• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.1-7
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• 2017

분무식 노즐(spray nozzle)은 액체의 표면을 증가시키기 위해 에너지를 공급하여 액체를 다수의 액적으로 미립화시키는 장치로 연소과정에서의 연료의 미립화 또는 표면이나 입자의 코팅 등 여러 산업분야에 다양한 목적으로 응용된다. 초음파 미립화 노즐은 진동 발생장치로부터 고진동수의 전기에너지를 받아 같은 진동수의 기계적 에너지로 변환시키는 변환기를 갖고 있다. 변환된 에너지를 액체에 부가하여 고주파 진동에 의해 미세한 액적을 생성하여 분사한다. 코팅작업에서 가압되지 않은 저속의 분무는 액적이 튕겨나가지 않고 표면에 달라붙어 과도하게 분사되는 양을 줄일 수 있다. 초음파 미립화 노즐은 초음파 진동부 외벽에 공기를 공급해 줄 수 있는 공간을 통해 생성된 보조 공기흐름을 이용하여 저속의 액적을 운반하여 분무특성이나 분무형상을 조절할 수 있다. 따라서 주위 공기의 흐름을 이용하여 원하는 분무특성을 얻을 수 있다. 본 연구에서는 액적의 분사 운동을 모사하기 위해 라그랑지안 분산상 모델(DPM)을 적용한 상용코드 FLUENT를 사용하여 액적 주위의 공기흐름을 동반하는 초음파 미립화 노즐을 해석하였다. 노즐 수축부 형상, 액적의 크기 그리고 공기 측 압력차의 크기를 변화시키며 수치해석을 수행하여 코팅용 분무를 위한 최적 조건을 연구하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권5호
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• pp.491-498
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• 2010

연료전지 자동차는 성능과 수명 측면에서, 전해질막의 가습이 필요하며, 이를 위해 반응기체인 공기, 수소의 높은 가습이 요구된다. 본 연구에서는 내경 75 mm공기공급관 내에 직접 삽입된 인젝터(노즐)과 액적제거를 위한 사이클론을 통한 가습장치를 고안하여 실험을 수행하였다. 충돌형 노즐 3 종류를 이용하여 분사압력, 공기 유량, 분사방향각도를 달리하여 실험을 수행하였다. 가습 성능을 분석하기 위해, 가습효율이라는 개념을 정의하였다. 별도의 외부 열공급원 없이 분사되는 물과 공기의 엔탈피가 자체 기화열 공급원으로, 분사되는 물의 양이 가습에 가장 중요한 변수임을 볼 수 있었다. 사이클론은 높은 공기유량에서 재비산이 발생되는 것을 볼 수 있었다. 노즐타입 PJ24, 분사방향 각도 90도, 분사압력 1200 kPa, 공기 유량 6000 nlpm에서 절대습도 $21.29\;kJ/kg_{da}$, 가습 효율 86.57%를 얻을 수 있었다.

• 한국항만경제학회지
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• 제27권1호
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• pp.281-304
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• 2011

21세기 에너지기후시대를 맞이하여 세계 각국은 미래 국가성장동력으로 녹색산업을 중점 육성하고 있으며, 우리나라 역시 현정부 들어 녹색성장을 국정과제로 추진하고 있다. 이 같은 녹색혁명의 바람은 해운항만산업도 예외가 아니어서 IMO를 비롯한 국제기구와 미국, EU를 중심으로 한 세계 주요국들은 항만에서 발생하는 대기오염을 줄이기 위한 다방면의 노력을 경주하고 있다. 그럼에도 불구하고 우리나라의 경우 선박이나 항만에서 발생하는 환경오염 및 이의 저감방안에 대한 논의는 비교적 최근 들어 이루어지고 있어 선진국 항만들과는 그 격차가 큰 실정이다. 또한 최근 급격한 성장을 보이고 있는 중국 항만을 비롯한 주변 항만들과의 치열한 경쟁에서 국내 항만들이 지속가능한 우위를 확보해 나가기 위해서도 차별화된 Green Port 전략의 필요성은 그 어느 때보다 절실한 상황이다. 이에 본 연구는 항만활동으로 인해 발생되는 대기오염원과 인천항의 환경오염 실태 및 현황을 살펴보고, 세계 주요항만에서 시행되고 있거나 향후 도입될 예정으로 있는 청정대기 전략을 검토함으로써 인천항에 대한 시사점을 도출하고자 한다. 특히 본 연구는 수도권 관문항으로서 연간 막대한 양의 벌크화물을 취급하고 있는 인천항의 대기오염 저감방안을 컨테이너터미널과 벌크터미널로 구분하여 제시함으로써 기존연구와 차별성을 도모하였다. 항만에서 발생하는 대기오염을 줄이기 위한 방안으로는 컨테이너 터미널의 경우 기술적 측면에서 청정연료사용, 배출통제장치 설치, 노후장비 교체 및 개조, 운영적 측면에서는 선박속도저감 프로그램 도입, 육상전원공급장치의 도입, RFID를 활용한 게이트 자동화, 그리고 시장기반프로그램으로 차별화된 항만이용료 프로그램의 도입을 검토해 볼 필요가 있다. 한편 벌크부두(일반부두)의 경우 선적과 하역 시 다단식 선적슈트, 고각도 컨베이어벨트, 건무시스템 등을 사용하여 비산분진과 화물유출 발생을 방지하는 한편, 화물보관 시 기존 사이로 방식 대신 돔구조물이나 폴리에스터 보관시설을 사용하는 방안을 검토할 필요가 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.1-7
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• 2018

화석연료를 사용하는 내연기관에서 배출되는 가스는 환경오염, 지구온난화와 인체에 유해하여 많은 사회적인 문제를 야기시키고 있다. 최근에는 신재생에너지의 수요가 증가하고 있으며, 정부의 정책적인 지원과 연구개발 또한 활발하다. 가정에서 많이 사용되는 태양열에너지 시스템의 집열부는 열매체로 프로필렌글리콜 부동액이 물과 50% 고정된 값으로 혼합되어 영하온도에서도 집열부에 열을 전달한다. 그러나 집열부 내의 열매체에 누수가 발생되면 태양열시스템 특성상 보충수를 태양열 집열부에 공급하는데, 이로 인하여 보충수 내의 급수로 인하여 부동액 농도가 낮아지게 된다. 이에 따라 태양열 집열부위의 온도가 저하되어 동파를 야기하게 되는데 태양열에너지 시스템 정비 보수를 위해서 비용 부담이 증가하여 많은 문제점을 증가시킨다. 이 연구는 태양열에너지 시스템에 발생되는 동파 방지를 위하여 온도 저하에 따라 자동으로 부동액 농도를 제어가능한 장치를 개발하는 것이다. 물 성분이 프로필렌글리콜보다 전기전도도가 크며, 온도가 저온으로 내려갈수록 저항값이 증가하였다. 프로필렌글리콜 농도 제어 목표값 40, 50 및 60% 값은 39.6, 50.7 및 60.1%의 프로필렌글리콜 농도값으로 보정을 통하여 제어를 해야 한다.

• 기술혁신연구
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• 제26권3호
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• pp.37-68
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• 2018

본 논문에서는 차량용 반도체가 제품 출하 후 사용 환경에 따라 발생되는 불량률을 데이터 마이닝 기법을 이용하여 분석하였다. 20세기 이후 가장 보편적인 이동수단인 자동차는 전자 컨트롤 장치와 자동차용 반도체의 사용량이 급격히 증가하면서 매우 빠른 속도로 진화하고 있다. 자동차용 반도체는 차량용 전자 컨트롤 장치 중 핵심 부품으로 소비자들에게 안정성, 연료 사용의 효율성, 운전의 안정감을 제공하기 위해 사용되고 있다. 자동차용 반도체는 가솔린엔진, 디젤 엔진, 전기 모터를 컨트롤하는 기술, 헤드업 디스플레이, 차선 유지 시스템 등 많은 부분에 적용되고 있다. 이와 같이 반도체는 자동차를 구성하는 거의 모든 전자 컨트롤 장치에 적용되고 있으며 기계적인 장치를 단순히 조합한 이상의 효과를 만들어 내고 있다. 자동차용 반도체는 10년 이상의 자동차 사용 기간을 고려하여 높은 신뢰성, 내구성, 장기공급 등의 특성을 요구하고 있다. 자동차용 반도체의 신뢰성은 자동차의 안전성과 직접적으로 연결되기 때문이다. 반도체업계에서는 JEDEC과 AEC 등의 산업 표준 규격을 이용하여 자동차용 반도체의 신뢰성을 평가하고 있다. 또한 자동차 산업에서 표준으로 제시한 신뢰성 실험 방법과 그 결과를 이용하여 개발 초기 단계 및 제품 양산 초기단계에서 제품의 수명을 예측 하고 있다. 하지만 고객의 다양한 사용 조건 및 사용 시간 등 여러 변수들에 의해 발생되는 불량률을 예측하는 데는 한계가 있다. 이러한 한계점을 극복하기 위하여 학계와 산업계에서 많은 연구가 있어왔다. 그 중 데이터 마이닝 기법을 이용한 연구가 다수의 반도체 분야에서 진행되고 있지만, 아직 자동차용 반도체에 대한 적용 및 연구는 미비한 상태이다. 이러한 관점에서 본 연구는 데이터 마이닝 기법을 이용하여 반도체 조립(Assembly)과 패키지 테스트(Package test) 공정 중 발생 된 데이터들간의 연관성을 규명하고, 고객 불량 데이터를 이용하여 잠재 불량률 예측에 적합한 데이터 마이닝 기법을 검증하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.357-368
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• 2018

석유는 지난 100년 이상 원격지 마을의 전력생산을 가능하게 해왔으며, 지속적인 전력공급이 가능한 장점을 갖고 있다. 섬과 원격지 마을에서 석유만을 의존한 전력생산은 몇 가지 위험과 단점을 갖고 있다. 석유를 사용한 발전은 위험한 연료 연계매매 전략을 사용하여 가격의 변동성이 크고 더 비싸지기도 한다. 섬과 원격지 공동체 주민은 미래 기후변화 영향에 대한 우려와 탄소배출의 감축을 위한 대응행동 요구를 주장하기도 한다. 이러한 위험과 단점은 제조업체에서 태양광, 풍력 및 에너지저장장치 기술 등의 단가를 지속적으로 줄여서 극복할 수 있다. 비용을 줄이는 것은 쉬운 일이 아니며, 본 연구에서는 좀 더 다양하고 새로운 재생에너지원 배치를 기반으로 여러 가지 상황에 따른 현장시공 비용을 줄이는 방안을 검토하였다. 본 논문에서는 GIS를 이용하여 재생에너지설비의 최적위치 및 선로 경과지를 가능하게 하는 편리하고 간단한 설계해법을 제안한다. 제안된 방법은 GIS를 사용하여 거문도를 대상으로 구현하였으며 현장조사를 통하여 설계타당성을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 영호남 합동 학술대회 및 춘계학술대회 논문집 센서 박막 기술교육
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• pp.113-116
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• 2006

자발착화 연소반응법 (Glycine Nitrate Process)을 응용한 초음파분무열분해장치를 이용하여 이차전지의 양극재료인 Ni치환형 $LiMn_2O-4$ 분말을 합성하였고, 각각의 하소온도에 따른 분말의 특성을 평가하였다. 전구용액은 산화제로 $Mn(NO_3)_2{\cdot}6H_20$EX>, $LiNO_3$, $Ni(NO_3)_2{\cdot}6H_20$를 사용하였고, 자발착화 에너지를 공급하기 위한 연료로는 glycine를 사용하였다. 분말의 결정상을 확인하기 위해 X-선 회절 시험을 시행하였으며, 각각의 조성별로 ICP측정결과 여러 조성들($LiNi_xNm_{2-x}O_4\;0{\leq}x{\leq]0.5$) 중 $LiNi_{0.3}Nm_{1.7}O_4$의 분말이 비교적 우수한 특성을 나타내었지만, 전기화학적 특성 평가 결과 이론용량값에 미치지 못하는 용량값을 나타내었다. 이것은 분말 합성 시 미량의 미 반응된 유기물들이 분말 표면에 피복되어 전기적 성질을 변화시키고 있기 때문임을 확인하였다. 이러한 특성을 개선하고자 추가적으로 하소 공정을 실시하여 전지의 성능를 평가 하였다. 분말의 미세구조와 형태, 크기, 전기 화학적 특성을 관찰하여 하소 전 후의 분말을 비교하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권6호
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• pp.739-745
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• 2017

선박에서 배출되는 환경오염물질 저감 및 연료 소비를 줄이기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 이에 따라 기존의 전력망과 신재생에너지를 연계 시킬 수 있는 직류배전시스템의 한 부분인 전력변환시스템에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 현재 전력변환장치로 주로 사용되고 있는 다이오드 정류기는 부하의 입력전류에 많은 저차고조파가 포함되어 공급전압의 왜곡을 초래하고 전체시스템의 전력품질을 저하시킨다. 일정하지 않은 출력 전압파형은 발전기, 부하기기 등에 오작동 유발 및 인버터 단의 스위칭 소자에 영향을 미치며 스위칭 손실을 증가 시킨다. 본 논문에서는 AFE(Active Front End) 방식 PWM(Pulse Width Modulation) 정류기의 직류출력, 입력 전원의 역률 및 총고조파왜형률(Total Harmonic Distortion)을 개선하기 위해서 PLL회로를 사용한 제어기를 설계하였고, 시뮬레이션 결과 직류 출력전압 파형과 입력전원의 역률이 기존 보다 개선되었으며 총고조파왜형률 또한 IEEE Std514-2014 규정에 적합한 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제22권6호
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• pp.59-64
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• 2018

정부에서는 미세먼지 저감대책의 일환으로 항만에서 운행하는 트랙터(야드트랙터, YT)의 연료를 디젤에서 LNG로 전환하는 사업을 추진중에 있다. 그런데, 야드트랙터의 보유대수가 적은 항만의 경우에는 BOG (Boil off gas) 발생 문제 등으로 인해 고정식 충전소를 설치하여 LNG를 YT에 공급하는 것이 곤란하다. 따라서, 이에 대한 대안으로 소규모의 이동식 LNG YT 충전소 설치 기준 마련이 필요하다. 본 연구에서는 이동식 LNG YT 충전소의 국내 도입을 위해 국내외 이동식 LNG 충전사례 및 충전 기준 조사, LNG 사고 사례 등을 조사하고, 사고 원인에 따른 위험경감 방안을 제시하였다. 또한, 제시된 위험 경감 방안을 토대로 도시가스사업법 시행규칙 개정(안)을 제시하였다. 제시한 이동식 LNG YT 충전 기준은 보호시설과의 안전거리 유지, 허가된 충전장소 이외의 장소에서 충전이 불가하도록 하는 인터록 장치 설치, 생체인식을 통한 신원확인 시스템 설치, 충전 전 탱크로리와 견인차량 분리 및 바퀴 고정상태 확인 등 사고예방을 위한 안전조치, 액확산방지조치, 충전 전 중 후의 안전조치 기준 등이다. 본 연구에서 제시한 안전기준은 향후 이동식 LNG 자동차 충전 기준 마련시 참고자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권5호
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• pp.617-626
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• 2019

본 연구는 가스추진 174K급 LNG 운반선의 가스 압축기실에서 발생하는 가스누출 모사를 통해 가스탐지기의 최적 위치를 분석하였으며, 새로 개정된 IGC 코드에 명시된 안전규정을 만족하는 합리적인 방법도 함께 제안하였다. 가스압축기실에서의 LNG 가스누출 수치해석을 위해, 실제 ME-GI 엔진이 장착된 174K급 LNG 운반선의 압축기실 형상과 장비, 배관의 배치와 같은 치수로 3D 설계되었다. 가스누설에 대한 시나리오는 305 bar의 높은 압력과 1 bar의 낮은 압력을 적용하여 진행하였다. 고압용 핀홀의 크기는 4.5, 5.0, 5.6 mm이고 저압용은 100, 140 mm이다. 해석 결과, 5.6 mm 핀홀(고압)과 100, 140 mm 핀홀(저압) 상태의 누출에 대한 환기평가에서 가연성 가스농도는 심각한 위험이 없음을 확인하였다. 그러나 개정된 IGC 코드에 따라 설치된 압축기실의 가스 감지 센서의 실제 위치는 다른 지점으로 이동해야 하고, 측정 지점이 현 규정에서 요구하는 것보다 더 추가되어야 함을 확인하였다.