• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.269-274
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• 2011

A CFD analysis was performed to examine the inner channel blockage of dual-cooled fuel which has being developed for the power uprate of a pressurized water reactor (PWR). The dual-cooled fuel consists of an annular fuel pellet($UO_2$) and dual claddings as well as internal and external cooling channels. The dual-cooled annular fuel is different from a conventional solid 려el by employing an internal cooling channel for each fuel pellet as well as an external cooling channel. One of the key issues is the hypothetical event of inner channel blockage because the inner channel is an isolated flow channel without the coolant mixing between the neighboring flow channels. The inner channel blockage could cause the Departure from Nucleate Boiling (DNB) in the inner channel that eventually causes a fuel failure. This paper presents the CFD simulation of the flow through the side holes of the bottom end plug for the complete entrance blockage of the inner channel. Since the amount of coolant supply to the inner channel depends on largely the pressure loss at the side hole, the pressure loss coefficient of the side hole was estimated by the CFD analysis. The CFD prediction of the loss coefficient showed a reasonable agreement with an experimental data for the complete blockage of both the inner channel entrance and the outer channel. The CFD predictions also showed the decrease of the loss coefficient as the outer channel blockage increases.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.4.2-4.2
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• 2010

최근 열전달율을 획기적으로 향상시킬 수 있는 고 열전도성 나노유체가 주목을 받고 있다. 고 열전도성 나노유체는 액상보다 열전도도가 수백~수만 배 높은 고상의 금속 또는 비금속 나노입자를 물이나 오일 등에 미량 균일하게 분산시킴으로써 기존의 유체가 가지지 못한 높은 열전도율과 분산안정성을 갖는 기능성유체를 말한다. 고 열전도성 나노유체는 기존 냉각시스템에서 냉각유체만 교체할 경우에도 열전달 효율을 20% 이상 향상시킬 수 있는 저비용 고효율작동 유체이다. 이 나노유체는 발전설비, 공조설비, 에너지 산업, 석유화학, 화학공업, 제철산업, 가정용 냉난방설비, 자동차 등 산업 전 분야의 열교환시스템에 활용이 가능하다. 따라서 고 열전도성 나노유체는 종래 열효율의 한계를 돌파할 수 있는 에너지 이용 효율 향상 기술의 패러다임을 바꿀 혁신적인 신소재로 여겨지고 있다. 그러나 현재까지 개발된 나노유체는 초기 열전도 특성은 우수하나 장기간 분산안정성이 확보되지 않아 시간이 경과함에 따라 열전도도가 점점 감소하는 경향을 보인다. 또한 탄소나노튜브를 분산한 나노유체의 경우와 같이 유체의 점도가 크게 증가하여 실제 산업에 적용 시 커다란 동력손실을 초래할 수 있으며 열교환시스템에 파울링이 발생할 소지가 크다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 나노유체에서 열전달이 일어나는 메커니즘이 규명되어야 하지만 아직 명확한 이론이나 가설이 정립되어 있지 않다. 이 논문에서는 나노유체가 높은 열전도율을 보이는 현상을 설명할 수 있는 몇 가지 이론을 살펴 보고 지금까지 개발된 안정성이 아주 높은 나노유체의 열전도 특성을 비교 분석하여 획기적인 열전도성 나노유체 개발 가능성을 살펴보고자 한다. 이를 위해 나노입자의 조성, 유체 내 농도 및 자기장 등이 나노유체의 열전도율에 미치는 영향을 연구하였다.

• Current Research on Agriculture and Life Sciences
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• v.31 no.1
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• pp.38-44
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• 2013

To estimate the radiative heat loss from greenhouses, a new equation for calculating the sky temperature is presented. The sky temperature in the Daegu region was measured using a pyrgeometer and calculated using different equations according to the cloudiness. The calculated and measured results were then compared to identify the best equation for calculating the sky temperature. The difference value between the air and sky temperature was dissimilar and increased as the cloud amount decreased. On clear days the difference value was 10~20 times greater than that on cloudy and rainy days. When analyzing the correlationship between the calculated and measured sky temperatures on clear days, Bliss's and Clark & Allen's equations were found to be superior to the other equations. However, on cloudy days, the best correlationship between the calculated and measured sky temperatures was exhibited by Fuentes's equation. Therefore, a new equation is proposed for calculating the sky temperature on a cloudy day.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.29 no.4
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• pp.48-54
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• 2000

자성재료에 자기장을 걸어주변 가열되고 자기장을 제거하면 냉각되는 성질이 있는데, 이를 자기열량효과(magnetocaloric effect)라고 하며, 이것을 이용해서 저온을 생성시키는 방법을 자기냉동(magnetic refrigeration)이라고 한다. 큐리 온도(Curie temperature) 부근의 강자성체에 자 기장이 가해지면 전자례도내에서 쌍을 이루지 않은 전자들의 자기모벤트들이 자기장에 평행 하게 배열되는데, 이로 인해 열역학적 무질서의 척도인 엔트로피는 낮아지고 이러한 손실을 보상하기 위해 재료의 온도가 올라가게 된다.반대로 자기장이 제거되면 자기모벤트가 본래의 무질서한 상태로 돌아오며, 엔트로피가 증가하 고 재료의 온도는 떨어지게 되는 것이다. 역사적으로 보면 1881년에 Warburg가 큐리온도 부근의 철에서 자기열량효과를 처음 발견하였으며. 1926년과 1927년에 Debye와 Giauque가 각각 단열소자볍 (adiabatic demagnetization)을 제안함으로써 실용화되기 시작하여 주로 극저온을 얻는 방법으로 이용되어 왔다. 1950년도 이전의 연구는 절대온도 영도(OK)에 도달하고 자 하는 순수과학적인 노력으로서 개방사이클(open cycle)을 이용한 단열냉각 방식을 추구하 였으나, 1950년 이후부터는 공학적인 응용을 목적으로 밀폐사이클(closed cycle)을 형성하는 자기냉동기에 관한 연구가 진행되었다. 1976년에 Brown은 희토류(rare earth) 금속인 가돌리늄(Gd)을 사용하여 유체(물 80%와 에틸 알코올 20%)를 재생시킴으로써 상온에서 작동 하는 자기냉동기를 보고한 바 있다. 그는 7 T의 큰 자장을 이용하였으며, 고온부와 저온부의 온도는 각각 $46^{\circ}C와\;-1^{\circ}C로서\;47^{\circ}C$의 온도간격을 얻었다. 자기냉동에 있어서의 또 하나의 중요한 진전은 1978년과 1982년에 Steyert와 Barclay에 의해서 능동자기재생기(active magnetic r regenerator)의 개념이 소개되고 개발된 것으로, 이는 자성재료가 냉매로서 뿐만 아니라 열전달 유체의 재생기로도 사용되는 방식이다. 이상과 같은 자기냉동기술의 발달에 이어서 1997년에 미국의 Astronautics사(Wisconsin주 Madison시 소재)와 Ames 연구소(Iowa주 Ames 시 소재)의 공동연구팀이 발표한 두 가지의 새로운 진전으로 인해 공기조화 및 냉동분야에 적용할 수 있는 자기냉동기의 실용화 가능성이 한층 높아졌다. 이들의 연구결과는 (1) 자기냉동이 실온에서도 실현 가능한 기술이며 증기압 축식 냉동에 필적할 만하다는 것을 보인 것과 (2) 이미 알려져 있던 자기냉동재료보다 자기 열량효과가 훨씬 큰 새로운 재료를 발견한 것이다. 이로써 자기냉동에 대한 관심과 기대가 한결 커지고 있다. 본 원고에서는 자기냉동의 원리가 되는 자기열량효과와 이를 이용한 자기냉동의 방법 그리고 최근에 이루어진 새로운 진전에 대해 소개하고 공기조화 및 냉동분야에의 적용 가능성을 전망해 보고자 한다.

• Korean Journal of Food Science and Technology
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• v.34 no.5
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• pp.830-834
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• 2002

본 연구는 동적 전단진동(dynamic shear oscillation) 측정방법을 이용하여 농도가 젤라틴의 동적 레올로지 특성에 미치는 영향에 대하여 관찰하였다. $5^{\circ}C$에서의 젤라틴의 저장 탄성률(storage modulus, G#)과 손실 탄성률(loss modulus, G@)은 농도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였다. 0.9%를 제외한 모든 농도(2.0-4.9%)에서 젤라틴의 G#은 G@보다 매우 높은 값을 나타냈으며, G#과 G@이 ${\omega}$ 의존성이 없는 true 겔과 같은 거동을 나타냈다. 젤라틴의 농도와 K#(G#에 대한 절편)와의 관계에서는 높은 결정계수$(R^2=0.99)$를 보여주면서 좋은 상관관계를 나타냈다. 여러 온도범위$(-5,\;0,\;5,\;10^{\circ}C)$에서 각 온도별로 측정된 K#값은 $-5^{\circ}C(59.5Pa)\;>\;0^{\circ}C(4.09Pa)\;>\;5^{\circ}C(1.41Pa)\;>\;10^{\circ}C(0.35Pa)$의 순으로 가장 낮은 온도에서 K#값이 가장 높은 것으로 나타났다. 또한 냉각과정에서 최종냉각온도인 $5^{\circ}C$에서 측정된 젤라틴의 최대 G#수치는 4.9%(2399Pa)>4.1%(1744Pa)>3.0%(1159Pa)>2.0%(519.3Pa)>0.9%(3.15Pa)의 순으로 높은 농도에서 높게 나타났다. Aging 10시간 동안 젤라틴 겔의 구조형성은 겉보기 first-order kinetics로부터 겉보기 구조형성 속도상수(K)를 결정함으로써 파악될 수 있다. 젤라틴의 농도가 증가함에 따라 K값은 증가하였으며, 농도와 K값과의 관계는 높은 결정계수$(R^2)$를 나타내면서 좋은 상관관계를 보여주었다(Fig. 7). 10시간 aging 후 G#은주파수$({\omega})$ 의존성이 없이 독립적인 것으로 나타났다. 따라서 이들 젤라틴 겔은 aging하는 동안에 탄성이 점점 강해지고 10시간 후에는 가교결합의 밀도가 증가하여 강한 탄성을 가진 고무질 망상구조(rubber network)를 형성했음을 알 수 있다.

• Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition
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• v.45 no.9
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• pp.1324-1332
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• 2016

The effects of different hydrocolloids, including hydroxypropyl methylcellulose (HPMC), xanthan gum (XG), guar gum (GG), and glucomannan (GM), on bread quality characteristics were investigated. The composite flour used for bread production consisted of 80% bread flour and 20% rice flour with 1% different hydrocolloids based on baker's%. Loaf volume, specific loaf volume, baking and cooling loss rate, moisture content, crumb texture and color, and sensory evaluation were determined. Breads containing HPMC and GM showed the highest loaf volumes, but the difference was not significant. Bread containing GM showed the lowest baking and cooling loss rate (7.03 and 7.78%, respectively), and the highest moisture content. Breads containing HPMC and GM showed increased springiness and decreased hardness based on texture profile analysis. Cohesiveness, chewiness, and gumminess of breads containing GM and HPMC showed their lowest values, whereas breads containing XG revealed their highest values. Bread with HPMC showed lightest coloured crumbs. In the sensory evaluation, bread containing GM and HPMC presented their highest scores, whereas bread containing XG showed the lowest scores. Overall, HPMC and GM significantly and positively affected quality characteristics of bread.

• Korean Journal of Food Science and Technology
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• v.21 no.2
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• pp.173-179
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• 1989

The influence of the storage temperature and time after slaughter on the thermal denaturation of PSE porcine muscle protein was studied by differential scanning calorimetry and by measuring the solubility of the sarcoplasmic proteins. In the DSC therodiagram a decrease of the endotherm enthalpy of the myosin plus sarcoplasmic proteins in PSE muscle could be observed with an increase in the storage temperature and time of post mortem. Storage temperature at $20^{\circ}C$ during the first four hours of post mortem resulted in relatively slight denaturation of myosin plus sarcoplasmic proteins in PSE muscle. Storage temperature above $25^{\circ}C$ caused to increase the denaturation of muscle proteins. The minimal drip loss in PSE muscle could be observed, when the muscle was cooled to $2^{\circ}C$ as quickly as possible post mortem. However, when stored for several hours of post morte at a temperature between $32^{\circ}C-38^{\circ}C$, the drip loss reached the level established for PSE muscle. The paleness of PSE muscle could be prevented to some extent by rapid chill to $20^{\circ}C$ post mortem. The more the muscle proteins in the PSE muscle become denatured during the early storage period of post mortem, the more the drip loss increases. With the increase in the denaturation of myosin plus sarcoplasmic proteins in PSE muscle with regard to temperature of post mortem, there was a corresponding decrease in the solubility of the sarcoplasmic proteins in PSE muscle.

• Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition
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• v.40 no.9
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• pp.1285-1291
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• 2011

This study was conducted to evaluate the effect of lotus leaf and lotus root powder on the quality characteristics of sponge cake. Percentages of 4, 8 and 12% of two kinds of lotus powder were added to the batter based on flour content. Baking and cooling loss rate, volume and specific loaf volume, crumb color, texture, scanning electron microscopy (SEM) and sensory evaluation of the products were analyzed. The baking and cooling loss rate of the control was lower than cakes with added lotus leaf and lotus root powder. The volume of the control was the largest, and as the amount of lotus leaf and lotus root powder increased, volume and specific loaf volume became smaller. The lightness and yellowness values of the control were higher than those of the experimental cakes, and the loaves with 12% added lotus root powder showed the lowest value. Redness of the experimental cakes increased. In the textual property evaluation, hardness of the control and sponge cakes containing 4% lotus leaf, and lotus root powder appeared to have the lowest value. As the amount of lotus leaf and lotus root powder increased, hardness increased. Springiness showed the same tendency, but cohesiveness of the control revealed the lowest value. The structure of the cake crumb by SEM, revealed that the crumb cells and grains of the experimental cakes were opened and coarse, as the amount of lotus leaf and lotus root powders increased. In a sensory evaluation, sponge cakes containing lotus root powder were preferred rather than those with lotus leaf powder. As a result, good sponge cakes were prepared by adding 4% lotus leaf powder or 8% lotus root powder.

• Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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• v.14 no.2
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• pp.99-104
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• 2013

Replacement of sensor nodes for monitoring a wide range area such as mountains and forests needs a lot of time and cost. Using new and renewable energy around them can maximize the lifetime of wireless sensor networks, in which solar energy is infinite energy source that is available in 365 days. To design these sensor networks, solar energy model is essential and to estimate and analyze the overall photovoltaic energy. Using this, we can figure out important data such as the size and performance of solar panel needed. However, existing researches for solar energy harvesting consider parts of many factors to influence the quantity of solar energy gathered. In this paper, we suggest advanced solar energy harvesting model considering angular loss (solar cell panel), overheat loss (solar cell), rechargeable battery heat and cooling for each monthly properties. From our experimental results according to outdoor temperature, panel angle and the surface temperature of solar panel, we show these impact factors are correctly configured.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.105-105
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• 2012

본 논문에서는 전세계적으로 차세대 에너지절감 반도체로 각광을 받고 있는 GaN 소자의 연구개발 동향에 관하여 발표하고자 한다. GaN 반도체는 와이드 밴드갭(Eg=3.4eV)과 고온 안정성($700^{\circ}C$)등 재료적인 특징으로 인하여 고출력 RF 전력증폭기와 고전력용 전력반도체 응용에 큰 장점을 가진다. 고출력용 GaN RF 전력증폭 소자의 전력밀도는 기존 Si-기반 LDMOS 트랜지스터보다 10배 이상 높아 제품의 소형화와 경량화를 통하여 30% 이상의 전력절감이 가능하며, 레이더, 위성등 송수신 트랜시버 모듈에 GaN 전력증폭기를 이용할 경우 기존 GaAs-기반 전력증폭기에 비하여 높은 전력밀도(>x8)와 높은 효율(>20%)로 인하여 모듈 크기를 50% 이상 줄임과 동시에 경량화를 이룰 수 있어 비행기, 위성등 탑재체의 에너지 절감에 크게 기여할 수 있다. 고전력용 GaN 전력 스위칭 소자는 기존 Si-기반 IGBT에 비하여 스위칭 손실과 온-저항 손실이 낮아 30% 이상의 에너지 절감이 가능하다. 뿐만 아니라, 일본 도요타 자동차사의 보고에 의하면 HEV등 전기자동차의 DC-DC 부스터 컨버터나 DC-AC 인버터에 GaN 전력반도체를 적용할 경우 경량화, 변환효율 향상, 전용 냉각시스템을 제거할 수 있어 연료소모를 10% 이상 줄일 수 있어 연간 400불 이상의 에너지 절감 효과를 가진다. 이러한 에너지절감 효과는 미국, 유럽, 일본등 선진국을 중심으로 차세대 GaN 반도체의 신시장 개척과 선진입을 위한 치열한 경쟁 구도의 구동력이 될 것이며, 본 논문을 통하여 GaN 반도체의 연구개발 방향과 상용화의 중요성을 함께 생각해보고자 한다.