• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.11a
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• pp.209-212
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• 2007

고분자전해질형 연료전지의 구조 및 구성품의 물성에 따른 성능 및 물이동 현상에 관해서 많은 연구가 진행되고 있다, 이들 연구는 대체적으로 연료 전지의 BOP(Balance of plant)를 포함하는 연료전지 시스템에 관한 연구 보다는 단위 전지 및 스택에 관한 연구에 국한되어 왔다. 연료전지의 시스템에 관한 연구들 또한 세부적인 연료전지 내부의 거동에 대해서는 고려하지 않고 있었다. 이는 연료전지의 상세 모델을 이용해 연료전지 시스템에 대해 접근하기 보다는 시스템의 성능 및 동특성에 대한 연구가 주를 이루었기 때문으로 생각된다. 본 연구에서는 연료전지 음극의 수소 배출가스를 재순환할 경우 연료전지 내부에서의 거동에 미치는 영향에 대해 2차원 정상상태 모델을 이용하여 분석해 보았다. 또한 재순환된 수소에 의한 연료전지 내부 거동의 변화 및 수소 이용율 상승 효과를 연료 전지 성능과 함께 비교해 보았다 이를 위해 2차원 정상상태 모델을 개발하였고 이를 실험을 통해 검증하는 작업을 수행하였다. 여기에 사용된 연료전지 모델은 Gore社 의 $PRIMea^{(R)}$을 사용한 연료전지의 성능을 잘 예측하고 내부의 유동 및 물이동 현상에 관한 정보를 제공한다. 이는 여러 하이브리드 자동차용 연료전지 시스템이 연료전지 배출가스의 재순환을 고려하고 있는 상황에서 연료전지 작동 조건의 최적화에 유용한 정보를 제공 할 수 있다는 의의를 가진다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.38 no.9
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• pp.763-771
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• 2014

As a preliminary study on the spray behavior characteristics of emulsified fuel, the fuel properties (viscosity, surface tension, and density) and evaporation characteristics of a fuel droplet were investigated. The emulsified fuel was made by mixing diesel and $H_2O_2$. In addition, the macroscopic spray behavior characteristics such as the spray penetrations and spray angles of the emulsified and diesel fuels were compared. The stirring condition of the emulsified fuel was a 9:1 mixture of the diesel fuel and the surfactant span 80. The mixing ratios for the hydrogen peroxide were set at EF2, EF12, EF22, EF32, EF42, EF52, EF62, EF72, EF82, and EF92. The injection pressures were set at 400, 600, 800, and 1000 bar. We found that as the mixing ratio of the hydrogen peroxide was increased from EF2 to EF52, the viscosity of the emulsified fuel increased. However, afterward, the viscosity of the emulsified fuel gradually decreased and approached the viscosity value of the diesel fuel. Therefore, generally oil-in-water emulsions were used for the hydrogen peroxide mixing ratios up to 52 (EF52), and water-in-oil emulsions were used for the hydrogen peroxide mixing ratios above 52. Finally, the spray behavior characteristics (spray penetration and spray angle) of the emulsified fuel were found to be almost independent of the mixing ratio.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.98.2-98.2
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• 2011

지구 온난화의 원인이 되는 이산화탄소를 저감하며 유해한 배기가스를 배출하지 않는 수소연료전지자동차(FCV)에 대한 관심이 높아지고 있다. 한국가스안전공사에서 현재 구축하고 있는 평가장비는 이러한 수소연료전지자동차용으로 사용되는 고압용기의 수압반복시험 및 밸브류로 구성된 고압수소저장시스템의 단품 및 시스템 평가를 통한 안전신뢰성 검증을 목적으로 하고 있다. 현재 수소연료전지자동차는 차량이나 부품의 시험 방법에 대한 통일된 기준/표준/시험법이 아직 완전하게 정비되어 있지 않고, 시장에서의 도입 제도, 기준 등이 만들어지고 있는 현실이다. 또한 연료로 수소를 사용하는 도입단계에 있기 때문에, 수소용기가 반복압력변동에 따라 어떤 거동을 나타내는지에 대한 실험관련 연구가 미진한 상태이다. 따라서 수소연료전지자동차용 고압수소저장시스템에 대한 내구성, 안전성 확보를 위하여 수소연료전지자동차에서 중요한 부품인 용기에 대한 반복피로시험이 필요하다. 특히 복합재 용기 분야에서 Type3용기에 대한 높은 안전성과 내구성이 보고되고 있지만 실질적으로 얼마나 다른 용기에 비해 높은 성능을 가지고 있는지 국내에서는 체계적으로 검증된바 없다. 따라서 구축된 수압반복 장비를 이용하여 Type3 용기에 대한 수압반복시험을 실시하였으며, 이를 통해 수소용기의 거동을 확인하고자 한다.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.12 no.2
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• pp.77-84
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• 2008

Experimental study was conducted to clarify the importance of buoyancy effects in laminar lifted flames which have been well understood by cold jet similarity theory. To evaluate buoyancy effects, lifted flame behaviors were systematically observed in methane and propane lifted flames diluted with He as changing the fuel nozzle diameter from 0.1 to 6 mm. Important physical parameters such as fuel strength, flame stretch and flame curvature, which were derived through simple physical scaling laws, were estimated. It is experimentally proven that buoyancy effects are important in relatively large fuel nozzle diameter and large fuel dilution with He. The results of Chen et al., which displayed the existence of stably lifted flames for 0.5

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1998.05b
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• pp.291-296
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• 1998

노내에서 지지격자 스프링의 잔류 탄성변위는 시간(연소도)에 따라 변하게 된다. 이는 격자판의 중성자 조사에 의한 길이방향의 성장으로 지지격자 셀 크기의 증가와 피복관의 크리프에 의한 직경의 감소 및 중성자 조사에 의한 지지격자 스프링력의 이완으로 인한 것이다. 만일 지지격자 스프링의 거동이 변하여 연료봉을 탄성적으로 지지하지 못할 경우 이것은 연료봉의 유체에 의한 진동을 가속시키게 되며, 연료봉과 지지격자 스프링이나 딤플간의 반복적인 고주기의 충격하중은 연료봉의 지지부와 봉간(grid-to-rod)의 프레팅 마모의 원인이 될 수 있다. 따라서 시간에 따라 변하는 변수들의 영향을 고려한 지지격자 스프링의 잔류 탄성변위를 예측할 수 있는 방법론을 정립하여 새로운 지지격자체의 개발시 건전한 연료봉의 지지거동을 평가할 수 있는 도구로 활용하고자 하였다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2010.05b
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• pp.988-991
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• 2010

본 연구는 직접 연료분사 가솔린 엔진에 장착되는 고압연료 인젝터의 연료공급 특성에 대한 것으로, 두 종류 GDI 인젝터의 분무가시화 실험을 수행하였고, 분무특성을 분석하였다. 가시화 실험을 통하여 인젝터 끝단 분사 초단부근 연료거동을 확인하였고, 인젝터의 특성인 도달거리와 관통력을 확인하였으며, 분위기 압력의 변화에 따른 분무특성을 고려하여 실험을 수행하였다. 두 인젝터 모두 분위기 압력이 증가함에 따라 도달거리와 분사각이 감소하였다. B type의 인젝터 보다 A type의 인젝터가 분위기 압력에 민감한 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 분위기 압력의 변화에 따른 분무거동의 변화를 확인 하였으며 직접 분사인젝터의 엔진적용을 위한 기초 분무 데이터를 확보하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.39 no.3
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• pp.237-243
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• 2015

In this study, the effects of the mixing ratio of emulsified fuel on the droplet evaporation and spray behavior characteristics were analyzed. A surfactant comprising span 80 and tween 80 mixed at a 9:1 ratio was used for the emulsified fuel. The fuel and surfactant were mixed at a ratio of 3:1 for the emulsified fuel. In addition, considering the mixing ratio of the surfactant, the mixing ratio of $H_2O_2$ in the emulsified fuel was set as EF (emulsified fuel)0, EF2, EF12, EF22, EF32, and EF42. To observe the evaporation characteristics, droplets of the emulsified fuel were dropped on a heating plate and observed using scattered light and a Schlieren system. In addition, to analyze the effect of the $H_2O_2$ mixing ratio, the behavior characteristics of the evaporative free spray were investigated in the mixing ratio range of EF0 to EF22 using a constant volume chamber with heaters. Consequentially, it was found that in the case of EF22, the free spray development of the emulsified fuel was faster than that of EF0 (diesel only) because of the promotion of the evaporation due to the phase change in the peroxide contained in the emulsion fuel.

• Journal of Power System Engineering
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• v.14 no.2
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• pp.5-11
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• 2010

분사연료의 혼합기형성과정 최적화를 통한 연소제어 기술은 디젤기관의 기관운전 및 배기특성을 향상시키기 위하여 매우 중요하다. 또한 분무의 혼합기형성 최적화를 위해서는 분사된 연료와 주위기체와의 혼합과정에 영향을 미치는 분무내부의 유동특성에 대한 연구는 필수 불가결하다. 따라서 본 연구에서는 고온 고압의 증발장에서 분무의 액상 거동에 주목하고, 그 거동특성을 통하여 증발디젤분무의 혼합기형성을 해석한다. 비정상 증발분무의 중심축에 레이저 시트광을 입사한 후, 액상분무 액적의 Mie 산란광에 의한 2차원 화상을 획득하여 증발분무 액상의 속도분포 및 와도(vorticity) 등을 구하였다. 분무의 속도분포 및 와도는 2차원 화상에 PIV법을 적용하여 계산하였다. 그림 1에 본 연구에서 구한 속도분포의 일례를 보인다. 본 연구의 결과로 상변화를 동반하는 비정상 증발장에서 구한 분무액상의 거동 특성은 상변화가 일어나지 않는 비증발장에 있어서의 분무거동특성과 유사함을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.46 no.5
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• pp.915-921
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• 2008

In most PEM fuel cell research, effects of cell geometry, physical properties of component such as membrane, carbon cloth, catalyst, etc. and water transport phenomena are key issues. The scope of these research was limited to single cell and stack except BOP(Balance of plant) of fuel cell. The research fouced on the fuel cell system usually neglect to consider detailed transport phenomena in the cell. The research of the fuel cell system was interested in a system performance and system dynamics. In this paper, the effect of the anode recirculation is calculated using the 2D steady-state model. For this work, 2D steady-state modeling and experiments are performed. For convenience of modifying of model equation, not commercial pakage but the in-house algorithm was used in simulation. For an vehicle industry, the analysis of the anode recirculation system helps the optimization of operating condition of the fuel cell.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.11 no.3
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• pp.20-27
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• 2003

In this paper, the fuel transport characteristics during transient condition was studied by using a Fast Response Flame Ionization Detector(FRFID). The quantitative measurement method for the inducted fuel mass into cylinder is studied. The inducted fuel mass into the cylinder was estimated by using calculated air-fuel ratio by hydrocarbon concentration of cylinder and air flow model. In order to estimate the transportation of injected fuel from the intake port into cylinder, the wall wetting fuel model was used. The two coefficient $\alpha$,$\beta$) of the wall-wetting fuel model was determined from the measured fuel mass that was inducted into the cylinder at the first cycle after injection cut-off To reduce an air/fuel ratio fluctuation during rapid throttle opening, the appropriate fuel injection rate was obtain from the wall wetting model with empirical coefficients. Result of air/fuel ratio control, air/fuel excursion was reduced.