• 한국가스학회지
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• 제24권1호
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• pp.33-40
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• 2020

해양플랜트용 HVAC(Heating Ventilation and Air-Conditioning) 시스템의 컨덴싱 유닛(condensing unit)의 경우, DX(Direct Expansion) 코일보다는 온도 안정성이 뛰어난 칠러 시스템(chiller system)을 주로 사용하고 있다. 칠러시스템의 구성품 중 대형 냉매압축기와 전자식 팽창밸브 등은 대부분 수입되고 있다. 이에 칠러 시스템의 크기는 국내에서 제작되는 열교환기(증발기, 응축기)에 의해 좌우된다. 현재 갈수록 심화되고 있는 사용공간의 제한으로 인해 선주사 및 조선소에서는 장비 크기를 컴팩트하게 해줄 것을 메이커에 지속적으로 요구하고 있다. 이에 본 논문에서는 해양플랜트에서 만액식(flooded) 칠러 시스템의 증발기로 주로 사용되고 있는 쉘-튜브형 열교환기를 컴팩트한 플레이트-쉘 열교환기로 대체하기 위한 주요개발과정을 소개하고, 이와 함께 개발된 플레이트-쉘 열교환기를 실제 증발기로 적용한 만액식 칠러 시스템을 제작하여 그 성능을 실험적으로 평가하였으며 그 결과를 제공하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권9호
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• pp.617-628
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• 2019

벤트홀로 연결된 두 개의 가변 체적 챔버를 가지고 있는 파이로테크닉 분리 너트는 복잡한 과정을 통해 분리를 수행하므로 많은 설계 인자를 가지고 있다. 접촉부의 각도, 구성품의 질량, 누름봉 돌출부 안쪽 지름, 환형 챔버의 초기 부피, 확장 챔버의 초기 부피, 화약질량, 벤트홀 지름과 같은 설계 인자들의 변화에 따라 분리 너트의 성능이 어떻게 달라지는지를 파악하면 설계 개선 방향을 결정하는데 도움이 될 수 있다. 이에, 선행 연구를 통해 개발한 파이로테크닉 분리 너트 거동 예측 모델을 이용하여 매개변수 연구를 수행하였다. 다른 설계 인자의 값은 고정한 상태에서 한 설계인자의 값을 독립적으로 변화시키며 분리 시간이 어떻게 달라지는지, 변화의 원인이 무엇인지를 분석하였다.

• 플랜트 저널
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• 제17권4호
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• pp.53-60
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• 2021

본 연구에서는 국내 진동감시시스템 제작업체인 (주)나다와 발전소 회전기기 진동데이터 취득 및 분석에 효과적인 휴대용 진동분석기를 개발하고자 하였다. 개발된 휴대용 진동분석기의 하드웨어는 측정기기의 교정을 위한 측정 불확도를 통해 얻은 측정값을 시스템에서 보정함으로써 측정오차를 최소화하였고, 고속 데이터 처리로 높은 분해능을 가진 신호처리 장치로 구성되었다. 소프트웨어 구조는 다양한 진동 플롯을 구현하여 상세한 분석프로그램을 실행하며, 회전기기 운전 중 외란으로 발생하는 노이즈 측정 및 제거에 효과적인 알고리즘을 적용하였다. 개발품은 사용자의 이동 편의성 증대 및 고속 데이터 처리로 분해능을 높임으로써 성능향상은 물론, 국산화 개발에 따른 구입비용 절감에도 크게 기여하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.443-450
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• 2020

본 논문은 K105A1자주포에 적용중인 발사지지대 장치에서 발생한 하강운용간 멈춤현상을 해소하기 위한 설계 개선에 관한 연구이다. K105A1자주포는 기존의 105mm 견인곡사포를 차량에 탑재하여 기존의 궤도장비보다 신속한 기동성을 확보한 무기체계로써 사격충격력 및 부하를 지지하기 위해 발사지지대가 적용되어 있다. 이러한 발사지지대는 사격 전 지면에 단단히 고정되고 사격제원 유지, 차체 자세제어 등 사격임무 수행에 중추적인 역할을 하여 성능발휘에 대한 높은 신뢰성이 요구된다. 그러나, 야전운용시험 간 발사지지대를 설치하는 중 간헐적인 멈춤현상이 발생하여 지면에 고정되지 못하는 문제가 발생하였다. 이러한 문제를 해소하기 위하여 야전에서의 재연시험 및 부품단위 분해검사를 통해 고장원인을 분석 및 검토하였다. 더불어 발사지지대의 운용개념, 작동 메커니즘 및 구성품 단위의 설계분석을 통해 근본적인 원인을 도출하고 이를 해소하고자 관련된 부품의 설계를 변경하여 발사지지대의 멈춤현상을 해소하였다. 마지막으로 설계변경사항의 효과성을 확인하고자 완성체계 상태에 적용하여 발사지지대 성능 및 사격임무 수행이 정상적으로 이루어짐을 확인 및 입증하였다. 이에 따라, 본 연구에서는 K105A1자주포 발사지지대의 성능에 대한 안정성 및 신뢰성을 확보하였으며, 본 연구가 향후 군용장비 및 유사품목 개발시 많은 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.1054-1060
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• 2013

회전익항공기 연료셀은 추락시 승무원의 생존성과 직결되는 구성품이다. 1950년대부터 미육군에서는 연료셀에 적합한 특성을 갖는 소재를 개발하기 위해 다양한 노력을 기울여왔다. 그 결과로 1961년에 MIL-T-27422A라는 항공기용 연료셀 설계규격이 처음 등장하였고, 수회의 개정을 거쳐 2007년 MIL-DTL-27422D라는 미군사 규격으로 발전되었다. 미군사 규격은 항공기용 연료셀 개발에서 가이드라인 되고 있는 중요한 지침서로써, 연료셀이 항공기에 장착되기 위해서는 사전에 규정된 인증시험을 통해 성능입증이 완료되어야 한다. 인증시험은 소재의 성능입증과 관련된 Phase I, 연료셀 자체의 성능입증과 관련된 Phase II 로 구분된다. 본 논문에서는 Phase II 인증시험 중 가장 중요하면서 실패 위험성이 큰 항목으로 평가되고 있는 슬로싱 및 진동시험, 내탄시험, 충돌충격시험에 대한 수행 절차 및 시험조건에 대해 살펴보고, 각 시험의 조건 및 절차에 대한 논리적 근거를 고찰하였다. 이러한 인증시험의 논리적 고찰은 인증시험 절차의 적절성과 시험 결과에 대한 합리적 판단 능력을 향상시켜 항공기 개발에 있어서 향후 보다 체계적인 개발이 가능해 질 것으로 사료된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.207-216
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• 2013

콘크리트궤도가 부설된 철도교량 단부의 궤도구성품(레일 및 체결구)에는 교량 단부회전에 의해 상향력 및 압축력과 같은 궤도-교량의 상호작용력이 작용하여 손상 및 성능저하가 유발된다. 이러한 교량의 휨거동에 기인한 단부 궤도의 상호작용에 따른 문제를 해결하고자 본 연구에서는 횡단궤도시스템을 개발하고 그 성능을 입증하였다. 횡단궤도시스템의 구조안정성 검토를 위해 3차원 유한요소해석을 통한 시간이력해석을 실시하고 그 결과를 독일의 성능요구조건 및 관련기준과 비교하였다. 또한, 교량-궤도 상호작용 분석을 위한 시험체를 제작하여 실내시험을 수행하고 횡단궤도시스템의 적용 효과를 평가하였다. 연구결과 횡단궤도시스템의 정, 동적 구조안정성 및 횡단궤도 적용 후 교량 단부 궤도의 상호작용력(레일변위, 레일저부응력 및 체결구 응력)이 크게 저감될 수 있음을 실험적으로 입증하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제20권2호
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• pp.86-93
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• 2016

75톤급 액체로켓엔진용 터보펌프 개발 시제에 대한 조립체 성능시험이 터보펌프 실매질 시험설비에서 수행되었다. LN2와 케로신을 적용한 첫 시험에서는 터보펌프 구성품들의 조립체 상태에서의 수력/공력 성능 및 출력 매칭 점검이 설계회전수 근방에서 이루어 졌으며 LOX와 케로신을 적용한 실매질 시험에서는 터보펌프의 설계성능 및 엔진운용영역 탈설계 성능 검증이 이루어졌다. 탈설계시험의 경우, 내구성 검증을 위해 엔진의 운용시간을 초과하여 터보펌프가 운용되었으며 펌프입구압력을 설계 요구 유효흡입양정(NPSHr)에 가깝게 설정하여 흡입성능 검증을 병행하였다. 개발된 75톤급 액체로켓용 터보펌프는 성능, 운용시간의 엔진 요구규격을 만족시키는 것으로 확인되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권12호
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• pp.1275-1280
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• 2015

카운터웨이트를 수명시험 하기 위해서는 실제 현장과 유사하게 2 톤의 무게를 가진시켜 주는 대형 가진기가 필수적이다. 그렇지만 이러한 장비를 일반업체에서 보유하여 시험하기는 어려우므로, 이러한 애로점을 해소하기 위해 본 연구에서는 첫번째로 2 톤의 중량물일지라도 건설기계의 신뢰성을 평가하는 전기터들로 구성되는 회전식 가진기를 사하여 실제 현장조건을 재현하는 시험장비를 개발하였고, 주요 구성품에 대해 카운터웨이트의 고장해석을 수행하였다. 두번째로 현장으로부터 필드데이터를 측정하여 수명시험에 활할 수 있도록 하였다. 마지막으로 성능과 수명을 확인하기 위해 가속수명시험법을 개발하였고, 제품의 고장발생 없이 $B_5$ 10,000 시간을 만족하는 가속수명시험을 완료하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제11권5호
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• pp.463-470
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• 2006

본 논문에서는 새로운 방식의 3상 전력품질 외란발생기를 제안하였다. 제안한 방식은 전압새그(sag), 스웰(swell), 순간정전, 전압불평형, 과전압, 저전압 뿐 아니라 위상급변 발생도 가능하다. 전압변동의 각 모드별 동작해석을 하였으며, 특히 위상급변 모드에서의 위상변위량을 정량적으로 제시하였다. 위상변위량은 외란발생기를 구성하는 변압기들의 변압비에 의해 결정되므로 변위량의 설정이 용이하다. 기존방식에 비하여 구조가 간단하고 주요 구성품이 SCR 사이리스터와 변압기류이므로 시스템의 신뢰도가 높고 저렴한 비용으로 구현이 가능하다는 특징이 있다. 또한 PWM 스위칭 없이 동작이 이루어지므로 효율을 극대화할 수 있으며 제어도 용이하다. 각 모드별 동작을 시뮬레이션을 통하여 확인하였으며 5kVA 용량의 부하조건에서 실험을 수행하여 제안한 방식의 타당성을 입증하였다. 제안한 방식의 외란발생기는 UPS, DVR, DSTATCOM, SSTS 등의 전력품질 개선장치들의 성능시험을 하는데 있어서 효과적이고 경제적인 시스템을 구현하고자 하는 경우에 크게 기여할 것으로 기대한다.

• 전기화학회지
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• 제12권4호
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• pp.329-334
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• 2009

본 연구는 연료전지 운전시 전극 촉매 및 전해질막 내에서 발생하는 연료 및 산화제의 산화/환원 반응 메커니즘, 이동현상, 구성품 열화현상 등을 핵자기 공명 (NMR, Nuclear Magnetic Resonance)을 이용하여 연료전지의 분해나 시료 채취 없이 제자리 (in situ) 분석할 수 있는 진단장치용 연료전지 개발에 관한 것이다. NMR에 사용되는 연료전지는 특수하게 제작된 TCD (Toroid Cavity Detector) 탐침 내부에서 작동하여야 하며, TCD 탐침이 가지는 기하학적 제한 요소들로 인해 일반적인 평판형 연료전지와 달리 원통형으로 제작된다. 이로 인해 반응물의 공급이나 생성물의 제거가 어려우며 누수 현상 및 불균일한 압력 분배가 발생하여 성능이 낮다. 따라서, in situ NMR 분석용 연료전지가 가지는 구조상의 특징인 원통형에 적합한 유로를 설계하고 제작하여 물질 전달 특성을 개선해야 할 필요성이 있다. 본 연구에서는 NMR 장비 내의 자기장에 영향을 미치지 않는 비자성 물질을 이용해 원 통형 공기극 유로를 개발하여, 산소의 공급 및 반응물의 제거를 원활하게 하였다. 또한, 체결 압력을막-전극 접합체에 균일하게 분배하여 누수 및 누액을 차단하였다. 이를 통해, 상온에서 약 $36mW/cm^2$의 우수한 성능을 나타내는 in situ NMR 진단용 직접 메탄올연료전지 시스템을 개발하였다.