• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.37 no.11
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• pp.977-984
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• 2013

A hygroscopic rotor comprises many microchannels with high adsorption characteristics. In this study, the iterative adsorption/desorption processes that were affected by the humid air flow in a channel were numerically simulated. In consideration of the accuracy and computational costs, in the desiccant layer, only surface diffusion was considered in this simulation. The results were compared with the previous numerical results and found to show good agreement. By conjugating the heat and mass transfer between the desiccant and the flow layers, temporal and spatial changes in the vapor mass fraction, adsorbed liquid water mass fraction, and temperature in the channel were presented.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.41 no.8
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• pp.597-604
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• 2013

A coupled thermomechanical analysis of composite structures in pyrolysis and ablation environments is performed. The pyrolysis and ablation models include the effects of mass loss, pore gas diffusion, endothermic reaction energy, surface recession, etc. The thermal and structural analysis interface is based upon a staggered coupling algorithm by using a commercial finite element code. The characteristics of the proposed method are investigated through numerical experiments with carbon/phenolic composites. The numerical studies are carried out to examine the surface recession rate by chemical and mechanical ablation. In addition, the effects of shrinkage or intumescence during the pyrolysis process are shown.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.895-899
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• 2009

실제 하천에서는 지형적 이산화에 따른 복잡성으로 인해 마름/젖음 현상이 발생하며 그로 인해 작은 수심에서 수치해석의 안정성에 영향을 주어 해석을 불가능하게 한다. 자연수로는 저수시 및 평수시에 물을 소통시키는 주수로부와 홍수시 수위 상승에 따라 주수로부에서부터 범람하게 되는 홍수터로 구성된다. 홍수터는 홍수류의 일시적인 저장이나 하류로 흐름을 전달하는 복합수로의 부분으로 사용된다. 자연수로에서 이와같은 흐름구조는 불규칙한 단면형상, 조도계수 등에 의해서 더욱 복잡하게 나타난다. 본 연구에서는 복잡한 지형과 자연 하천구조에 대한 동역학적인 흐름특성을 해석하고 오염물질의 이송-확산 해석 및 토사이송 해석과 연계하기 위해서 개발된 RAM-2 모형에 동수역학적 해석을 실시하였다. RAM-2 모형에는 대상하도에 대한 마름/젖음의 처리를 위해 흐름의 시간별 수위상승 및 하강 속도를 고려한 Deforming Grid 기법을 적용하였으며, 이에 대한 적용성을 검토하기 위해 마름/젖음 조건을 가지는 실험수로와 홍수터를 가진 사다리꼴 단면 그리고 실제 하도에 대해 적용하여 그 결과를 살펴보았다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.11b
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• pp.210-213
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• 2007

오늘날 풍력발전은 신재생에너지 중에서 실효성 및 경제성이 우수한 에너지원으로 지속적인 기술개발에 따라 규모의 대형화와 더불어 이의 확산이 빠르게 진행되고 있어 전력계통에서 차지하는 비중이 점점 증대되고 있다. 바람이 많은 제주도는 풍력발전에서 비교적 유리한 지역으로 평가되고 있어 앞으로 많은 풍력발전설비가 설치될 전망이다. 그러나 풍력발전은 특성상 전력품질 적정 유지 및 전력공급 신뢰도 측면에서 취약한 형태이며 특히 HVDC로 내륙 전력계통과 연계된 제주 전력계통은 HVDC 운전 형태에 따라 순동예비력 확보가 다르게 되어 계통주파수 제어에 어려움이 있게 된다. 본 논문은 HVDC로 연계된 소규모 전력계통인 제주 전력계통의 풍력발전 중대에 따른 계통주파수 변화 특성을 과도안정도 해석프로그램으로 분석하여 풍력발전시스템 계통 연계관련 안전성 등을 조사한 것이다.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.3 no.2
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• pp.16-23
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• 1994

Developed fiber-optic biosensor for the detection of organophosphorus compounds in a contaminated water needs the analysis of an enzyme kinetics and the transport phenomena in the reaction part to analyze the sensor signal and to design the sensor. The enzyme inhibition kinetics was investigated and the reactor model was proposed to design the reaction part in the proposed sensor. Since the acetylcholinesterase was inhibited by the organophosphorus compounds, experiments for enzyme inhibition reaction were performed from 0 to 2 ppm to be detected by the developed sensor, and irreversible enzyme inhibition kinetics was proposed. The reactor parts were divided into the two phases, i.e. bulk phase and immobilized enzyme layer, to analyze the flow and diffusion. Sensor signal was able to be analyzed based on the total reactor model established by linking the enzyme reaction kinetics. Based on the proposed model, the effects of loading enzyme amount and enzyme layer thickness on the magnitude of readout signal were simulated.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.475-475
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• 2023

직경 5 mm 이하의 미세플라스틱은 인류 활동에 의해 생산되어 하수처리장 처리수, 우수토구, 도로 분진 등 다양한 경로를 통해 하천에 유입되고 있다. 하천에 유입된 미세플라스틱은 하천흐름을 따라 하류로 이동하여 해양환경에까지 이른다. 미세플라스틱은 수체를 따라 이동할 뿐 아니라 수생생물에 의해 섭식되기도 하여 인체 위해성이 우려되는 상황이다. 특히 서울과 경기도의 주요 상수원인 팔당호는 북한강, 남한강, 경안천이 유입되어 형성되기 때문에 미세플라스틱의 유입에 따른 이송-분산 거동 평가가 중요한 영역이다. 본 연구에서는 준3차원 입자추적기법을 이용한 미세플라스틱 거동해석 모형, MPT-Q3D를 개발하였으며 팔당호 내 미세플라스틱의 거동 특성을 분석하였다. MPT-Q3D 모형은 2차원 흐름해석모형과 연계한 입자의 준3차원 거동해석을 위해 step-by-step computation method를 적용하였으며, 전단류에 의한 입자의 수평거동과 난류확산에 및 침강속도에 의한 연직거동 두 단계 계산과정에 따라 입자의 거동을 해석했다. 전단류는 2차원 흐름해석결과로부터 유속의 연직분포식을 적용하여 생성하였으며, 생성된 전단류에 의해 각 연직층 별 유속이 계산되고 𝚫t 이후 입자의 종, 횡 방향 이동거리를 계산한다. 또한 난류확산에 의한 무작위적 거동 계산을 위해 Gaussian 분포를 따른 난수 생성을 통해 무작위적 거동을 계산했다. 각 연직층에 위치한 미세플라스틱 입자의 종, 횡 방향 거동을 계산한 후 입자의 연직거동을 계산한다. 입자의 연직 위치는 난류확산과 침강속도에 따라 계산되며 침강속도는 미세플라스틱의 밀도 및 직경에 따라 결정된다. 현장 샘플링 결과에 따라 팔당호로 유입되는 미세플라스틱은 폴리스틸렌(PS), 폴리에틸렌(PE), 폴리에스테르(Polyester)가 있으므로, 세 종류의 미세플라스틱을 동시에 주입하여 팔당호 내 거동을 분석했다. 남한강, 북한강, 경안천의 유량 차이로 인해 팔당호로 유입되는 미세플라스틱은 대체로 남한강과 북한강의 흐름특성에 영향을 받았다. 경안천의 경우 유량이 낮아 팔당호로 유입되지 못하고 좌안을 따라 하류로 이동됐다. 남한강과 북한강에서 유입된 미세플라스틱은 주로 팔당호 내 소내섬을 거쳐 팔당댐 쪽으로 이동했다. 또한 팔당댐 인근에서는 PP, PE, Polyester 순으로 많은 양이 유입되는 결과가 나타났다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.43 no.6
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• pp.689-693
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• 2023

Domestic bridges with a service life of more than 30 years are expected to account for approximately 54% of all bridges within the next 10 years. As bridges rapidly deteriorate, it is necessary to establish an appropriate maintenance plan. Recent domestic and international research have focused on the integration of BIM to digitize bridge maintenance information and then enhance accessibility and usability of the information. Accordingly, this study developed a BIM-FEM interoperability algorithm for bridge decks to convert maintenance information into data and efficiently manage the history of maintenance. After creating an initial crack BIM based on an exterior damage map, bridge specification and damage information were linked to a numerical analysis that performs damage analysis considering damage scenarios and design loads. The spread of cracks obtained from the analysis results were updated into the BIM. Based on the damage spread information on the BIM, an automated technology was also developed to assess both the current and future condition ratings of the bridge deck. This approach can enable an efficient maintenance of the deck using the history data from bridge inspection and diagnosis as well as future information on cracks and defects. The expected early detection and prevention would ultimately improve the lifespan and safety of bridges.

• Electric Engineers Magazine
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• v.228 no.8
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• pp.49-51
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• 2001

전력설비는 날로 고품질이 요구되고 전원용량을 대형화 되고 있다. 부하설비는 전동기 부하가 주종을 이루며 전력계통은 상호 연계되어 전원과 부하설비 특히, 모터설비는 전원계통에 기여하는 영향이 커서 고장 해석이나 모터의 재기통 또는 순간 정전후 재 투입시 모터의 기여특성을 고려하지 않을 경우 대형사고로 확산될 수 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2005.05b
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• pp.419-423
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• 2005

2차원 하천흐름. 유사이동, 오염확산 해석을 위해서는 유한요소법(FEM) 등을 활용한 수치해석 모델이 사용되며, 이 때 모델링을 위해서 모의영역은 2차원의 요소망으로 구성하게 된다. 기존 국내 연구에서는 이러한 2차원 요소망 생성 및 수치해석을 위해 SMS 및 CCHE2D와 같은 외국의 상용 프로그램을 이용하였으나, "수자원의 지속적 확보기술개발 사업"의 일환으로 수행중인 "RAMS(River Analysis and Modeling System) 개발" 과제를 통해 순수 국산 2차원 수리해석 소프트웨어가 개발 중에 있다. 본 연구에서는 RAMS를 비롯한 기타 수리해석 모델에서 사용 가능한 2차원 범용 요소망 생성 프로그램을 개발하고자 다양한 요소망 생성 기법 및 국외 상용 2차원 수리해석 모델 프로그램에서의 메쉬 생성방법 등을 분석하여 프로토타입 메쉬 생성기를 개발하였다. 현재 개발 중인 요소망 생성 프로그램은 요소망 생성을 위한 기본 기능 외에도 생성된 요소망 데이터를 RAMS에 포함되어 있는 다양한 2차원 유한요소 모형의 입력자료 형태로 변환함으로써 수리해석에 적용가능하다. 이러한 범용 2차원 요소망 생성 프로그램의 개발은 안정적인 수치해석의 기반을 제공하고 다양한 하천흐름, 유사, 수질 해석 모델과 연계함으로써 하천의 수리학적인 거동을 보다 정확히 모의할 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.749-753
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• 2010

본 논문에서는 하천에 유입되는 오염물질 중 대부분을 차지하는 비보존성 오염물질의 확산거동을 분석하기 위해 2차원 수심 평균된 이송분산방정식에 유한요소법을 적용하였다. 수치모형 구성을 위해 SUPG(Streamline-upwind Petrov-Galerkin)법을 이용한 가중잔차법을 사용하였다. 모의대상 수질인자는 BOD와 DO이며, BOD 농도 결과가 DO 농도 계산에서의 입력 자료로 이용되도록 상호 연계를 형성하였다. 모형의 검증을 위하여 직사각형 수로에 선원으로 연속주입하여 얻은 수치해와 해석해를 비교하였다. 비교결과 수치해와 해석해의 결과가 서로 일치하는 것을 볼 수 있었다.