• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.20 no.7
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• pp.430-439
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• 2019

In this study, a nonlinear impact analysis was performed to evaluate the safety and damage of an eco-pillar debris barrier with a hollow cross-section, which was proposed to improve constructability and economic efficiency. The construction of concrete eco-pillar debris barriers has increased recently. However, there are no design standards concerning debris barriers in Korea, and it is difficult to find a study on performance evaluations in extreme environments. Thus, an analysis of an eco-pillar debris barrier was done using the rock impact speed, which was estimated from the debris flow velocity. The diameters of rocks were determined by ETAG 27. The impact position, angles, and rock diameter were considered as variables. A concrete nonlinear material model was applied, and the estimation of damage was done by ABAQUS software. As a result, the damage ratio was found to be less than 1.0 at rock diameters of 0.3 m and 0.5 m, but it was 1.39 when the diameter was 0.7 m. This study could be used as basic data on impact force in the design of the cross section of an eco-pillar debris barrier.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.53 no.5
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• pp.590-596
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• 2015

Estimating potential of $CO_2$ emission reduction of non-capture $CO_2$ utilization (NCCU) technology was evaluated. NCCU is sodium bicarbonate production technology through the carbonation reaction of $CO_2$ contained in the flue gas. For the estimating the $CO_2$ emission reduction, process simulation using process simulator (PRO/II) based on a chemical plant which could handle $CO_2$ of 100 tons per day was performed, Also for the estimation of the indirect $CO_2$ reduction, the solvay process which is a conventional technology for the production of sodium carbonate/sodium bicarbonate, was studied. The results of the analysis showed that in case of the solvay process, overall $CO_2$ emission was estimated as 48,862 ton per year based on the energy consumption for the production of $NaHCO_3$ ($7.4GJ/tNaHCO_3$). While for the NCCU technology, the direct $CO_2$ reduction through the $CO_2$ carbonation was estimated as 36,500 ton per year and the indirect $CO_2$ reduction through the lower energy consumption was 46,885 ton per year which lead to 83,385 ton per year in total. From these results, it could be concluded that sodium bicarbonate production technology through the carbonation reaction of $CO_2$ contained in the flue was energy efficient and could be one of the promising technology for the low $CO_2$ emission technology.

• Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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• v.23 no.4
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• pp.228-233
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• 2022

This study is an experimental study on how to use phase change materials(PCM) to generate electrical energy for long-term operation of underwater unmanned vehicles. The electrical energy generation method is a volume change and a pressure change that occur as a phase change material changes to a solid or liquid state according to temperature, and the change in pressure creates a flow of fluid to create electrical energy. Polyethylene glycol was used as a phase change material considering the temperature of the ocean. In addition, an electrical energy generating device that converts volume change into pressure at low temperature (1℃~2℃) in solid state and high temperature (21℃~25℃) in liquid state was fabricated. As a result of the experiment, the pressure change according to the phase change rapidly changed between 1 hour and 2 hours, and maintained a pressure of about 24MPa after 4 hours. Through this, it was confirmed that it can be used as a power source for underwater unmanned vehicles using phase change materials and temperature differences. In addition, it was found that a more improved design should be made in order to apply the phase change material to an underwater unmanned vehicle.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.218.2-218.2
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• 2010

저분자량의 가스와 물이 물리적 결합으로 이루어진 가스 하이드레이트는 상대적으로 많은 양의 가스가 포집될 수 있다는 특성을 이용하여 다양한 분야에서 활발한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 매립지에서 발생되는 매립가스를 하이드레이트의 원리를 이용하여 효율적으로 저장 및 수송하기위한 공정에 적용하기위해 필요한 매립지 가스 하이드레이트의 상평형에 대한 특성을 분석하고자한다. 일반적으로 매립지 가스에는 메탄이 약 50%, 이산화탄소가 약 35%, 질소가 약 6% 포함되어 있으며 그 밖에 산소, 수분, 암모니아 황화수소 메르캅탄 등 할로겐 계통을 포함한 탄화수소계화합물 수십여종이 포함되어 있다. 이러한 매립지가스를 하이드레이트화 하기위해서는 매립지가스에 포함된 다양한 성분들이 하이드레이트 형성에 미치는 영향을 알아볼 필요가 있다. 특히 황화수소의 경우 독성이 있으며, 실제 플랜트에서 장비의 부식등 악영향을 미치므로 이와 관련한 기초 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 메탄, 이산화탄소, 황화수소가 각각 49.9%, 50.05%, 500ppm의 조성으로 이루어진 혼합가스를 이용하여 하이드레이트 생성 및 해리 시 거동을 측정하고 그 상평형 영역을 기존데이터와 비교분석 하였다. 25bar, 36bar에서 측정한 상평형 데이터는 한국해양대학교 에서 측정한 결과와 마찬가지로 실제 상평형 영역이 CSMHYD 프로그램으로 예측한 것보다 하이드레이트의 안정영역이 약 2bar 정도 높게 형성되는 것을 확인하였으며, $CH_4+CO_2+H_2S$ 혼합가스 하이드레이트의 생성 시 mol consumption은 $CH_4+CO_2$ 혼합가스 하이드레이트와 유사하게 나타났다. 이 결과로 유추하건대, 황화수소의 첨가는 하이드레이트의 형성 압력을 높이지만, 하이드레이트 형성률에는 크게 영향을 미치지 않는다고 할 수 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.106.1-106.1
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• 2010

석탄가스화기술은 매장량이 풍부하여 안정적인 공급이 보장되는 석탄을 이용함과 동시에 환경오염물질 감소라는 사회적 요구조건을 충족시키면서 화학제품, 석탄-가스화, 석탄-디젤화, 연료전지, 복합발전 등 다양한 분야에 응용이 가능한 장점이 있다. 특히 석탄가스화복합기술(Intergrated Coal Gasification Combined Cycle, IGCC)은 석탄을 고온, 고압하에서 가스화시켜 일산화탄소(CO), 수소($H_2$)가 주성분인 합성가스를 제조, 정제 후 가스터빈 및 증기터빈을 복합으로 구동하여 전기를 생산하는 친환경 차세대 발전기술로 주목을 받고 있다. 현재 IGCC 기술은 세계적으로 볼 때 상용화단계에 있고, 우리나라의 경우 한국형 IGCC 기술의 확보를 위한 연구사업이 진행중에 있다. 본 연구는 IGCC 발전플랜트의 발전효율을 결정하는 가장 중요한 부분이라 할 수 있는 가스화반응기의 모델링 기술을 개발하는 목적으로 진행되었다. 본 연구에서는 석탄가스화 반응기에서 발생하는 석탄의 휘발화와 Char의 표면반응 그리고 기상에서의 가스화반응등의 현상을 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics)을 이용하여 모델링하는 방법론이 연구되었다. 해석을 위한 형상은 해석에 소요되는 시간을 줄이고, 형상이 해석결과에 미치는 영향을 줄이고자 2차원으로 구성하였다. 해석을 위한 수학적모델으로는 난류모델, 가스화반응모델, Lagrangian particle tracking, Char reaction 등을 포함하였고, 해석을 위한 Solver는 Fluent를 이용하였다. 모델링결과에 의해 예측되는 합성가스의 조성을 상용급 IGCC 가스화기의 운전결과와 비교해 본 결과 본 연구에서 설정한 모델로 예측되는 온도 및 가스농도가 실험치와 유사하게 나타남을 알 수 있었고 이를 통하여 본 연구에서 설정한 모델링방법이 적절함을 알 수 있었다.

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.31 no.1
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• pp.82-88
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• 2020

Recently, a fuel reforming plant for supplying high purity hydrogen has been studied to increase the operation time of underwater weapon systems. Since steam reforming is an endothermic reaction, it is necessary to continuously supply heat to the reactor. A fuel reforming plant needs a methanol-O₂ catalytic burner to obtain heat and supply heat to the reformer. In this study, two types of designs of a catalytic burner are presented and the results are analyzed through the experiments. The design of the catalytic burner is divided into that the O₂ supply direction is perpendicular to the methanol flow direction (Design 1) and the same as the methanol flow direction (Design 2). In case of Design 1, backfire and flame combustion occurred in the mixing space in front of the catalyst, and in the absence of the mixing space, combustion reaction occurred only in a part of the catalyst. For above reasons, Design 1 could not increase the exhaust gas temperature to 750℃. In Design 2, no flashback and flame combustion were observed, the exhaust gas could be maintained up to 750℃. However, the O₂ distributor was exposed to high temperatures, resulting in thermal damage.

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.25 no.6
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• pp.609-619
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• 2014

In the present study, the frequency of the undesired accident was estimated for a quantitative risk assessment of a large-scale hydrogen liquefaction plant. As a representative example, the hydrogen liquefaction plant located in Ingolstadt, Germany was chosen. From the analysis of the liquefaction process and operating conditions, it was found that a $LH_2$ storage tank was one of the most dangerous facilities. Based on the accident scenarios, frequencies of possible accidents were quantitatively evaluated by using both fault tree analysis and event tree analysis. The overall expected frequency of the loss containment of hydrogen from the $LH_2$ storage tank was $6.83{\times}10^{-1}$times/yr (once per 1.5 years). It showed that only 0.1% of the hydrogen release from the $LH_2$ storage tank occurred instantaneously. Also, the incident outcome frequencies were calculated by multiplying the expected frequencies with the conditional probabilities resulting from the event tree diagram for hydrogen release. The results showed that most of the incident outcomes were dominated by fire, which was 71.8% of the entire accident outcome. The rest of the accident (about 27.7%) might have no effect to the population.

• Journal of Energy Engineering
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• v.8 no.2
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• pp.309-316
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• 1999

A numerical study for the turbulent reacting flow in an orimulsion gasifier has been carried out to analyze the characteristics of chemical reaction by orimulsion droplets. In this study, our interest has been focused on the effect of oxidizer to orimulsion ratio, which is one of the key parameters of gasification operation, as well as on the distribution of chemical species. In addition, we have conducted numerical calculations to understand the effect of droplet size, spray angle and injection velocity of fuel so as to acquire the basic information on the operating range of orimulsion gasifier. The result of numerical calculations showed that the gas composition of CO and H$_2$concentrations was the highest when the oxidizer to orimulsion ratio was about 0.88 and the reactivity of orimulsion increased as the droplet size reduced with proper spray angle. Also, we have carried out the analysis on the orimulsion gasification in the 100 ton/day-scale gasifier based upon the prior study in order to obtain the basic data for the proper operating condition using orimulsion feed.

• Journal of Energy Engineering
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• v.11 no.2
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• pp.81-89
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• 2002

IGCC (Integrated Coal Gasification Combined Cycle) is a technology that generates electric power using coal gasification and gasified fuel. Carbon conversion value of IGCC is higher and the influence on the environment is lower than the pulverized coal power plant. Especially, in the nations where the weight of fossil fuel for power generation is remarkably high like in Korea, IGCC stands out as an alternative plan to cope with sudden limitation for the emissions. In this paper, system design study for the commercial IGCC system which the introduction is imminent to Korea was performed. Two cases of entrained gasification process are adapted, one is FHR(full heat recovery) type IGCC system for high efficiency and the other is Quench type IGCC system for low cost. System simulations using common codes like AspenPlus were performed for each system. In the case of Quench system, system option study and sensitivity analysis of the air extraction rate was performed. Thermal performance result for the FHR system is 42.6% (HHV, Net) and for the quench system is 40% (HHV, net) when 75% air is extracted.

• Proceedings of the Korea Technology Innovation Society Conference
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• 1998.05a
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• pp.7-7
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• 1998

새로운 밀레니엄을 불과 몇 년 앞둔 지금 우리는 정치.경제.사회.문화.과학기술 등 전 분야에 걸쳐 전개되고 있는 역동적인 변화를 몸소 체험하고 있다. 냉전시대의 종식 이후 세계의 정치 구도는 경제패권을 둘러싼 지역화.블럭화의 경향을 보여주고, 플랜트와 하드웨어 중심의 규모의 경제가 기술중심의 소규모화 된 현장중심의 범인의 경제로 전환되는 와중에 있다. 사회.문화적 측면에도 오늘날 우리는 국제화, 다원화, 지방화의 무드 속에서 조직구조의 변화는 물론 이에 따른 인간의 가치관과 생활양식의 변화를 때로는 능동적으로 혹은 피동적으로 체험하고 있다. 한편, 과학 기술 분야의 변화는 거대 에너지와 물자를 활용하는 ‘힘-중심적’ 방향에서 새 사고와 아이디어를 요구하는 ‘지식-중심적’ 방향으로 옮겨가고 있다는 것이다. 이는 과학과 기술에 있어서도 에너지, 재료, 기계 등 대대적으로 활용하는 거시적 과학과 기술로부터 지식, 정보, 통신을 중심에 두는 정밀과학, 정밀기술 쪽으로의 변화가 진행중이라는 것을 의미한다. 사회의 변화와 관련된 교육적 대응의 원리는 두 가지 형태로 집약될 수 있다. 교육은 본질적으로 순응(accommodation)과 적응(adaptation)이라는 서로 상반되는 두 가지 기능을 수행한다. 순응의 원리는 교육의 탄생이래 교육목적의 본질에 해당되는 것으로 기존 사회질서의 유지와 체제 존속을 위해 교육은 과거로부터 전해져 내려오는 의미 있는 문화내용을 엄선하여 미성숙한 학생들에게 전수하고 그들로 하여금 문화와 전통을 계승하도록 하는 사회화에 그 일차적인 목적이 있다는 것이다. 따라서 순응의 원리를 강조하는 교육은 과거 지향적이며 외부의 변화에 대해 수동적인 자세를 견지한다. 한편, 적응의 원리에 입각한 교육은 문화와 전통에 대한 피동적 전승을 넘어서 사회의 변화에 따라 교육체제와 내용을 바꾸는 등 적극적으로 변화에 대응하고, 이러한 변화를 주도할 인간육성에 힘을 기울이는 교육방식을 취한다. 시대적 변화의 소용돌이 속에서 교육은 이제 기왕의 많은 교육적 신화들을 타파하고 뉴 밀레니엄을 준비해야할 기로에 서 있다. 현재의 변화를 슬기롭게 대처하고 미래의 변화에 능동적으로 적응하는 인간을 육성하기 위한 오늘날 교육의 사명은 우선 미래사회를 위한 교육정책의 방향을 수립하는 일이다. 교육정책은 국가의 교육방침으로서 현실 교육문제의 해결도 중요하지만 미래의 발전을 기약할 수 있는 장기적인 비젼과 목표 속에서 정립될 필요가 있다. 이러한 의도하에 본 연구는 21세기를 대비한 교육정책의 방향을 탐색하고 그에 따른 정책적 과제를 제시하는 데 그 목적이 있다. 이러한 목적하에 본고는 \circled1 과거 우리 나라의 교육정책을 반성적으로 회고하고, \circled2 미래사회에 대한 전망과 교육적 시사점을 분석하며, \circled3 마지막으로 21세기의 변화에 적응하기 위한 교육정책의 방향과 과제를 내용으로 제시하고자 한다.