• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.258-258
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• 2022

물넘이 형식에는 수문과 밸브로 조절할 수 있는 조절형식, 개수로 및 관수로 형식의 자연적으로 수위조절이 되는 비조절형식, 레버린스(Labyrinth), 피아노건반(Piano Key Weir), 사이펀(Siphon) 등의 특수형식으로 구분할 수 있다. 이 중에서 피아노건반 물넘이는 레버린스 물넘이를 피아노건반 모양으로 개량한 것으로 2003년 알제리 Biska 대학의 Quamane 교수에 의해 제안되었다. 제한된 물넘이 폭에 물넘이의 길이를 연장하여 방류능력을 증가시키는 효과를 나타내는 물넘이 형식으로 여수로의 월류수심을 낮게 유지하면서 방류량을 증가시킬 수 있다. 피아노건반 물넘이는 2006년에 프랑스에서 최초로 적용되었으며, 현재까지 약 30여 지역(프랑스, 베트남, 호주 등)의 댐에 적용되었다. 본 연구에서는 국내 저수지를 대상으로 여수로에 피아노건반 물넘이를 적용하여 방류능력과 수리적 안정성 검토를 위해 농어촌연구원 국제융합수리시험센터에서 수리모형실험을 수행하였다. 농어촌연구원은 2018년도에 기존 수리모형실험 시설을 확장하여 가로 250m, 세로 102m의 국내 최대규모의 실내 수리모형실험 시설을 준공하였고, 대형유사순환수로, 고정식 급경사수로, PIV 전용실험수로 등 기능별 7종의 실험수로를 갖추고 있다. 수리실험은 Froude 상사에 의한 축척을 적용하여 모형을 제작하였고, 기존의 수리시설과 하류하천까지 포함하여 70m(L)×20(B)×2m(H) 규모이다. 실험은 유량을 다양하게 변화시키면서 수위-방류량을 검토하였고, PMF 홍수위에서 방류량이 배제 가능한지 검토하였다. 또한, 물넘이의 안정성 검토를 위한 접근유속을 게측하였고, 물넘이를 통해 월류하는 흐름의 유황을 분석하여 수리학적으로 안정한 흐름이 발생하는지 검토하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.58-58
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• 2017

점적 호스의 원통형 미로 구조물내의 유동특성을 분석하기 위해 금속판에 동일한 구조의 미로가 가공된 시험부를 활용하여 압력과 유량의 변화에 대한 실험을 CFD 해석하였다. 해석은 미로의 길이에 따른 유량 특성을 정밀하게 분석하기 위해 전체 미로에 구간별 총 8개의 배출구를 배치하고 밸브 조절을 통해 구간별 압력에 따른 유량을 측정함으로서 실험에 의한 압력과 유량의 관계를 검증하고 새로운 경질 미로를 설계하는데 응용하고자 한다. 경질 미로의 이론적인 해석에서 정밀도가 실험을 대신할 가능성이 있는지에 관심을 두었다. 점적관수의 경질 미로는 디자인을 달리함으로써 성능이 높고 미세한 스케일이 침착되지 않는 고성능의 점적관수 장치의 개발이 가능할 것으로 판단하였다. 미로 입구의 공급 유체 압력(Gauge pressure)을 0.5, 1.5, 2.5, 3.0 bar로 나누어 공급하였으며, 8개의 구간별 유출되는 유량은 전자저울에서 측정하였다. 향후 최적 미로의 새로운 설계를 위해 미로구조 전체를 CFD 해석하였고 그 결과를 실험치와 비교 분석하였다. 또한 경질 미로내 각 구간별 세부적인 유동구조를 분석하였고 해석결과와 실험결과를 통해 향후 새로운 경질 구조의 개발이 가능 할 것으로 판단되었다. 경질 미로의 입구압력에 따른 미로의 길이 #1과 #2에 대한 CFD 분석에서는 전체적으로 경질 미로에 압력이 증가할수록 미로의 유체 속도가 증가됨을 알 수 있었으며 이것은 #2에서도 거의 같은 양상을 나타내었다. 미로 통로에서는 와류로 인한 이물질의 멈춤 현상이 발생하지 않을 만큼 흐름이 원활함을 알 수 있었다. 미로의 길이 #3과 #4에 대한 CFD 분석과 미로의 길이 #5와 #6에 대한 CFD 분석에서는 압력이 증가하고 미로의 길이가 길어질수록 속도에도 영향을 미치고 있는 것으로 나타났으며 미로와 미로 사이의 넒은 통로에서는 유속이 크게 떨어지고 있음을 알 수 있었다. 따라서 이 부분에는 유체속의 이물질이 침착할 수 있는 가능성이 있으며 통로가 좁은 곳에서는 유속이 증가되는 것으로 나타났다. #7과 #8은 미로의 상하단으로 유출되는 부분의 차이이므로 실질적으로 해석의 결과는 차이가 없었다. 경질 미로에 대한 압력에 따른 미로의 길이별 유출량은 지수적인 반비례 현상을 나타내어 앞서 실험한 연구의 결과와 1~2% 오차 범위에서 잘 일치하였다. 따라서 점적 호스의 경질 미로에 대한 설계는 이론적인 해석을 통하여 새로운 디자인이 가능할 것으로 판단되었다. 경질 미로의 미로의 길이에 따른 CFD 분석의 결과는 실험적인 유출량의 값과 거의 일치하였다. 미로와 미로 사이의 넒은 통로에서는 유속이 크게 떨어져 이물질들이 침착될 가능성이 있었으며 실질적으로 넓게 설계하는 것이 유리하지 않을 것으로 판단되었다. 경질 미로에 대한 압력에 따른 미로의 길이별 유출량은 지수적으로 반비례 하였으며 점적 호스의 경질 미로에 대한 새로운 설계는 이론적인 해석을 통하여 가능할 것으로 판단되었다.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.161-161
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• 2017

스마트 시설환경의 제어 요소는 난방기, 창 개폐, 수분/양액 밸브 개폐, 환풍기, 제습기 등 직접적으로 시설환경의 조절에 관여하는 인자와 정보 교환을 위한 통신, 사용자 인터페이스 등 간접적으로 제어에 관련된 요소들이 복합적으로 존재한다. PID 제어와 같이 하는 수학적 논리를 바탕으로 한 제어와 전문 관리자의 지식을 기반으로 한 비선형 학습 모델에 의한 제어 등이 공존할 수 있다. 이러한 다양한 요소들을 복합적으로 연동시키기 위해선 기존의 시퀀스 기반 제어 방식에는 한계가 있을 수 있다. 관행의 방식과 같이 시계열 상에서 획득한 충분한 데이터를 이용하여 제어의 양과 시점을 결정하는 방식은 예외 상황에 충분히 대처하기 어려운 단점이 있을 수 있다. 이러한 예외 상황은 자연적인 조건의 변화에 따라 불가피하게 발생하는 경우와 시스템의 오류에 기인하는 경우로 나뉠 수 있다. 본 연구에서는 실시간으로 변하는 시설환경 내의 다양한 환경요소를 실시간으로 분석하고 상응하는 제어를 수행하여 수학적이며 예측 가능한 논리에 의해 준비된 제어시스템을 보완할 방법을 연구하였다. 과거의 고성능 컴퓨팅(HPC; High Performance Computing)은 다수의 컴퓨터를 고속 네트워크로 연동하여 집적적으로 연산능력을 향상시킨 기술로 비용과 규모의 측면에서 많은 투자를 필요로 하는 첨단 고급 기술이었다. 핸드폰과 모바일 장비의 발달로 인해 소형 마이크로프로세서가 발달하여 근래 2 Ghz의 클럭 속도에 이르는 어플리케이션 프로세서(AP: Application Processor)가 등장하기도 하였다. 상대적으로 낮은 성능에도 불구하고 저전력 소모와 플랫폼의 소형화를 장점으로 한 AP를 시설환경의 실시간 제어에 응용하기 위한 방안을 연구하였다. CPU의 클럭, 메모리의 양, 코어의 수량을 다음과 같이 달리한 3가지 시스템을 비교하여 AP를 이용한 마이크로 클러스터링 기술의 성능을 비교하였다.1) 1.5 Ghz, 8 Processors, 32 Cores, 1GByte/Processor, 32Bit Linux(ARMv71). 2) 2.0 Ghz, 4 Processors, 32 Cores, 2GByte/Processor, 32Bit Linux(ARMv71). 3) 1.5 Ghz, 8 Processors, 32 Cores, 2GByte/Processor, 64Bit Linux(Arch64). 병렬 컴퓨팅을 위한 개발 라이브러리로 MPICH(www.mpich.org)와 Open-MP(www.openmp.org)를 이용하였다. 2,500,000,000에 이르는 정수 중 소수를 구하는 연산에 소요된 시간은 1)17초, 2)13초, 3)3초 이었으며, $12800{\times}12800$ 크기의 행렬에 대한 2차원 FFT 연산 소요시간은 각각 1)10초, 2)8초, 3)2초 이었다. 3번 경우는 클럭속도가 3Gh에 이르는 상용 데스크탑의 연산 속도보다 빠르다고 평가할 수 있다. 라이브러리의 따른 결과는 근사적으로 동일하였다. 선행 연구에서 획득한 3차원 계측 데이터를 1초 단위로 3차원 선형 보간법을 수행한 경우 코어의 수를 4개 이하로 한 경우 근소한 차이로 동일한 결과를 보였으나, 코어의 수를 8개 이상으로 한 경우 앞선 결과와 유사한 경향을 보였다. 현장 보급 가능성, 구축비용 및 전력 소모 등을 종합적으로 고려한 AP 활용 마이크로 클러스터링 기술을 지속적으로 연구할 것이다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.13 no.3
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• pp.1255-1262
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• 2012

Look into the nuclear power plant of Wolsong currently, it is controlled in order to required operating pressure with PI controller. PI controller has a simple structure and satisfy design requirements to gain setting. However, It is difficult to control without changing the gain from produce changes in parameters such as loss of the valves and the pipes. To solve these problems, the dynamic change of the PI controller gain, or to compensate for the PI controller output is desirable to configure the controller. The aim of this research and development in the parameter variations can be controlled to a stable controller design which is reduced an error and a vibration. Proposed PI/NN control techniques is the PI controller and the neural network controller that combines a parallel and the neural network controller part is compensated output of the controller for changes in the parameters were designed to be robust. To directly evaluate the controller performance can be difficult to test in real processes to reflect the characteristics of the process. Therefore, we develope the simulator model using the real process data and simulation results when compared with the simulated process characteristics that showed changes in the parameters. As a result the PI/NN controller error and was confirmed to reduce vibrations.

• Journal of the HCI Society of Korea
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• v.1 no.2
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• pp.19-26
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• 2006

This paper presents a novel pneumatic tactile display that can deliver some useful information. The air-jet display forms 5 by 5 arrays and features air nozzles with an external diameter of 2.4mm and internal diameter of 1.5 mm. In comparison with other tactile displays such as vibrotactile, there is little concrete psychophysical data relating to pneumatic displays, a fact which hinders their adoption. This paper addresses this challenge, and presents brief psychophysical studies examining localization rate, the two point threshold, stimulus intensity and the temporal threshold of cues produced by pneumatic air jets. Two groups of subjects were used in these studies, subsequently termed groups A and B. Both were comprised of eight participants. In the case of localization study we obtained 58.13% and 85.9% of localization rates each for dense display and sparse display. Two-points threshold test showed the length of gap between two air-jet stimuli which subjects can detect. However, it was formidable to find out precise temporal resolution of PTI owing to the limitation of capability of the pneumatic valves. Lastly, the results of stimulus intensity study suggest that by varying the size of a pneumatically created tactile stimulus, we can effectively vary its perceived magnitude.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.40 no.1
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• pp.39-45
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• 2016

Thermal management of a fuel cell is important to satisfy the requirements of durability and efficiency under varying load conditions. In this study, a linear state feedback controller was designed to maintain the temperature within operating conditions. Due to the nonlinearity of automotive fuel cell system, the state feedback controller results in marginal stable under load condition from $0.5A/cm^2$ to $0.7A/cm^2$. A PWM (Pulse Width Modulation) and the modified state feedback controller are applied to control the temperature under the load condition from $0.5A/cm^2$ to $0.7A/cm^2$. The cooling system model is composed of a reservoir, radiator, bypass valve, fan, and a water pump. The performance of the control algorithm was evaluated in terms of the integral time weighted absolute error (ITAE). Additionally, MATLAB/SIMULINK$^{(R)}$ was used for the development of the system models and controllers. The modified state feedback controller was found to be more effective for controlling temperature than other algorithms when tested under low load conditions.

• Journal of Energy Engineering
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• v.25 no.4
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• pp.124-132
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• 2016

In order to estimate the effect of flow distributors connected to an upper nozzle of CMT(Core Makeup Tank) on the thermal-hydraulic characteristics in the tank, a simplified 2 inch Small Break Loss of Coolant Accident(SBLOCA) was simulated by skipping the decay power and Passive Residual Heat Removal System(PRHRS) actuation. The CMT is a part of safety injection systems in the SMART (System Integrated Modular Advanced Reactor). Each test was performed with reliable boundary conditions. It means that the pressure distribution is provided with repeatable and reproducible behavior during SBLOCA simulations. The maximum flow rates were achieved at around 350 seconds after the initial opening of the isolation valve installed in CMT. After a short period of decreased flow rate, it attained a steady injection flow rate after about 1,250 seconds. This unstable injection period of the CMT coolant is due to the condensation of steam injected into the upper part of CMT. The steady injection flow rate was about 8.4% higher with B-type distributor than that with A-type distributor. The gravity injection during hot condition tests were in good agreement with that during cold condition tests except for the early stages.

• Journal of Energy Engineering
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• v.26 no.3
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• pp.64-70
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• 2017

The concept of Hybrid Safety Injection Tank (Hybrid SIT) proposed by the Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) has been introduced for the purpose of application to the Advanced Power Reactor Plus (APR+). In this study, the SBO situation of the APR+ was analyzed by using the MARS-KS code in order to evaluate whether the operation of the Hybrid SIT has an effect on the cooling performance of the Reactor Coolant System (RCS). According to the analysis, when the actuation valve on the pressure balancing line (PBL) is opened, the Hybrid SIT's pressure rises rapidly, forming equilibrium with the RCS pressure; subsequently, a flow is injected from the Hybrid SIT into the reactor vessel through the direct vessel injection (DVI) line. The analysis showed that it is possible to keep the core temperature below melting temperature during the operation of a Hybrid SIT.

• Journal of Digital Convergence
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• v.14 no.11
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• pp.257-265
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• 2016

The purpose of this study was to develop a strainer that could protect a flow system by blocking the introduction of foreign substances into the pipe of industrial or architectural facilities. Strainers are installed at the front tip of valves, machines, or pumps in the piping line of clean water, oil, or gas. There are Y-type, U-type, and T-type strainers. The study identified problems with the Y-type strainers, develop a "C-type strainer with its inlet and outlet on a straight line" as a more improved new model, and compared them in functions in a full-scale strainer test. The study conducted a full-scale strainer test according to four situations at the flow laboratory of Korea Research Institute of Standards and Science by using the old Y-type strainer and C-type strainer 50A. The test results show that the C-type strainer had a higher capacity coefficient(Kv) than the Y-type one, recording 74.9% when there was no screen, 54.5% when there were no foreign substances in the screen, 54.2% when there was a 15% accumulation of foreign substances, and 52.4% when there was a 30% accumulation of foreign substances. The investigator conducted a test only with the 50A type due to the limitations of life-size strainers, but the results demonstrate that the C-type strainer had better flow characteristics than the Y-type one.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.40 no.9
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• pp.733-742
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• 2016

In recent years, gas engines fueled with LNG or synthetic gas have been attracting considerable attention for marine use owing to their potential to facilitate better fuel economy and to reduce emissions. It has been confirmed that gas engines using the Otto cycle, which involves premixed combustion, can satisfy Tier III regulations without the EGR or SCR system. The objective of this study is to acquire simulation technologies for predicting gas engine performances in industrial fields. Using the commercial software BOOST, the simulation is conducted on a gasoline engine rather than a marine engine due to the gasoline engine's easier accessibility. This study consists of two stages. In the first stage published previously, the optimal modeling techniques for representing the behavior of the gas in the intake and exhaust systems were determined. In the current study, we formulated a method to evaluate the combustion and heat transfer processes in the cylinder and to ultimately determine the major performance parameters, given that the analytical model derived from the previous stage has been applied. Through this study, we were able to determine a combustion and heat transfer model and a valve discharge coefficient that are less reliant on empirical data: we were also able to formulate a methodology through which relevant constants are decided. We confirmed that the values of transient cylinder pressure variation, indicated mean effective pressure, and air supply can be successfully predicted using our modeling techniques.