상승 비행에 의해 위치에너지를 축적하는 태양동력 장기체공 무인기에 대하여 설계 인자 분석을 수행하였다. 위치에너지 축적을 위한 비행과 관련된 인자인 최저 및 최고 수평 비행 고도, 활강 및 상승 각도, 설계점 속도 및 고도, 활강 및 상승 시작 시각을 분석 대상으로 하였다. 태양동력 무인기 구성품의 중량 모델을 이용하여 항공기 크기 및 중량을 결정하고 비행 중 생산 및 소모하는 에너지를 계산함으로써 임무 수행에 필요한 배터리 용량을 결정하였다. 각 설계 인자값과 무인기 중량의 관계를 연구하였다. 최고 수평 비행 고도, 활강 및 상승 각도, 설계점 속도 및 고도, 활강 및 상승 시작 시각에는 설계가 가능하도록하는 범위가 존재하며 이 범위 내에서 총 중량을 최소화하는 최적값이 존재하였다.
고정화된 단세포군 항체와 항원인 알부민과의 결 합시 결합속도기작을 조사하였다. 항체의 고정화에 는 극소의 폴리스타이렌(37^{\circ}C)을 담체로 사용하여 결합속도 측정시 물질저항의 영향을 최소화하였다. 이론적 해석과 실험 결과는 결합반응이 속도론으로 제어됨을 보였는데 결합속도는 2차이고 분리속도는 1차임을 보인다. 고정화 항체와 항원의 평형실험으 로부터의 평형상수는 결합속도상수와 분리속도상수 의 측정치로부터 계산한 값들과 잘 일치한다. 속도 상수들을 $^{\circ}C~37^{\circ}C$에서 측정하였는데 결합속도상 수의 활성화에너지는 9kcal/mole이고 분리속도상수 의 활성화에너지는 2kcal/mole이다. 위의 연구 결과 들은 작은 담체의 사용이 결합속도 기작을 연구하는 데 물질전탈 저항의 영향을 제거할 수 있음을 보이 고 위의 실험 방법들은 고정화 항체의 고유 결합속 도의 측정에 유용할 것이다.
일산화탄소를 수소로 변환하는 수성가스전환반응(WGSR)은 수소 생산, 연료개질 시스템뿐만 아니라 암모니아 제조, 제철소 제련과정등 일선 산업현장에서 널리 활용되고 있다. 상용공정에서의 WGS반응은 두 단계의 반응기(HTS/LTS)에서 각각 Fe/Cr, Cu/Zn기반 촉매를 사용하여 이루어진다. 하지만 이러한 촉매들은 공기중 자연발화성이 있고 사용전 환원과정이 필요하다. 또한 최근에 많은 연구가 진행되고 있는 귀금속 담지 촉매는 기존 촉매의 단점을 극복하고 활성이 높은 장점이 있다. 이에 본 연구에서 제시한 페로브스카이트 촉매는 상용 촉매, 귀금속 담지촉매 시스템과의 비교를 위하여 제작된 촉매를 사용한 반응시스템과 기존 상용촉매를 사용한 반응시스템을 비교하여 개발 촉매의 성능 수준을 검토하였다. 이러한 결과 페로브스카이트 구조 촉매는 상용촉매의 공정상의 단점과 귀금속 담지촉매의 가격적인 측면에서의 단점을 동시에 극복한 촉매로서 성능 및 메탄화반응 억제 측면에서 우수성을 보유하고 있다는 것을 증명하였다. 이러한 페로브스카이트 구조 촉매의 반응특성을 규명하기 위해 문헌조사해본 결과 기존 수성가스전환반응에서 쓰이는 촉매들의 반응매카니즘은 대표적으로 formate와 redox 반응 두가지가 있었다. 페로스브스카이트 구조 촉매는 그 구조와 귀금속 함량, 활성 등 성능측면에서 귀금속 촉매와 상당히 유사한 측면이 있기 때문에 귀금속 담지 촉매의 반응속도식을 기본으로 하여 실험결과와 일치시켜 페로브스카이트구조 촉매에 맞는 반응속도식을 제시하고 이를 통한 반응파라미터 값을 도출하였다.
본 논문에서는 커패시터로 구동되는 공진 유도형 코일건의 속도 및 에너지 전달 특성을 해석했다. 유도형 코일건은 설치가 자유롭고, 기계적 마모가 적고, 반복사용이 가능하며, 전달되는 힘이 피투사체의 표면에 고르게 분포한다는 장점을 가지고 있다. 특성해석을 위해 등가회로를 구성 하여 회로방정식과 운동방정식을 유도하고, 이 방정식들을 Runge-Kutta 방법을 사용하여 수치적으 로 풀었다. 그리고 구동회로의 공진주파수 및 커패시터의 충전전압에 대한 에너지 전달율을 구했으 며, 또한 피투사체의 초기위치와 도전율, 구동회로의 점호각, 충전전압 및 구동코일의 저항 각각에 대한 피투사체의 포구속도의 변화를 구하였다.
최근 국제해사기구(IMO)의 해양환경보호위원회에서(MEPC)는 선박에서 대기로 방출되는 CO2의 양을 최소로 하기 위해서 신조선 설계 건조시 에너지효율지수(EEDI : Energy Efficiency Design Index for new ships), 에너지 효율지표(EEOI : Energy Efficiency Operational Indicator), 그리고 에너지 효율관리 계획(SEEMP : Ship Energy Efficiency Management Plan) 지수들을 이용하여 전 세계 이산화탄소 배출 규제 방침을 운영하고 있다. 이러한 환경규제 강화와 발맞추어 세계 각국은 지속적인 Green-ship의 개발과 저탄소 고효율 선박의 운항을 위해 연구와 노력한다. 본 연구에서는 선박이 움직이는데 있어 동력이 시작되는 부분과 그 힘이 전달되어 운항자의 의식이 반영되어 선체의 이동으로 이어지기까지 흐름에 대해 도식 및 수식으로 정리하였다. 그리하여 해상의 상태와 이에 따른 운항결정이 어떤 결과를 초래할 수 있는지 살펴보고 이 부분에서 운항효율을 증대시킬 수 있는 부분에 대해 모색해 보았다. 또한 엔진의 상태에 따른 연료 절감율에 대해 살펴보고 보다 경제적 운항을 위한 적정 RPM과 속도 등에 대해서 고찰해 보았다. 이 같은 정리를 통해 앞으로의 Echo-ship, Green-ship의 연구방향에 대한 초석으로 삼고자 한다.
가압열중량분석기를 이용하여 비등온법에 의해 상온부터 100$0^{\circ}C$까지 온도를 상승시키면서 압력(1~l6기압)과 승온속도(heating rate, 15, 20, $25^{\circ}C$/min)의 변화에 따른 국내무연탄의 연소반응특성을 측정 및 해석하였다. 주어진 승온속도에서 압력이 증가함에 따라 반응속도가 증가하였으며 이와 같은 경향은 압력 증가에 따른 활성화에너지의 감소 때문으로 사료되었다. 압력이 1기압에서 16기압으로 증가함에 따라 Freeman과 Carroll$^{[11]}$ method에 의해 결정된 반응차수는 1.04에서 1.30차까지 선형적으로 증가하였으며 활성화에너지는 47.37㎉/mol에서 14.42kca1/mol로 감소하였다.
신재생에너지는 자연계에 존재하는 에너지원으로 이용하는 이상의 속도로 재생되는 에너지원이다. 그 에너지원은 태양, 풍력, 조력 등으로 사실상 고갈되지 않는 에너지원이며 또한 수력, 태양광, 태양열, 조력, 풍력, 지열, 바이오매스 등의 형태로 이용된다. 이들 에너지원은 직접, 또는 간접적으로 이용하는 경우가 있다.
실내에서 가스폭발시 피해를 예측하기 위해서 폭발 화염면의 전파를 수치해석을 통해 해석했다. 확산방정식에 의해 가스누출에 의한 실내의 가스확산분포를 구했으며 문헌에서 선택한 누출의 초기조건을 사용했다. 화염온도를 계산하기 위해 각 가스 혼합비에 따른 엔탈피와 화학식에 대한 reduced mechanism을 사용했으며 문헌에서 찾은 각 가스의 농도별 층류 연소속도를 혼합가스의 층류연소속도에 적용시켰다. k-$\varepsilon$ 모델에서 turbulance energy를 층류연소속도와 결합시켜 난류화염 전파속도를 모델링 했다. 화염면의 전파를 분석하기 위해 실내의 위치에는 직각, 화염면의 전파에는 원통좌표계를 사용했다. 유리창의 파손에 의한 화염전파면의 변화에 따른 압력상승 요인을 해석하였으며 창문의 크기에 따라서 점화위치에 따른 실내 압력상승의 영향이 서로 다르게 나타나는 결과를 얻었다.
다리우스 풍력터빈의 속도설정을 터빈이 만드는 토크와 발전기가 요구하는 토크의 Balance를 통해 찾아낼 수 있음을 검토하였다. 풍속에 따른 속도-토크곡선에서 일정v곡선과 일정P곡선이 만나는 점이 터빈의 동작점으로 되며 이는 stable 및 instable이 될 수도 있다. 또한 풍속과 출력이 각각 변할 때 이 동작점이 어떻게 이동되는가 하는 점을 제시하였다.
히트파이프 히트싱크의 라디에이터를 통과하는 공기 유동에 대한 열전달 및 유동 압력 강하를 구하기 위한 연구를 수행하였다. 이 라디에이터는 평판 휜-관 구조이며, 평판휜에 4개의 히트파이프가 유동 방향으로 정격 배열 되어있다. 입구 공기 속도 2.5~4m/s에 대해 열전달 성능실험과 수치해석을 수행하였다. 각 히트파이프의 단위 길이당 열속이 583.3W/m, 입구 공기 속도가 3m/s일때 총합 대류 열전달계수값은 약 32W/$m^2$K, 압력 강하는 8mmAq이었다. 전체속도범위에서 실험결과와 수치 해석 결과 사이에는 약 5%의 미만의 일치를 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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