• 에너지공학
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• 제29권2호
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• pp.1-9
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• 2020

최근 탄화수소를 에너지원으로 사용하는 엔진을 대체할 동력원으로 연료 전지가 주목을 받게 되면서 수소 생산 기술에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 수소를 생산하는 다양한 방법 중에 고체 산화물 수전해 시스템(SOEC)은 수소를 생산하기 위한 기초적이고, 친환경적인 방법이다. 고체 산화물 수전해 시스템은 고온, 고압 조건에서 운전이 가능하여 낮은 에너지 수요와 높은 열효율을 지니기 때문에 실험적인 연구가 활발하게 진행되고 있다. 하지만 실험적인 연구 성과에 비해 수치모델 연구는 비교적 부진하다. 이에 대한 원인으로 기존의 수치모델이 온도와 압력의 변화에 따른 성능 예측의 유효성이 상당히 낮기 때문으로 판단하였다. 이에 본 연구에서는 고체 산화물 수전해 시스템의 셀 성능 예측의 유효성을 높일 수 있는 방안을 제시하기 위해서 Patterened Ni-YSZ cermet electrode(40 wt%, Ni-60 wt% YSZ)/8-YSZ (TOSOH, TZ8Y)/LSM (La_0.9Sr_0.1MnO₃)로 구성된 상용 막-극 접합체의 기존의 연구 데이터를 활용하였다. 온도에 따른 전기화학적 특성의 영향을 수치적으로 분석한 결과, 유효성에 가장 큰 편차를 가져오는 변수들은 charge transfer coefficient(CTC), exchange current density, diffusion coefficient, electrical conductivity인 것으로 나타났다. 온도와 압력에 따른 해당 변수들의 영향 및 경향성을 분석하여 과전압 모델을 제시하였다. 다양한 모델의 적용과 타당성을 확보하기 위해서 교차-검증이 도입되었다. 그 결과, 체계화된 유효성 검증 과정에 기초한 고체 산화물 수전해 시스템의 수치 모델은 뛰어난 성능의 예측 결과를 보여주었다.

• 암석학회지
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• 제23권4호
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• pp.311-324
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• 2014

문경탄전 주변에 분포하는 평안누층군의 홍점층은 주로 변성사질암과 변성이질암으로 구성되어 있다, 변성이질암은 대부분 점판암으로 산출되며, 경녹니석+녹니석+백운모 그리고 홍주석+흑운모+녹니석+백운모의 광물조합을 보인다. 경녹니석과 홍주석은 반상변정으로 산출되고, 세립의 운모류는 기질을 구성하고 있다. $MnO-K_2O-FeO-MgO-Al_2O_3-SiO_2-H_2O(MnKFMASH)$ 계에서 작성한 온도-압력 가상평형도과 경녹니석과 녹니석의 Fe/(Fe+Mg) 등성분도선의 교차영역을 통해 구한 이 변성광물 조합의 온도-압력 조건은 $510-520^{\circ}C$, 3.0-3.5 kbar이다. 이 중온-저압의 변성작용은 매몰 변성작용의 지온 구배율 보다 높은 지온 구배율(약 $40-45^{\circ}C/km$)환경 하에서 일어난 것으로 판단된다. 홍점층에서 얻은 가장 젊은 쇄설성 저어콘(SHRIMP U-Pb 연령: 약 327-310 Ma)은 진동구조와 높은 Th/U 비(0.60-1.12)를 보인다. 기존의 태백산분지의 만항층의 퇴적학적, 고생물학적, 지구연대학적 연구결과와 이번 연구결과를 종합해 보면, 문경지역 홍점층의 퇴적작용은 강릉지역의 만항층과 유사하게 기원지의 화성활동과 거의 동시기에 발생했음을 지시한다. 따라서 평안누층군은 석탄기-폐름기 동안 능동적 대륙 연변부의 화산호 주변 환경 하에서 퇴적작용 일어났고, 또한 기원지에서는 화성활동이 비교적 짧은 시간 간격으로 반복적으로 일어난 것으로 판단된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.315-315
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• 2010

결정질 실리콘을 포함하는 태양전지의 광전효율은 표면에 입사되는 태양광의 반사를 제외하면 흡수된 광자에 의해 생성되는 전자-정공쌍의 상대적인 비율인 내부양자효율에 의존하게 된다. 실제 생성된 전자-정공쌍은 기판재료의 결정상태와 전기광학적 물성 등에 의해 일부가 재결합되어 2차적인 광자의 생성이나 열로서 작용하고 최종적으로 전자와 정공이 완전히 분리되고 전극에 포집되어 실질적인 유효전류로 작용한다. 16% 이상의 고효율 결정질 실리콘 태양전지양산이 요구되고 있는 현실에서 광전효율 개선 위해 가장 우선적으로 고려되어야 할 변수는 입력 태양광스펙트럼에 대한 결정질 실리콘 표면반사율을 최소화하여 광흡수를 극대화하는 것이라 할 수 있다. 이의 해결을 위하여 대기와 실리콘표면 사이의 굴절률차이가 크면 클수록 태양광스펙트럼에 대한 결정질 실리콘의 광반사는 증가하기 때문에 상대적으로 낮은 굴절률의 $SiO_x$나 $SiN_x$와 같은 반사방지막을 광입력 실리콘표면에 증착하여 광반사율 저감공정을 적용하고 있다. 이와 더불어 결정질 실리콘표면을 화학적으로 혹은 플라즈마이온으로 50-100nm 직경의 바늘형 피라미드형상으로 texturing 함으로 광자들의 다중반사 등에 기인하는 광흡수율의 증가를 기대할 수 있기 때문에 태양전지효율 개선에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 이해된다. 본 실험에서도 고효율 다결정 실리콘 태양전지 양산공정에 적용 가능한 ICP-RIE기반 결정질 실리콘표면에 대한 texturing 공정기술을 연구하였다. Double Langmuir 플라즈마 진단시스템(DLP2000)을 적용하여 사용한 $SF_6$와 $O_2$ 개스유량과 챔버압력, 플라즈마 파워에 따른 이온밀도, 전자온도, 포화이온전류밀도, 플라즈마포텐셜의 공간분포를 모니터링하였고 texturing이 완료된 시료에 대하여 A1.5G 표준태양광스펙트럼의 300-1100nm 파장대역에서 반사율을 측정하여 그 변화를 관찰하였다. 본 연구에서 얻어진 결과를 간략히 정리하면 Si texturing에 가장 적합한 플라즈마파워는 100W, $SF_6/O_2$ 혼합비는 18:22, 챔버압력은 30mtorr 등이고 이에 상응하는 플라즈마의 이온밀도는 $2{\sim}3{\times}10^8\;ions/cm^3$, 전자온도는 14~15eV, 포화전류밀도는 $0.014{\sim}0.015mA/cm^2$, 플라즈마포텐셜은 38~39V 범위 등이었다. 현재까지 얻어진 최소 평균반사율은 14.2% 였으며 최적의 texturing패턴 플라즈마공정 조건은 이온에 의한 Si표면원자들의 스퍼터링과 화학반응에 의한 증착이 교차하는 플라즈마 에너지 및 밀도 상태인 것으로 해석된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2022년도 춘계학술대회
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• pp.317-321
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• 2022

'19년 인천시 수돗물 적수 사고 발생에 따라 환경부에서는 수도운영관리 고도화, 체계적인 기술지원 및 사고대응을 위해 「수돗물 안전관리 종합대책」을 수립하여 수돗물 공급 전 과정의 스마트 상수도 관리체계를 구축 중이다. 수도사고 위기대응 고도화를 위해서는 유량, 압력, 수위 등 실시간 수도운영 데이터의 신뢰성 확보와 더불어 빅데이터 분석기법을 활용한 사전 경보 알고리즘 개발 및 적용이 필수적이다. 본 논문에서는 수도운영 데이터 주요항목(유량, 압력, 수위 등)에 대한 데이터 기반의 다양한 통계기법을 활용해 최적 운영범위 선정, 감시경보체계 고도화를 위한 기반을 마련하고, 분석 결과를 K-water 운영시스템 및 감시경보시스템과의 연계를 위한 시스템 모델링에 대해 연구한다. 또한, 취수장과 정수장 간원수 탁도의 변화에 대한 교차 상관분석을 통해 도달시간 등에 대해 고찰하고, 취수장 펌프 가동에 따른 유량 변화 및 시간 지연을 고려한 원수 탁도 데이터를 적용하여 정수장 원수 탁도를 예측하는 모델에 관해 연구하고자 한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.47-58
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• 2012

본 연구에서는 터널 내 통과차량에 의하여 발생하는 풍하중으로 인한 터널라이닝의 동적거동에 대하여 분석하였다. 차량으로 인한 풍하중은 목표지점을 지나가는 차량에 대하여 압력과 팽창을 나타내는 시간함수를 이용하여 모형화 하였으며, 파형강판으로 이루어진 터널라이닝은 3차원 쉘 요소를 사용하였다. 쉘 요소로 모델링된 3차원 터널라이닝의 동적해석은 많은 양의 메모리와 시간이 요구되지만 파형강판의 동적특성을 반영하는 한편 최대한 단순화된 모형을 제시하여 해석에 이용하였다. 터널라이닝의 변위를 분석하기 위해 다양한 차량 주행 조건 및 맞바람 풍속이 고려되었다. 차량과 풍속이 증가하면 응답 또한 증가하였으며, 최대변위는 차량이 120km/h로 교차주행 시 25mm로 나타났다. 연속주행 시 응답에 미치는 영향은 단독주행 응답보다 2.5% 이내로 크지 않게 나타났다. 따라서 숏크리트가 적용되지 않는 독립구조체 터널라이닝의 경우동적거동은 반드시 고려해야하는 것으로 판단된다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.39.1-39.1
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• 2011

가압경수로의 압력경계기기는 약 $300^{\circ}C$, 150기압의 고온고압수환경에서 가동되고 있다. 특히 가압기 밀림관은 고온수와, 저온수가 교차하는 부분으로 열성층 형성으로 열적, 기계적 피로 및 수화학환경이 더해진 부식피로 등에 의하여 손상을 받는다. PWR 원전에서 수화학환경은 대표적으로 용존산소(DO) 5ppb, pH 6~8, 용존수소(DH) <30 cc/kg, 온도 $316^{\circ}C$의 환경을 유지하게 된다. 가압기 밀림관에는 오스테나이트계 스테인리스강이 사용되는데, 오스테나이트계 스테인리스강은 고온 수화학환경에 민감한 것으로 알려져 있다. 따라서 오스테나이트계 스테인리강을 공기중에서의 기계적특성 및 피로특성을 향상시키기 위하여 질소를 첨가한 스테인리스강을 제조하여 PWR 원전환경에서의 피로균열성장특성을 평가하였다. 실험에 사용된 재료는 PWR 원전 가압기 밀림관 소재인 Type 347 스테인리스강에 0.0005 wt%가 첨가된 상용재와 0.11 wt% 질소가 첨가된 재료이다. 사용된 시편형상은 두께 5 mm, 폭 25.4 mm의 CT 시편이다. 수화학환경은 150기압, 온도 $316^{\circ}C$, 용존산소(DO) 5ppb, 용존수소(DH) 30 cc/Kg, pH는 약 7로 유지 하였으며, 응력비 0.1, 하중 반복속도 10Hz의 기계적 조건에서 하중제어로 시험을 진행하였다. 균열길이는 직류전위차법(Direct Current Potential Drop: DCPD)을 이용하여 측정하였다. 질소함량이 증가할수록 동일 사이클에서 균열길이가 늦게 성장하였고, 피로균열성장속도도 약간 늦어지는 것으로 나타났다. 각 스테인리스강의 피로파면 관찰결과 상용재는 약 1 ${\mu}m$의 산화물들이 생성되는 반면 질소첨가 스테인리스강은 약 0.1 ${\mu}m$정도 산화물이 생성되었다. 산화막의 두께도 질소가 첨가됨으로써 상용재에 비해 얇게 생성되었다. 따라서 질소가 첨가됨으로써 부식환경에서 내산화성이 향상되었으며, 이는 피로균열성장특성에 영향을 미치는 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권12호
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• pp.5676-5683
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• 2012

본 연구에서는 백연방지용 냉각탑의 공기가열기 적용을 목적으로 현재 냉각탑의 충진재로 적용되고 있는 쉐브론형, 웨이브형 그리고 딤플형 전열판 형상에 대한 수치해석을 수행하였다. 해석 결과 동일 소비동력 대비 전열량은 평판보다 고성능 전열판에서 높게 나타났다. 열전달계수는 웨이브 형상에서 가장 크고 쉐브론 형상, 딤플 형상 순으로 나타났다. 웨이브 형상의 경우 교차하는 절곡형상 사이의 왕성한 혼합유동이 열전달 계수를 증진시킨 것으로 판단된다. 마찰계수는 열전달계수와 유사한 경향을 보였다. 하지만 동일 크기 쉬트에서의 전열량 및 압력손실은 쉐브론형에서 가장 크게 나타났다. 이는 쉐브론 형상의 전열면적이 다른 형상에 비하여 월등히 크기 때문이다.

• 대한조선학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.43-53
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• 1993

부유체 강제동요문제를 수치해석하는 데에는 두가지 어려움이 따른다. 첫째는 교차점주위의 급격한 유동이고 둘째는 무한원방처리이다. 본 논문에서는 무한원방처리에 주안점을 두어, 자유표면의 Taylor 전개 및 F.F.T. 적용으로 계산시간을 단축시켜 수치해석하였다. 즉 Green 정리를 이용하여 해를 표현한 후, 축차방법에 의하여 해를 구한다. 축차단계에서는 계산식을 자유표면 기울기에 대하여 Taylor 전개하여 Convolution 형태로 변형한 후 F.F.T. 를 적용함으로써 계산시간을 O(Nlog N)으로 유지할 수 있었다. 수치검증을 위하여 부유체 선형문제와 압력장의 비선형 문제를 수치해석하여 비교하였고, 이를 확장하여 부유체의 강제동요문제를 수치해석하였는데, 계산시간을 O(Nlog N)으로 유지하면서 수치해석할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.27-34
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• 2018

최근 들어 공기의 제습에 액체 제습제를 사용하는 방법이 각광을 받고 있다. LiCl과 LiBr은 우수한 열물성으로 인하여 액체 제습 시스템에 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 LiCl과 LiBr 수용액을 사용하여 상용 Celdek 소자의 제습 성능을 실험하였다. 실험은 입구 건습구 온도를 $35^{\circ}C/28^{\circ}C$로 유지하고 전방 풍속을 2.0 m/s에서 4.0 m/s로 변화시키며 수행되었다. 수용액의 입구 온도와 농도는 $20^{\circ}C$, 50%, 수용액의 순환량은 50 kg/h로 유지하였다. 실험 결과 제습량은 풍속이 증가할수록 증가하였다. 또한 LiCl의 제습 성능은 LiBr보다 평균 27% 크게 나타났다. 이는 LiCl의 포화 절대 습도가 LiBr의 포화 절대습도보다 작기 때문이다. 반면 LiBr의 압력 손실은 LiCl보다 평균 12% 크게 나타났다. 한편 LiCl 과 LiBr의 Sherwood 수는 비교적 잘 일치하였다. 이로부터 제습제가 Sherwood 수에 미치는 영향은 미미함을 알 수 있다. 기존 상관식들은 본 실험의 Sherwood 수를 현저히 높게 예측하였다.

• 암석학회지
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• 제4권1호
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• pp.49-58
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• 1995

춘양 화강암체 주변의 두음리층 변성이질암내에서 십자석-흑운모-홍주석-석류석 (SBAG)광물 조합과 부광물 조합(SBA 및 SBG)이 홍주석과 십자석대에 걸쳐 흔히 산출한다. SBAG 광물 조합은 KFMASH($K_2O-FeO-MgO-Al_2O_3-SiO_2-H_2O$) 모델 계에서 자유도가 1이기 때문에 광역적으로 산출하기 힘들다. 이 SBAG (부)광물 조합의 평형 관계를 밝히기 위하여 투영법과 특이치 분해법(Singular Value Decomposition, SVD, method)을 사용하였다. SBAG 광물 조합을 가지는 단일 시료는 SVD 모델 반응식을 보이지 않으면 비-KFMASH성분에 의해 안정되었음을 나타낸다. 한편, SBAG 및 부광물 조합은 AFM-Mn 성분공간 내에서 서로 교차하기 때문에 반응 관계를 시사한다. 그러나 SVD 모델링은 이들 사이에 반응 관계를 지지하지 못한다. 그러므로, SBAG와 부광물 조합은 전암 성분이나 ${\mu}_{H20}$의 차이에 의해 두음리층에서 비교적 넓게 산출함을 알수 있다. 두음리층이 홍주석대 및 규선석대에서 십자석이 안정함을 석류석-사정석-흑운모-백운모 지압계를 사용하여 구한 변성 압력과도 일치한다.