고 모사기 내에 내장되어 있는 순차적 2차 계획법에 의한 최적화 기능을 이용하여 공정 전체의 에너지 절약을 위한 최적화 작업을 수행하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.207-207
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• 2009

Aspen plus는 Aspentech사에서 개발한 공정모사용 프로그램으로서 다양한 화학종의 열역학적 자료를 기반으로 공정설계, 공정최적화, 공정모니터링 등 공정개발에 활용되고 있다. 연료개질기는 수증기 개질반응, 수성가스전이반응, 선택적화학반응으로 구성된 소규모 수소생산공정에 해당된다. 따라서 Aspen 전산모사를 통해 다양한 조건에서의 운전결과를 모사하여 개질기에 미치는 영향을 분석함으로써 운전조건을 최적화 할 수 있다. 연료개질기의 성능에 영향을 미치는 주요인자는 주로 수증기개질 촉매층 출구온도 및 수증기/탄소 비이다. 수증기개질 촉매층의 출구온도를 $660{\sim}740^{\circ}C$로 변화시키면서 개질가스의 조성, 카본 전환율, 개질효율 등을 비교 분석하였다. 또한 수증기/탄소 비를 3~5의 범위에서 변화시키면서 영향을 살펴보았다. 수증기개질 촉매층의 온도가 높을수록 수소생산량이 증가에 따른 효율 증가가 나타났으며 수증기/탄소 비가 증가할 경우에도 개질효율에 긍정적인 영향을 미치는 것을 확인하였다. 하지만 실제 개질기의 운전에서는 소재의 제약에 따라 운전 온도에 제약이 있으며 수증기/탄소비의 증가 역시 개질기의 부피 증가로 이어지는 단점이 있다는 것을 고려해야 한다. 따라서 반응기 재질, 크기, 운전온도와 개질효율과의 상관관계를 파악하여 개질기의 특성을 최적화 하여야 한다.

• 멤브레인
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• 제13권4호
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• pp.257-267
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• 2003

반응성 페놀수지 폐액을 처리하기 위해 중공사막 모듈을 이용한 투과증발 막 탈수공정을 연구하였다. 이 공정의 거동을 예측하기 위한 모사모델을 확립하였고 여기에 사용되는 중요 기본 파라메타들을 평판형 막을 사용하여 직접 구하여 사용함으로써 공정모사의 정확성을 얻을 수가 있었다. 이들을 모사치와 중공사 투과증발 막으로 부터 직접 측정한 각 투과특성들을 비교한 결과 서로 잘 일치함을 보여 본 모사모델의 타당성을 입증하였다. 사용된 중공사막은 중공사 안쪽에 활성층이 도포되어 있으며 공급액은 중공사 내부로 공급하였다. 공급액의 막내에서의 흐름속도에 따라 온도분포가 결정되며 이에 따라 막 투과특성이 달라짐을 모사결과로부터 얻을 수가 있었다. 공급액 온도증가는 막을 통한 탈수 투과 속도를 증가시킬 뿐 아니라 반응속도 증가로 인하여 물 생성속도도 증가시킴으로써 공급액 저장조 내의 수분 함량은 이들 상반된 공정들에 의해 결정이 됨을 보였다. 투과압력이 공급액 증기압보다 훨씬 작은 범위에서 증가할 경우 투과추진력인 공급액과 투과부의 투과물 활성도비 감소가 크지 않아 투과특성을 약간 저하시킨다. 그러나 투과압력이 공급액의 증기압에 접근할 경우 활성도비 감소가 현저하게 일어나 투과특성저하가 급격히 일어난다.

• 항공우주산업기술동향
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• 제6권2호
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• pp.40-50
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• 2008

대부분의 위성 프로그램 개발공정은 임무해석, 열, 구조, 전장박스 설계, 조립, 검증, 운용 등으로 나누어지며, 이는 각 서브시스템에 대한설계, 개발, 검증 등의 공정을 거쳐 이루어진다. 이 같은 공정을 수행하기 위하여 위성 개발자들은 막대한 비용, 개발기간을 소요하며 그리고 각 개발공정마다 위험을 수반하여 수행하고 있다. 이에 소요비용의 감소와 개발기간의 단축, 저 위험도의 위성 프로그램을 위하여, 위성 모사 환경시스템이 개발되어 사용되어 왔다. 초기의 위성 모사 환경시스템들은 각 서브시스템의 단편적인 검증만을 위하여 개발되어 그 유용성이 한정되어 사용되어 왔다. 하지만 현재의 위성수요자 들은 획기적인 저 비용, 개발기간단축, 저 위험도의 위성 프로그램을 점점 더 강하게 요구하고 있으며, 이에 발맞추어 위성 개발자들은 위성 전체 개발공정 개선 등의 각고의 노력을 통하여 일정부분 성과를 이룩하였다. 하지만 이는 수요자가 요구하는 만큼의 성과는 충족하지 못하였고, 이에 위성 개발자들은 위성 전체 개발 공정에 대한 근본적인 재고를 통하여 획기적으로 비용을 절감하고, 위험도를 낮추며, 개발기간을 단축할 수 있는 방법을 제시하였다. 이는 기존의 사용되어 온 단편적인 위성모사 환경시스템을 설계단계에서부터 개발, 검증 기간에 공통적으로 적용할 수 있는 모사 환경시스템을 개발하여 위성 프로그램에 적용하는 것으로, 본 논문에서는 근래에 각 위성제작사에서 개발하여 사용하고 있는 모사 환경시스템의 종류와 현재까지의 개발 상황을 알아보고 현재 우리가 나아갈 바를 제시하였다.