• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 제17회 워크샵 및 추계학술대회
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• pp.112-121
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• 2005

본 연구는 2003년부터 2005년까지 2년간 에너지관리공단의 선행연구과제로서 진행되었으며 20 Watt 급 소형 연료전지에 수소를 공급할 수 있는 소형의 마이크로 채널 메탄올 개질장치를 개발하는 것을 목적으로 하였다. 개질장치는 개질기 본체, 여기에 반응열을 공급 해주는 촉매 연소기 그리고 연료를 증발시켜 주는 연료증발기의 세부분으로 구성되며 각 반응기의 개발 및 통합을 수행하였다. 반응기는 반응면적을 증가시키기 위하여 폭 $200{\sim}5000{\mu}m$, 필이 $200{\sim}5000{\mu}m$ 규모의 마이크로 채널 유로를 금속 박판을 화학 에칭하여 구현하였으며 이를 수십장 적층하여 전체 반응기를 제작하였다. 마이크로 채널표면에 내부 촉매 지지체를 먼저 코팅한 후 촉매를 코팅하는 방법을 사용하여 담지체 코팅으로 기하학적 표면적 대비 표면적이 10 배 이상 향상되는 우수한 결과를 얻을 수 있었고 촉매의 내구성이 월등히 향상 되었다. 저온 활성 촉매를 사용하여 $350^{\circ}C$ 이하에서 메탄을 전환율 90% 이상을 구현하였다. 실제 운전 후 측정 결과 개질 반응기의 부분별 온도차가 $20^{\circ}C$ 이내로 설계의 우수성을 확인하였다. 촉매 연소기를 이용한 개질 반응열 공급장치를 개발하여 20Watt 급 수소 생산을 위한 개질 반응기에 반응열을 공급하도록 하였다. 이와 함께 촉매 연소기를 이용한 연료 증발열 공급 장치 개발하여 개질기 공급 연료의 90% 이상이 기화되도록 하였다.

• Composites Research
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• 제14권6호
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• pp.9-15
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• 2001

본 연구에서는 복합재료로 만들어진 박판의 상자형 보에 대만 선형 정적해석을 수행하였다. 복합재료 보의 해석을 위해서 혼합 보 이론을 적용하였으며, 상자형 단면의 벽에 대해 설정이 가능한 여러 가지 구성방정식을 고려할 수 있도록 하였다. 굽힘-비틀림 혹은 인장-비틀림 연성을 갖는 단순한 적층 형상의 복합재료 강자형 보를 예로 들어 보의 정적 거동에 미치는 복합재료의 연성효과를 고찰하였다. 본 해석결과의 타당성을 검증하기 위만 방편으로 상용 구조해석 프로그램을 이용한 정밀 유한요소 구조해석을 수행하였다. 혼합 보 이론을 이용하여 복합재료 상자형 보에 대한 단면상수 등을 해석적으로 결정하였으며, 적절한 구성방정식의 설정 여부가 최종적인 해의 정확도를 결정하는 중요한 요소임을 보였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권2호
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• pp.113-120
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• 2010

마이크로채널 열교환기에서 R-134a의 증발열전달 특성에 관하여 실험적 연구를 수행하였다. 마이크로채널은 금속박판인 SUS304에 포토에칭 공정으로 식각되었으며, 13개의 금속박판은 차례로 적층되어 확산접합공정을 통하여 접합되었다. 본 연구에서는 R-134a의 증발온도, 질량유속 그리고 물의 입구온도의 변화에 따른 열전달 특성을 대향류 조건에서 실험하였다. 실험결과 R-134a와 물의 입구온도차가 클수록 증발열전달량은 증가하였으며, 증발열전달계수는 0.67 kW/$m^2{\cdot}^{\circ}C$에서 6.23 kW/$m^2{\cdot}^{\circ}C$이었다. 아울러 마이크로채널 열교환기에서 R-134a와 물의 열교환에 따른 증발열전달 특성에 영향을 미치는 Reynold수와 무차원 온도비 $\Theta$를 도출하여 Nusselt수에 관한 실험적 상관식을 제안하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권5호
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• pp.421-426
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• 2017

본 연구에서는 횡등방성 특성을 갖는 인쇄회로기판(PCB)의 물성 예측을 위한 방법을 제안하였다. 등방성 소재와 달리 횡등방성 소재의 물성 취득을 위한 별도의 시험기준은 없으며, PCB와 같이 적층된 형태의 박판 구조물에 대해서는 재료시험 또한 쉽지가 않다. 모달시험을 통해 취득한 모달 파라미터와 상용 소프트웨어인 $OptiStruct^{(R)}$의 치수 최적화 기법을 활용, 시험-해석 간 주파수 차이를 최소화시키는 강성행렬 성분을 도출하여 기계적 물성을 예측하였다. 또한 주파수 별 모드형상을 MAC(Modal Assurance Criteria) 값을 기준으로 비교, 검토하여 예측 물성에 대한 유효성을 확인하였다. 제안된 방법은 향후 PCB를 포함하는 전장제품의 설계검증을 위한 구조해석에 확대 적용될 것으로 기대한다.

• Composites Research
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• 제30권1호
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• pp.15-20
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• 2017

본 논문에서는 지능 구조물 작동기의 성능 향상을 위해 압전 단결정을 적용한 압전 복합재료 작동기 LIPCA-S2를 설계, 제작하고 성능을 측정하였다. 외팔보 형태로 고정된 LIPCA-S2의 끝단 변위를 예측하기 위하여 공급 전압에 대한 압전 재료 작동층의 변형을 기반으로 곡률 변화 예측 모델을 적용하였으며, 실제 작동기의 성능을 측정하여 두 결과를 비교하였다. 외팔보 상태의 LIPCA-S2의 끝단 처짐에 대한 결과를 비교하였을 때, 예측 결과가 측정 결과에 비하여 4배 정도 크게 예측되었음을 확인하였다. 각 결과의 차이는 LIPCA-S2 내부에 삽입된 압전 단결정에 작용하는 압축 응력에 대하여 압전 단결정 특성이 영향을 미치는 것이라 가정하여, LIPCA-S2를 제작하는 과정에서 발생된 잔류 응력과, 작동층에 전압을 가하며 작동기를 구동했을 때 발생하는 응력 변화를 고전 적층 이론을 통해 계산하였다. 박판 압전 단결정에 평면 방향으로 압축 응력이 변할 때, 압전 변형상수의 변화와 탄성계수의 변화를 측정하였고, 이러한 특성 변화를 고려한 새로운 예측 모델을 활용한 예측 결과는 실제 측정값에 근접함을 알 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권6호
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• pp.650-657
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• 2001

본 논문에서는 핵연료 피복재 튜브를 검사하기 위한 차폐된 관통형 원격장와전류 탐촉자의 설계과정을 설명하고, 이 탐촉자에 의한 결함신호의 특성을 조사하였다. 먼저, 자기 에너지가 튜브 내부로 관통될 수 있도록 여자코일 외부를 전기적으로 절연된 얇은 철 박판을 적층시켜 차폐시켰다. 그리고 유한요소 해석을 통하여 차폐의 효과와 탐상 주파수를 연구하였으며, 센서코일의 위치를 결정하였다. 그러나 이렇게 설계된 탐촉자를 사용하여 예측된 결함신호는 센서코일이 결함을 지날 때의 결함지시가 명확하지 않았으며, 여자코일이 결함을 지날 때의 결함지시도 차폐체로부터의 영향이 나타나는 등 여자코일로부터 자속이 직접적으로 센서코일에 영향을 미친다는 사실을 알게 되었다. 따라서 센서코일도 여자코일과 같은 형태로 차폐시켰는데 이 차폐의 효과는 놀라울 정도로 결함신호의 특성을 향상시켰다. 최종적으로 설계된 탐촉자를 사용하여 수치 모델링을 수행한 결과는 관내삽입 원격장와전류 탐촉자를 사용하였을 때의 신호와 매우 흡사한 신호특성을 보였다. 즉, 위상신호는 내부결함과 외부결함에 대하여 거의 동일한 민감도를 보였으며, 위상신호의 세기와 결함의 깊이 사이에 선형적인 관계가 있음이 관찰되었다.

• 디자인학연구
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• 제17권4호
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• pp.241-250
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• 2004

이 논문은 현재에 통용되고 있는 동합금판 C2200, C5210, C7701, C8113 등의 특징 및 용도와 소재의 재질적 특성을 data화하였고, 그 표현의 가능성을 조사하여 수치화하였고, 그 기법실험의 1단계로서 일반접합과 TIG 접합에 대하여, 2단계 실험으로서 망상조직기법과 전해주조기법에 대하여 농하였으며, 이 기법을 응용한, 연구작품의 3가지 사례를 다루었다. 이 때 사용한 동합금은 (주)풍산금속 소재기술연구소 이동우 박사가 지원한 4가지 동합금, 즉 단동, 스프링용 인청동, 스프링용 양백, 백동을 사용하여, 적층기법, 망상조직기법, 융합기법, 전해주조기법을 작품에 따라서 통합 또는 부분적으로 적용시켰다. C2200 의 경우, 황동은 2mm이하의 박판(薄板)에서는 교류 TIG 용접법이 좋으며 그 이상에서는 직류 정극성 TIG 용접법으로, 용접에 의한 잔류 응력부식을 열처리를 250~300도에서 행한다. C5210 의 경우는 고온의 환원성기(還元性氣)중에서도 수소(水素) 취성이 없고 고온에서 O를 흡수하지 않으며, 경화(輕化) 온도도 약간 높아, 용접용으로 매우 적합하다. 일반적으로 Sn을 2-9% P를 0.03-0.4%정도 포함하고 있는데, Sn의 함유량이 증가함에 따라 응고 온도 범위가 광범위해졌으며 용접후의 냉각 시, 열분열 방지에는 TIG용접의 용접속도를 빠르게, 용융지(溶融池)를 작게, 예열 온도는 200도로 하는 것이 좋다. C7701의 경우는 조성범위가 10-20% Ni, 15-30% Zn의 것이 많이 사용된다. 약 30% Zn 이상이 되면(${\alpha}+{\beta}$) 조직이 되어 점성이 낮아지고 냉간 가공성은 저하하나 열간 가공성은 좋다. 양백은 또한 전기저항이 높고 내열, 내식성이 좋다. C8113의 경우는 내해수성, 내마모성이 우수하며 고온 강도가 높고 백동은 10-30% 니켈을 포함하며 완전히 고용(固溶)해서 단상(單相)이 된다. 이 때문에 결정입(結晶粒)도 크게 되기 쉬우며, 구속이 강한 경우 미량의 Pb, P, S라는 분열 감수성이 높아진다.