• 항공우주기술
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• 제13권1호
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• pp.70-75
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• 2014

액체 로켓 엔진에 대한 에너지 밸런스 해석, 모드 해석, 비정상 해석 프로그램을 소개하였다. 유사 프로그램에 대한 결과, 공개된 실험 결과와 비교하여 해석 방법을 검증하였다. 에너지 밸런스 해석은 초기 개발 단계에서 활용된다. 모드 해석은 엔진 작동 조건, 시험조건 설정 및 엔진 성능 분산 분야에 활용된다. 비정상 해석을 통하여 추진제 유량, 추력, 비정상 조건에 대한 임펄스를 예측할 수 있다. 비정상 해석은 시동/종료 시퀀스 설정에 필수적이다. 본 해석 프로그램들은 한국형 발사체 엔진 개발에 활용될 것이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권5호
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• pp.563-569
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• 2012

추력 30톤급 액체로켓엔진에 대한 에너지 밸런스 해석을 수행하였다. 추력-연소압 관계, 추력-추진 제유량 관계 및 연소압-연료펌프상승 관계를 문헌에 공개된 실존 로켓엔진에 대한 데이터베이스와 비교하였다. 참고문헌의 분류에 따른 구형 설계보다 연소압이 높으며 이는 고성능 지향적이라는 의미를 가진다. 추력-추진제유량 비율은 기존엔진과 유사한 수준이었으며 이는 통상 수준의 비추력 성능을 의미한다. 연소압을 감안한 연료펌프의 압력상승은 높은 수준이며 이는 본 연구의 고려 대상인 엔진이 지상시험용으로서 차압설정이 최적화되지 않았기 때문이다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.3518-3523
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• 2007

An analysis program of specific impulse has been developed for a gas generator cycle rocket engine. The program has been verified by comparing the published performance data of the same cycle engine with RP-1 as fuel. A model for pressure drop of regenerative cooling and film cooling mass flow rate has been suggested to satisfy the necessary cooling condition with Jet-A1 as fuel. The engine mixture ratio is defined by the film cooling mass flow rate and the core mixture ratio. The optimal condition of the combustor pressure and engine mixture ratio has been found for maximum specific impulse.

• 항공우주기술
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• 제8권2호
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• pp.133-139
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• 2009

가스발생기 사이클 액체로켓엔진의 비추력 성능 해석을 수행하였다. 본 해석 방법은 공개된 문헌의 추력 300톤급 엔진에 대한 개념설계와 비교하여 검증을 마쳤다. 막냉각을 증가시킴으로써 연료가 연소에 참여하는 비율이 감소될 수 있지만 재생냉각에 필요한 연료 펌프의 소요동력 감소를 통하여 엔진의 비추력이 증가될 수 있다. 개선된 조건은 막냉각의 도움을 통하여 연료펌프 헤드를 감소시키고 연소 압력을 높일 수 있음을 예시한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권2호
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• pp.150-157
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• 2014

리튬-이온 배터리는 이전의 전기 화학 배터리에 비교해 무게, 열 소산 및 자가 방전 등의 장점으로 인해 현재 대부분의 인공위성에서 사용되고 있다. 리튬-이온 배터리의 성능 해석 모델은 새로운 위성 전력계 설계를 지원하기 위해 필요하다. 본 논문은 정지궤도위성 전력계 설계 및 에너지 밸런스 해석에 활용하기 위해 리튬-이온 배터리 성능 해석 모델을 개발하였다. 해석 모델은 위성체 버스 전력, 태양전지배열기 전력 및 배터리 온도를 입력 받고 배터리 전압, 충방전 전류, 테이퍼 지수, 충전 상태 및 소산 전력을 제공한다. 성능 해석 모델의 결과는 모델을 검증하기 위해 정지궤도위성의 비행 데이터와 비교 분석하였다. 비교된 결과는 비행 데이터와 현저한 차이가 없었다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권1호
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• pp.56-64
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• 2010

한국형 발사체 (KSLV-II, Korea Space Launch Vehicle II)에 적용될 액체로켓엔진의 시스템 설계를 수행하였다. 진공 추력 76톤, 진공 비추력 297 sec인 본 엔진은 가스발생기 사이클로 터보펌프 가압방식을 적용한다. 연소기는 재생냉각형이며 연소압 60 bar이다. 추진제는 액체산소/케로신 조합이다. 엔진 시동은 파이로시동기를 이용하며 연소기 점화는 TEA (TriEthylAluminium)를 사용한다. 에너지 밸런스 해석을 통해서 엔진 시스템 성능과 서브시스템 요구 성능을 결정하였다. 연소압, 비추력 및 엔진무게의 적정성을 사례분석을 통하여 평가하였다. 터보펌프-가스발생기 연계시험과 비교하여 시동 해석방법을 검증함으로써 향후 적용을 위한 준비를 마쳤다. 본 엔진은 능동제어를 적용하지 않으며 모드해석과 분산해석을 통해서 성능 보정 방안을 확정하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.414-417
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• 2011

본 논문에서 Compressor 및 turbine 에서의 Blade failure등의 내부파손이 이를 둘러싸고 있는 케이스 내부에 머무르게 하는 엔진설계의 방법에 대한 이론 및 Simulation 등을 기술 하였다. 가장 무거운 부품 중에 하나인 케이스의 두께 최적화는, 항공기의 안정성뿐만 아니라 항공 효율을 높이기 위한 경량화의 목적을 위해서도 매우 중요한 설계목표 이다. 이러한 목적을 위하여 이론적 접근방법으로 에너지 밸런스 방법을 사용하였으며, 파손된 블레이드의 거동특성 및 영향성 평가를 위한 유한요소해석을 위하여 LS-DYNA가 사용 되어졌다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제10권2호
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• pp.76-81
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• 2005

본 연구에서는 차세대 디스플레이 소자로 각광을 받고 있는 유기발광 소자의 전기적인 특성을 해석적으로 접근하였다. 기본적인 OLED의 동작 메카니즘은 일함수(work function)가 낮은 음극(cathode) 전극으로부터 주입된 전자(electron)와 양극(anode) 전극으로 주입된 정공(hole)이 수송층을 지나 발광층으로 유입되어 여기상태(exciton state)를 거치며 재결합함으로써 발광되는 것으로 알려져 있다. 따라서 음극과 양극을 통해 들어오는 수송자(carrier)들이 원활한 전자-정공 쌍(electron - hole pair)을 이루기 위해 다층 박막 구조로 소자를 제작하여 높은 에너지 장벽을 완만하게 만들고 또한 박막의 두께를 조절하여 정공과 전자의 이동도 밸런스(balance)를 맞추어 수송자-전자와 정공-들이 수송층(CTL : carrier transport layer)을 통해 발광층(EML : emitting material layer)으로 주입을 용이하게 만든다 따라서 본 논문에서는 유기 발광소자의 최적의 발광특성을 얻기 위해서는 수치 해석을 통한 가장 높은 발광 효율을 가지게되는 박막의 두께를 예측하고 예측된 유기발광소자의 수치해석 값이 실제 제작된 소자의 특성 값과 일치하여 타당성이 있음을 증명하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제42권9호
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• pp.779-788
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• 2014

저궤도 위성이 제한된 전력 내에서 임무를 성공적으로 수행하기 위해서는 효율적인 전력생산이 중요하다. 이를 위해 저궤도 소형위성의 전력계에서는 주로 MPPT (Maximum Power Point Tracking) 방식을 사용하여 태양전지에서 생산되는 전력을 조절한다. 본 연구에서는 소형 큐브위성(KAUSAT-5)에 적용될 퍼지 로직 기반의 MPPT 알고리즘을 제안하며, 제안된 방법의 유용성을 확인하기 위해 MATLAB/Simulink와 STK (Systems Tool Kit)를 연동하여 시뮬레이션을 수행하였다. Simulink와 STK를 이용하여 위성 궤도와 자세에 따른 태양 광량과 운용모드에 따라 변하는 부하용량에 대해 KAUSAT-5의 두 가지 지향모드에서 EBA(Energy Balance Analysis)를 수행하였고, 이를 통해 제안된 퍼지 로직 기반의 MPPT 알고리즘의 성능을 확인하였다. 제안된 퍼지 로직 기반의 MPPT는 가장 일반적인 방법의 하나인 P&O (Perturbation & Observation)와 성능을 비교하여 유용성을 확인하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제33권5_3호
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• pp.855-866
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• 2017

본 논문에서는 지하수 수자원의 부존 및 대수층의 역학적 변화를 원격 탐사 방법으로 해석한 연구사례를 고찰하였다. 지질 분포, 지표수 및 지형 고도차, 식생 분포, 강수량과 증발산량의 변화를 측정하는 기법에는 항공 자력 탐사 분석에 의한 지질 선구조 해석, DEM, 엽면적지수, 정규 식생 지수 및 지표면 에너지 밸런스 계산 등이 있으며, 모두 원격 탐사로 수득된 자료에 기반하며, 광역적 차원에서의 지하수 수자원 부존 여부를 정성적으로 분석할 수 있다. 위성 센서 자료의 직접 이용을 통한 지하수 부존 및 동력학의 정량적 해석은 현재까지 GRACE와 InSAR가 가장 각광받는 탐사 방법임을 알 수 있었다. GRACE는 미소 중력장 변화를 지구 표면 및 내부 수체의 질량 변화로 전환할 수 있는 센서 보유 위성으로서, 센서 자료의 보정이 필요 없고, 지하수 부존 정량 분석을 위한 보조 자료를 모두 다른 위성 센서 자료에서 수득할 수 있으며, 자료처리 알고리즘의 지속적인 개선이 진행되고 있어서, 전세계적으로 수많은 연구가 수행되었다. 그러나, 위성센서의 검출 한계로 인해 협소한 지역에서의 지하수 질량 변화 정량이 부정확할 수 있고, 현장 조사 자료와 연동할 경우 과대 추정된 결과가 도출될 수 있다. InSAR는 특정 대수층에서 지표의 수직 변위가 지하수위와 비례한다는 원리를 이용, mm 단위의 지표 수직 변위를 측정하여 대수층 및 대수층 내 지하수의 물리적 특징을 정량화할 수 있다. 그러나, 지표의 토지 피복이 단순한 건조-반건조 기후 지역에 한정되어 적용되고 있으며, 지표면과의 긴밀도 값 손실이 우려되는 지역에서는 적용이 힘들다. 상기 두 위성을 이용하여 우리나라 지하수 수자원의 질량 변화 및 흐름 특징을 광역적으로 정량화하기 위해서는 우리나라의 지형 및 지질, 자연 조건에 알맞은 자료 전처리 알고리즘 개발 및 적용이 선행되어야 할 것이다.