• 대한기계학회논문집B
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• 제37권3호
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• pp.267-273
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• 2013

막충진재(film fill)를 갖는 냉각탑용 팬의 효율적인 운전조건을 제시하기 위하여, Merkel의 이론을 바탕으로 한 종전의 최적 총연간비용 모델을 사용하여 입구 물온도와 열부하에 따른 최소팬동력을 구하는 프로그램이 새로이 개발되었으며, 냉각탑의 설계 맵이 본 연구로부터 제시되었다. 전형적인 예들을 통하여 본 프로그램의 타당성이 입증되었다. 주어진 열부하에서 이들 팬동력(z 축)-공기질량플럭스(x 축, 최소팬동력 존재)-입구물온도(y 축, 최소팬동력의 최대값 존재)의 3차원 그래프는 말안장 형상으로 나타났다. 최소팬동력들은 열부하에 따라 증가하였다. 따라서, '고온수 유입과 저유량의 공기로 작동' 될 때가 항상 최소팬동력 조건이 아니며, '주어진 입구물온도에 대하여 최소팬동력에 대응하는 최적의 공기질량플럭스가 (열부하와 무관하게) 존재한다'는 사실이 본 연구결과로부터 밝혀졌다.

• 동력기계공학회지
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• 제16권1호
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• pp.44-50
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• 2012

팁 간격의 크기가 냉각탑용 축류팬의 성능과 누설 유동에 미치는 영향을 조사하기 위해서 서로 다른 2가지 팁 간격을 가진 경우에 대해서 점성유동을 해석하였다. 케이싱 내에서 작동하는 축류팬 주위의 유동을 연속방정식, Navier-Stokes 방정식 등을 지배방정식으로 사용하여 수치해석 하였다. 난류유동에 나타나는 레이놀즈 응력은 ${\kappa}-{\epsilon}$ 난류모델을 사용하여 계산하였다. 전체적으로 H형 격자계를 사용하였으며, 팁 주위의 유동을 해석하기 위해서 팁 영역 주위에 부분적으로 조밀한 격자를 두었다. 팁 간격이 증가하면 누설 유동의 증가로 인한 유동 손실의 증가로 전압상승과 수력효율이 감소하였다. 팬 직경에 대한 팁 간격이 0.4%에서 1.0%로 증가하면 전압상승 값이 약 10% 정도 감소하였으며, 수력효율은 약 3% 정도 감소하였다. 팁 간격이 팁 근처 날개 주위의 압력에 미치는 영향을 보면, 팁 간격이 증가하여 누설 유동이 증가하면 흡입면과 압력면의 압력차가 전연 부근에서 감소함을 알 수 있었다. 누설 와류의 중심은 코드를 따라서 흡입면으로 부터 떨어져 나가면서 형성됨을 알 수 있었다. 누설 와류의 위치를 보면 팁 간격이 증가하면 와류 중심의 위치가 흡입면 쪽으로 이동하고, 흡입면에서 떨어진 거리도 날개 후반부에서 증가 폭이 커지는 포물선 형태로 증가함을 알 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권7호
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• pp.574-581
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• 2012

로터를 이용한 무인비행체는 노출된 블레이드로 운용 시 위험이 따른다. 반면 덕티드팬은 블레이드 주위를 덕트로 감싸 위험요소를 줄여주고, 동일 동력 하중을 사용한 로터보다 향상된 추력성능을 보인다. 본 논문에서는 덕티드 팬의 장점을 적용하고자 세 개의 덕티드 팬으로 구성된 삼중 덕티드 팬 비행체 형상을 제안한다. 크기가 동일한 두 개의 덕티드 팬과, 크기가 다른 한 개의 덕티드 팬으로 구성되며 3개의 덕티드 팬 중 하나는 추력 방향 조절을 통해 신속한 자세 제어가 가능하다. 삼중 덕티드 팬 비행체의 운동방정식을 유도 하였고, 리아푸노프 함수를 적용하여 시스템을 안정하게 하는 제어 입력을 도출하였다. 그리고 비행체 초기모델의 파라미터를 적용하여 비선형 모델 시뮬레이션을 통해 안정한 자세각이 출력됨을 확인하고 결과를 분석하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제16권6호
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• pp.73-78
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• 2012

This paper investigates the restart performance of sensorlessly controlled IPMSM Fan motor free-running in middle or high speed range just after inverter power off. There could be some difficulties to extract exact position information by using conventional sensorless control for restarting the motor because of stopped inverter operation. To solve this problem, we proposes to use low cost hall sensor. Using a hall sensor with SMO (Sliding Mode Observer) give us a solution to facilitate rotor position information extraction. The algorithm in this paper shows a certain way of the restarting method.

• 농업생명과학연구
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• 제50권2호
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• pp.187-194
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• 2016

본 연구는 무창돈사에서 최적 환경조절이 가능한 시스템을 구축하고자 환경조절이 가능한 모형돈사를 제작하여 온도분포특성을 분석하고 ICT 융합기술을 활용한 온도센서 위치 최적화 및 컨트롤 일체형 환기팬을 개발하고자 하였다. 팬 상부에 부착된 센서에 의해 측정된 온도는 다른 측점온도보다 1℃ 내의 낮은 온도차를 나타내어 측정오차를 고려할 때 온도센서가 팬 상부에 위치하여도 문제가 없을 것으로 판단되었다. 환기팬 성능은 최대 출력일 때 회전수 1920rpm, 송풍량 125㎥/min로 나타났으며, 최대 효율은 개방면적비 약 70%를 고려할 경우 사용된 환기팬의 적정 송풍량은 75㎥/min에 60pa로 나타났다. 댐퍼의 개방면적비가 약 70%일 때 환기팬의 동력과 상관없이 최대효율을 나타내었다. 팬의 출력별 회전수는 출력 100%일 때 최대 1,920rpm으로 나타났으며, 컨트롤러의 펄스 듀티비를 변화시킴에 따라 AC 출력 위상이 지연 없이 변화하는 것으로 나타나 빠른 응답속도로 팬 속도조절이 가능한 것으로 판단되었다.

• 유기물자원화
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• 제22권3호
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• pp.60-67
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• 2014

고층 공공주택의 화장실과 주방에 적용되는 배기 시스템은 기본적으로 두 종류의 환기팬이 적용된다. 가지 기본 유형의 지붕 팬이다. 그 하나가 자연 통풍력을 활용하는 무동력 팬이고 다른 하나는 자연 통풍력이 없을 때, 모터를 활용하여 강제로 구동하는 팬을 적용하는 방식이다. 자연/강제 겸용으로 지붕에 적용되는 환기팬은 회전축에 모터가 있습니다. 대한민국에는 많은 고층건물이 있다. 그러나 고층건물의 환기가 굴뚝효과에 의존된다고 판단하였기 때문에 이러한 건물의 실내에서 발생하는 오염물질의 제거에 대한 관심을 크게 갖지 않고 있다. 본 연구는 외기압력과 초고층아파트에 사용되는 배기연돌에 적용되는 차압에 의해 결정되는 연돌압력을 조사하기 위함이다. 본 논문은 화장실 배기풍량과 대기의 자연풍속을 변수로 하여 루프팬에 설치된 모타의 전력공급시간을 판단함으로써 기존 배기팬보다 향상된 배기효율을 예측하기 위해, 수행되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.749-762
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• 2019

최근 들어 대도시의 교통난 해소 및 녹지공간 확보를 위해서 도로의 지하화가 추진되고 있으며, 대형차 혼입률이 낮기 때문에 소형차 전용 도로터널로 계획되거나 건설되고 있다. 또한, 도시에 건설되고 있는 터널은 간선도로의 기능을 수행하기 위해서 장대화되는 추세이다. 따라서 환기시스템의 용량이 증대하고 다양한 환기방식이 요구되고 있으며, 환기기 운전비용 등 터널준공 후, 유지관리의 중요성이 부각되게 되었다. 따라서 환기기 소비전력의 절감을 위한 운전단계의 최적화나 환기기 운전제어로직에 대한 연구의 필요성이 증대하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 소형차 전용도로 터널에 ① 제트팬방식과 조합환기방식, ② 제트팬 + 공기정화방식, ③ 제트팬 + 수직갱방식, ④ 제트팬 + 급기반횡류환기방식을 적용하여 에너지 절약적인 환기기 운전을 실현하기 위해서 운전단계 및 제어로직 최적화 방안의 필요성에 대한 연구를 수행하였다. 연구의 결과로 조합환기방식의 터널의 경우, 다양한 운전조합이 있을 수 있으며, 발생되는 환기량이 동일할 지라도 운전조합에 따라 소요동력이 크게 차이가 나며, 일반적으로 수행하고 있는 제트팬 우선 운전방식보다는 축류팬을 우선 운전하는 것이 동력절감에 효과가 있는 것으로 나타났다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권6호
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• pp.642-648
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• 2015

최근 선박에서 에너지 절감에 대한 많은 연구가 수행되고 있다. 그러한 연구의 일환으로 선박의 고정적인 부하를 제외한 변동 부하를 파악하고 제어함으로써 선박의 에너지를 절감할 수 있다. 기관실 팬 시스템은 대표적인 변동부하 중 하나이다. 기존 선박에서는 기관실 팬을 특별한 지침 없이 실 경험에 의해 정격운전으로 운용하고 있다. 이에 본 논문에서는 기관실 팬의 특성을 파악하고, 에너지 관리 시스템 중 하나로 ERFCS(Engine Room Fan Control System) 및 ERFCS 알고리즘을 제안하였다. ERFCS는 온도 및 압력에 따라 팬의 속도를 제어하며 부하 변화에 따라 팬의 운전 대수를 1대에서 4대 사이로 조절한다. 또한 기관실 팬의 최소 회전속도를 50%로 제한하여 낮은 RPM(Revolution Per Minute)에서 기계적 마찰, 발열 등의 이유로 팬이 손상을 입거나 낮은 압력으로 팬에 서징(surging) 현상이 발생하지 않도록 한다. 제안된 알고리즘과 ISO 8861을 바탕으로 LabVIEW를 사용한 팬 제어 시스템 시뮬레이션을 개발하였다. 결론적으로, 구현된 시뮬레이션을 통해 제안된 팬 제어 시스템이 기존 사용 방식에 비해 46.4%만의 동력만으로도 운전이 가능함을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.13-16
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• 2007

본 연구에서는 무인기용 추진 시스템으로 연료전지를 사용하였다. 연료전지 추진 시스템은 고항속 무인기를 위한 고에너지 밀도를 갖는 이상적인 대체 동력원이다. 연료전지 동력 시스템은 기폰 배터리의 5배 이상의 에너지 밀도를 제공한다. 액체상태로 저장되는 수소화붕소나트륨을 수소원으로 사용하였다. 수소 생성 시스템은 촉매 반응기, 펌프, 연료, 카트리지, 분리기로 구성된다. 연료전지와 리륨-폴리머 배터리의 하이브리드 동력 관리 시스템이 개발되었다. 모터, 펌프, 팬은 연료전지 시스댐의 피트백 신호에 따라 배터리 동력으로 작동되고 배터리는 연료전지의 잉여 동력으로 재충전되었다.

• 기계저널
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• 제29권6호
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• pp.594-600
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• 1989

항공기용 원동기는 항공기를 추진시키기 위한 동력장치이다. 항공기가 추진력을 얻기 위해서는 프로펠러를 회전시켜 대량의 공기를 뒤로 가속시켜 그 반작용을 이용하는 방법과, 단순히 배기 가스를 뒤로 고속분사시켜 그 반작용을 이용하는 방법이 있다. 피스톤 엔진은 전자를, 터보 제트 엔진은 후자를 대표하고 있는데 두 가지 방법을 절충하여 터빈으로 프로펠러를 회전시키는 터보 프롭엔진과, 헬리콥터의 로우터를 회전시키는 터보 샤프트 엔진도 있다. 또 터보 제트 엔진과 터보 프롭 엔진의 증간성능을 꾀한 터보 팬 엔진이 있는데 효율이 아주 좋기 때문에 급속히 발 전되어 항공기용 원동기의 대명사격으로 현재 군용이나 민간기용으로 널리 사용되고 있다. 최 근에는 터보팬 엔진과 터보 프롭 엔진을 절충한 새로운 터보 프롭 APT (advanced turbo prop) 엔진의 실용화가 추진되고 있다. 이상과 같은 종류의 엔진 이외에도 항공기용 원동기에는 극히 제한된 용도에 쓰이는 램 제트와 펄스 제트 엔진 그리고 로켓 엔진 등이 있다. 원동기는 그 용 도에 따라 개발, 활용되는 것이기 때문에 오랜 역사를 지닌 피스톤 엔진은 아직까지도 경항공 기용 원동기의 주류를 이루고 있고, 앞으로도 터보 프롭 엔진과 더불어 나름대로 계속 활용될 것으로 전망된다.