• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.315-318
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• 2007

MATLAB/$SIMULINK^{TM}$ 환경 기반에서 일반적인 터보 축 엔진의 천이상태 및 시동 특성 해석을 위한 동적 시뮬레이션을 수행하였다. 터보축 엔진 구성품을 열역학 및 로터 동역학적인 관계식을 이용하여 모델을 구성하였다. 엔진 시동 특성은 보조동력장치에서 발생한 축력을 엔진 터빈에 전달시켜 엔진 각 구성품에서의 압력, 온도 및 축력의 변화 등에 대한 해석을 수행하였으며, 정상상태에서 작동 중인 모델엔진의 연료유량 변화에 대한 엔진 작동상황을 모사해 봄으로써 엔진 천이 특성에 대한 해석을 수행하였다. 향후, 엔진 제어기능을 기본 모델에 추가함으로써 보다 다양한 엔진 성능 시뮬레이션이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권6호
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• pp.365-371
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• 2019

본 연구에서 SiO₂ 증착용 확산 화염 버너의 연료와 산소의 비율 변화에 따른 화염의 온도 분포를 전산 유체 해석을 수행하였다. 이는 친환경 원료물질을 이용한 광섬유 제조용 SiO₂ 프리폼 증착 공정을 시뮬레이션하기 위한 전단계에 해당한다. 예혼합 연소를 모델링하기 위해서 열 유동, 대류 및 화학 반응을 고려하였고 Reynolds-averaged Navier-Stokes 방정식과 k-ω 모델을 사용하였으며, 실제 화염의 온도 분포와 형상을 비교하여 연소 모델링의 적절성을 확인하였다. 결과적으로 화염의 온도 분포는 보조 산소의 유량이 증가하면 노즐 표면으로부터 최고 온도까지의 거리가 증가하는 경향성을 보였다. 또한 혼합 가스의 당량비가 큰 연소 반응에서 불완전 연소로 인한 온도 분포의 폭이 크게 나타나는 것을 확인하였다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제17권2호
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• pp.419-455
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• 2008

이 논문은 심야전력제도의 경제성 환경성 형평성을 평가하고, 이를 토대로 심야전력제도가 전력 및 가스수급계획 등 국가 에너지정책에 미치는 작용을 분석하였다. 분석 결과에 따르면, 심야전기난방은 등유난방에 비해 연간 약 6~8억 달러의 연료낭비, 약 2배의 온실가스 배출, 1.4조 원의 소비자 부담증가를 유발하고 있다. 뿐만 아니라 심야전력제도는 동절기 LNG 수급교란을 유발함과 동시에 장기전원계획, 가스수급계획, 온실가스감축 등 국가에너지정책에도 부정적인 효과를 야기한다. 요컨대 심야전력제도는 우리나라 에너지정책의 두 가지 기본축인 지속가능한 에너지체제와 에너지안보에 정면으로 위배되며, 문제해결을 위해서는 등유세제와 심야건기요금의 통합조정에 기초한 신규수요의 억제조치와 기존 수용가의 등유전환 프로그램을 병행하는 것이 바람직하다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.114-120
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• 2006

The basic effects of hydrogen addition for engine performance and emission were investigated in single cylinder research engine. Seven commercial injectors were tested to choose a suitable injector for hydrogen injection prior to its engine implementation. The hydrogen fuel leakage and flow rate were evaluated for each injector and KN3-1(Keihin, CO.) showed the best performance for hydrogen fuel. At the higher excess air ratio(${\lambda}=1.7$, 2.0), the better combustion stability was found with hydrogen addition even though its effect was small at lower excess air ratio (${\lambda}=1.0$, 1.3). Stable operation of the engine was even guaranteed at ${\lambda}=2.0$, if the amount of hydrogen gas was near 15% of total energy. In the lean region, ${\lambda}>1.3$, thermal efficiency was improved slightly while it was not clearly observed at ${\lambda}=1.0$, 1.3. It is considered that, in some cases, high temperature environment due to hydrogen combustion caused further heat loss to surroundings. Except for ${\lambda}=1.0$, with larger amount of hydrogen addition, CO was reduced drastically but it was emitted more at the leaner region. Nitric oxides(NOx) was increased a little more with hydrogen addition at ${\lambda}=1.0$, 1.3. However, at ${\lambda}>1.3$ its relative amount of emission was low. In addition, the amount of NOx was continuously decreased with hydrogen addition, but, at ${\lambda}=2.0$ the amount of NOx was lowered to 1/100 of that of ${\lambda}=1.0$. THC emission was significantly increased as air/fuel ratio was raised to leaner region due to misfire and partial burn.

• 디지털융복합연구
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• 제19권11호
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• pp.301-313
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• 2021

자동차 산업은 차량 소유에서 공유로, 그리고 제조에서 서비스로의 패러다임 전환을 맞이하고 있다. 그러나 스마트 모빌리티 서비스의 경제적 가치가 항상 사용자에게 긍정적이라고 단정하기는 어렵다. 차량 소유 또는 공유와 관련된 비용은 서비스 혜택의 관점뿐만 아니라 잠재적인 사용자의 관점에서도 추정하기가 매우 어렵다. 따라서 본 연구는 비용 측면에 초점을 맞춰 전동화, 첨단 운전 보조 시스템(ADAS), 그리고 승차 공유 서비스 참여라는 세 가지 주요 요소를 기반으로 비용 추정 모델을 개발한다. 모델 분석 결과 단순 비용의 관점에서는 전동화, 승차 공유 참여 등 비용 혜택을 받는 경우 결과적으로 낮은 비용이 추정되었고, 추가로 민감도 분석을 통한 다양한 요인에 대한 분석을 시행하였다. 본 연구의 결과는 스마트 모빌리티 서비스 시장에서 잠재적 사용자와 제조업체를 위한 비용 예측 및 전략에 대한 유용한 통찰력을 제공할 수 있다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제29권1호
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• pp.31-48
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• 2024

글로벌 자동차 산업은 연결, 자율주행, 공유, 전동화 등의 주요 방향 아래 지속적으로 발전하고 있으며, 국내 자동차 산업 또한 기존의 전통적인 자동차 부품 제조로부터 미래 트렌드에 부합하는 전략적인 업의 전환을 꾀하고 있다. 본 연구에서는 2013년부터 2021년까지 산업통상자원부에서 지원한 미래 자동차 분야 연구개발 과제를 대상으로 토픽 모델링을 수행하였다. 해당 기간을 3개 기간으로 구분하여 주요 토픽의 변화를 분석하였다. 센서와 통신, 운전자 보조 기술, 배터리 및 전력 기술은 전 기간 동안 지속적인 주요 토픽으로 나타났으며, 고강도 경량 차체와 같은 주제는 1기에서만 관찰되었다. 한편, AI, 빅데이터, 수소 연료전지와 같은 주제는 2기와 3기에 점점 더 중요한 토픽으로 부상하였다. 또한, 토픽별 정부 투자액과 투자 증가율을 기준으로 각 기수별 집중 투자 분야를 분석하였다. 이러한 연구 결과는 향후 자동차 분야의 정책 수립 및 연구개발 전략 마련 시 기초 자료로 활용될 것으로 예상되며, 증거 기반의 정책 수립과 결정에 기여할 것으로 기대된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권2호
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• pp.197-206
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• 2023

최근 국제해사기구(IMO)를 비롯한 국제사회에서 선박의 대기오염 배출 규제를 강화하고 있으며, 배기가스 배출을 줄이기 위한 친환경 선박 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 그중에서도 풍력 보조 선박추진 시스템 중 하나인 로터 세일(Rotor Sail, RS)이 다시금 주목받고 있다. RS는 선박 데크에 설치되는 원통형 실린더 장치로 마그누스 효과를 사용하여 유체 동역학적 양력을 생성하는 장치이다. 이는 차세대 친환경 보조 추진 기술 중 하나이며, RS 적용 선박을 개발한 Enercon 사(社)에서는 약 30% 이상의 연료 절감이 가능하다고 발표했다. 본 연구에서는 다중 RS를 선박에 설치할 경우 RS 간격 및 배열 형태와 같은 최적의 설치 조건을 선정하고자 하였으며, RS 배열에 따른 유동특성을 확인하기 위하여 AR(Aspect Ratio) = 5.1, SR(Spin Ratio) = 1.0 및 로터세일 지름과 엔드 플레이트 지름 비(D_e/D)= 2.0 로 고정하고 자유 유속 U = 5 m/s로 풍향은 +y 축 단방향에 대한 조건만 고려하였다. 배열 조건은 횡방향 거리는 +x 축 방향으로 3D ~ 15D까지 3D 간격으로 총 5가지 조건을, 종방향 거리는 +y 축 방향으로 5D ~ 25D까지 5D 간격으로 총 5가지 조건을 설정하였으며, 사각 형태(□)와 마름모 형태(◇) 배열에 따른 양력계수(C_L), 항력계수(C_D)와 공기역학적 효율(C_L/C_D)을 비교하였다. 결과적으로 종방향 간격에 따른 RS의 영향은 크게 차이가 없었으나, 횡방향 간격에 따른 RS 유동특성의 경우 두 RS가 바람 방향에 거의 일치할 때 RS의 상호작용 효과가 가장 크게 나타났다. 배열에 따른 RS 유동특성의 경우, 전방(0°) 방향에서 바람이 불 때 마름모 형태(◇) 배열이 RS 간의 후류 영향을 가장 덜 받는 것으로 나타났다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.61-70
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• 2004

본 논문은 기상 예보 및 목측 관측의 파랑 정보를 이용한 운항 선박의 최적 항로 평가 시스템 개발에 관한 내용을 다룬다. 예로부터 선장 및 항해사는 경험적으로 기상과 선박 상태를 고려하여 최적의 항로를 선택하여 항해하여 왔다. 이는 선장의 경험을 바탕으로 해류나 파랑에 대한 기상 예보 정보를 활용하여 최적항로를 결정하는 것으로 아직까지 선상에서 항로 결정을 보조해주는 디지털화한 시스템은 그 사례를 찾아보기 힘들다. 본 논문에서는 선박의 운항 효율성과 안전성 관점에서 구성되어져 있는 선상 최적 항로 평가 시스템을 소개한다. 효율적인 항해를 위해서는 도착예정시간 및 연료소모량을 최소로 하는 최적 항로를 구한다. 이는 선박의 파랑 중 부가저항에 기초를 둔 선속 저하 및 마력 증가를 고려하여 계산한다. 안전성 관점에서는 3D 판넬법에 기초를 둔 선박의 내항 계산을 본 시스템에서 구현하여 내항 평가를 수행한다. 기본적으로 기상 예보는 본 시스템을 구동하기 위해 우선적으로 준비되어져야만 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.1-7
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• 2017

분무식 노즐(spray nozzle)은 액체의 표면을 증가시키기 위해 에너지를 공급하여 액체를 다수의 액적으로 미립화시키는 장치로 연소과정에서의 연료의 미립화 또는 표면이나 입자의 코팅 등 여러 산업분야에 다양한 목적으로 응용된다. 초음파 미립화 노즐은 진동 발생장치로부터 고진동수의 전기에너지를 받아 같은 진동수의 기계적 에너지로 변환시키는 변환기를 갖고 있다. 변환된 에너지를 액체에 부가하여 고주파 진동에 의해 미세한 액적을 생성하여 분사한다. 코팅작업에서 가압되지 않은 저속의 분무는 액적이 튕겨나가지 않고 표면에 달라붙어 과도하게 분사되는 양을 줄일 수 있다. 초음파 미립화 노즐은 초음파 진동부 외벽에 공기를 공급해 줄 수 있는 공간을 통해 생성된 보조 공기흐름을 이용하여 저속의 액적을 운반하여 분무특성이나 분무형상을 조절할 수 있다. 따라서 주위 공기의 흐름을 이용하여 원하는 분무특성을 얻을 수 있다. 본 연구에서는 액적의 분사 운동을 모사하기 위해 라그랑지안 분산상 모델(DPM)을 적용한 상용코드 FLUENT를 사용하여 액적 주위의 공기흐름을 동반하는 초음파 미립화 노즐을 해석하였다. 노즐 수축부 형상, 액적의 크기 그리고 공기 측 압력차의 크기를 변화시키며 수치해석을 수행하여 코팅용 분무를 위한 최적 조건을 연구하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제28권10호
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• pp.833-841
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• 2004

본 논문은 기상 예보 및 목측 관측의 파랑 정보를 이용한 운항 선박의 최적 항로 평가 시스템 개발에 관한 내용을 다룬다. 예로부터 선장 및 항해사는 경험적으로 기상과 선박 상태를 고려하여 최적의 항로를 선택하여 항해하여 왔다. 이는 선장의 경험을 바탕으로 해류나 파랑에 대한 기상 예보 정보를 활용하여 최적항로를 결정하는 것으로 아직까지 선상에서 항로 결정을 보조해주는 디지털화한 시스템은 그 사례를 찾아보기 힘들다. 본 논문에서는 선박의 운항 효율성과 안전성 관점에서 구성되어져 있는 선상 최전 항로 평가 시스템을 소개한다. 효율적인 항해를 위해서는 도착예정시긴 및 연료소모량을 최소로 하는 최적 항로를 구한다. 이는 선박의 파랑 중 부가저항에 기초를 둔 선속 저하 및 마력 증가를 고려하여 계산한다. 안전성 관점에서는 3D 판넬법에 기포를 둔 선박의 내항 계산을 본 시스템에서 구현하여 내항 평가를 수행한다. 기본적으로 기강 예보는 본 시스템을 구동하기 위해 우선적으로 준비되어져야만 한다.