• 한국정보통신학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.480-490
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• 2018

최근, 유럽 연합 가입국을 기항지로 항해하는 선박을 대상으로 배출 가스를 측정한 후, 그 결과를 보고하고 검증받는 MRV 규제의 시행을 앞두고 있다. 이러한 배출 가스량을 경험적으로 산정해보기 위하여 본 논문에서는 간이 연료 소모량 추정 및 최적 경유 항구 추천 시스템을 개발하기 위한 내용을 다룬다. 이를 위해 10여 년간 축적된 선박의 항차 데이터를 기반으로 각 항구별 연료 소모량, 거리, 소요 시간을 분석하여, 이를 기반으로 연료 소모량을 추정하는 모듈을 개발하였다. 또한 선박의 출발지와 목적지 사이의 최적 경유 항구를 추천하기 위한 기능을 비롯하여 실제 운항 경로 표시 기능, 실제 운항 경로와 최적 경로와의 비교 기능, 사용자 지정 경유 항구 선택 기능을 제공하기 위한 모듈을 구현하였다. 개발한 시스템은 선박의 운항 계획 등을 위한 참고 지표로 활용이 가능할 것으로 기대되며, 축적된 데이터를 기반으로 학습하여 미래 데이터를 예측하기 위한 선행 연구로서 의미가 있을 것으로 판단된다.

• 기계저널
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• 제33권6호
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• pp.515-522
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• 1993

센서는 자연현상을 감지하는 소자로 계측 및 제어시스템의 구성요소로 이용되며, 센서를 이용 하여 Closed-loop System의 구성을 가능케 하며, 지능화된 시스템을 구현 할 수 있다. 센서는 압력, 유량, 온도, 자장, 광 등을 측정하는 물리적 센서, pH, 이온, 산소 등의 구성물을 감지하는 화학센서, 인체의 혈당량, 뇌의 상태, 냄새 등을 측정하는 바이오 센서로 대별될 수 있다. 이중 물리적 센서는 기계적 시스템에 많이 이용되며, 특히 압력, 유량센서는 자동차에 있어서 엔진의 Manifold, 엔진오일, 브레이크 오일, 타이어, 연료 등의 상태를 측정하는데 사용되고 있다. 예를 들어 1980년대에는 미국 Ford와 Motorola사가 공동으로 반도체공정 기술을 이용한 용량 형(capacitive) 압력센서를 개발하여 엔진의 컨트롤시스템에 이용하였다. 이러한 압력센서는 1988년에 15억불의 매출을 기록하였으며, 1955년에는 30억불로 늘어날 전망으로 있어 가장 많이 사용되는 센서로 각광을 받고 있다. 이글에서 압력센서의 원리 및 종류에 대하여 알아보고, 마 이크로머시닝 기술 등의 제작방법과 이의 응용에 대하여 논의하려 한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권1호
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• pp.16-23
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• 2023

항공기 연료계통은 연료 공급, 연료탱크 간 연료이송, 각 연료탱크 내의 잔여 연료량 측정 등의 기능을 수행하며, 추락 시 화재의 직접적인 원인이 되기 때문에 추락에 견딜 수 있도록 설계하여 승무원의 추락 생존성을 높여야 한다. 민간에서는 연료계통의 내추락 설계를 감항 요구도로 반영하여 철저한 검증을 요구하고 있으며, 비행안전이 확보된 항공기 개발을 위해 관련 감항인증기준 및 입증방안에 대한 연구가 필수적이나 미미한 실정이다. 이러한 사항에 착안하여 본 논문에서는 연료계통 내추락성 입증 지침 마련을 통한 비행안전성 향상 방안 연구의 일환으로 군용 회전익항공기에 적용 가능한 연료계통 내추락 관련 감항인증기준, 입증방법 및 적용 사례에 대한 분석 결과를 기술하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.279-284
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• 2013

본 논문에서는 경제적이고, 채널 확장성이 용이하며, 다양한 성능시험에 대응이 가능한 솔레노이드 타입의 인젝터 컨트롤러를 연구 개발하고 그 성능을 평가하였다. 개발된 컨트롤러는 임베디드 시스템에 기반을 두고 있으며, 인젝터에서 고압으로 분사되는 연료의 분사 타이밍 및 분사량에 대한 정밀제어는 물론 솔레노이드의 전기적인 특성을 측정하여 인젝터의 성능평가도 가능하다. 또한, 부가적으로 인젝터의 분무 형태를 정밀하게 촬영할 수 있는 광원과 초고속 카메라의 정밀시간제어도 동시에 가능하도록 하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.264-267
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• 2005

수소의 소규모 분산 생산 기술은 본격적 인 수소 인프라가 도입되기 전에 연료전지 자동차의 수소 충 전용이나 분산 발전형 연료전지의 수소 공급을 위해 필요하다. 생산 용량은 수소 기준으로 $10\~100 Nm^3/hr$ 정도로 현재로선 천연가스의 수증기 개질법이 가장 경제적인 공정으로 알려져 있다. 소규모 생산에 따른 열효율 저하를 줄이 기 위해 단위 공정들이 통합된 컴팩트 개질 시스템의 개발이 필요하다. 핵심 기술인 컴팩트 리포머의 국산화 기술 확보를 위하여 $20 Nm^3/hr$용량의 동심관형 리포머를 설계, 제작하였다. 내부구조는 제작의 단순화를 고려하여 중첩된 동심관이 배열되었고 압력 손실과 열웅력 발생을 억제하도록 유로를 배치하였다. 수증기개질 반응에 필요한 반응열은 리포머 본체에 부착된 버너를 이용하여 공급하였다. 성능 측정을 위한 부속 기기로 상온 흡착식 탈황기, 폐열 회수형 수증기 발생기, 반응물 예열을 위한 열교환기, 생성 가스 응축기를 설계 제작하여 전체 리포밍 시스템을 구성하였다. 반응 온도 $680\~720^{\circ}C$, 탄소 대 수중기 비(S/C ratio) $2.7\~3.2$ 조건에서 수증기 개질 반응을 수행하였다. 해당 반응 조건에서 메탄 전환율 $89\%$ 이상, 저위 발열량 기준 개질 열효율 $70\%$ 이상을 달성하였고 개질 생성가스 내 수소의 최대 유량은 $23.4Nm^3/h$였다. 개발된 리포밍 시스템은 고순도 수소 생산이 필요한 경우, 수소 수율 향상을 위한 고온 수성 가스 전화 반응기를 통합 가능하도록 열교환기 구성을 조정할 수 있으며 용융 탄산염 연료전지와 같이 고온형 연료전지의 경우 $550^{\circ}C$ 이상으로 개질 생성 가스를 공급하도록 구성할 수도 있다. 향후 리포머 본체의 개질 효율 향상 및 장치 소형화, 부속 기기의 최적화를 통한 전체 리포밍 시스템 개선, 스케일 업 설계를 위한 엔지니어링 설계 패키지 구성을 계획하고 있다.

• 한국추진공학회지
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• 제18권5호
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• pp.95-100
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• 2014

극초음속 비행체에서는 공기와의 마찰열과 엔진열의 증가로 기체 내부의 열적 부하가 발생한다. 이는 비행체 내부 구조물의 변형을 일으키고 오작동을 발생시킬 수 있다. 흡열연료는 액체 탄화수소 연료로써 흡열반응을 통해 열을 흡수할 수 있는 연료이다. 본 연구에서는 exo-tetrahydrodicyclopentadiene을 모델연료로써 선정하고 제올라이트 촉매의 금속담지를 통하여 흡열특성의 변화를 측정하는 연구를 수행하였다. 이를 통하여 상용촉매보다 우수한 흡열성능을 가지는 촉매를 확보하였다. 본 연구의 목적은 흡열량 향상에 미치는 촉매의 특성을 연구하는 것이다. 이 촉매는 상용촉매를 대체하여 exo-THDCP를 흡열연료로 사용하는 시스템에 적용될 수 있을 것이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.239-242
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• 2005

고분자 전해질형 연료전지에서는 수소이온의 이온전도성 저하를 방지하기 위하여 외부에서 가습하여 주는 방식이 일반적이지만, 가습에 소요되는 부품을 일부라도 제거할 경우 연료전지의 효율은 높이고 제작단가도 경감할 수 있다. 이를 위하여 저가습 및 무가습 실험을 수행하였으며, 정확한 data의 수집과 시험장비의 자동제어를 위하여 National Instrument사의 compact field point (cFP)를 사용하였다. 무가습 실험 중 stack의 안정성 측면을 고려하기 위하여 수소연료가 부족하거나 갑작스런 voltage drop이 발생할 경우 LabVIEW logic에 의한 stack 보호용 자동차단 시스템을 구현하였다. Humidifier와 heater의 온도를 조절하여 공급유체의 상대습도 및 온도를 각각 조절하였으며, 이에 필요한 이론적 온도는 Antoine equation을 사용하여 산정하였다. Anode와 cathode 양측 $100\%$ 가습 경우를 기준으로 가습량을 조절하면서 실험을 수행하였으며 성능 차이를 그래프로 도시하여 양측의 변화에 대한 영향을 볼 수 있도록 하였다. Stack의 온도가 $70^{\circ}C$이고 양측 무가습일 경우에 성능 측정이 불가능하여 stack의 온도를 저온에서부터 변화시키면서 무가습 성능을 실시간으로 측정하여 보았다 일반적으로 hydronium ion은 anode측에서 cathode측으로 계속 이동하여야 전기를 생성할 수 있으므로 cathode측 무가습이 anode측 무가습보다 성능이 더 잘 나오는 것으로 예측하였으나 이와 반대되는 경향의 실험 결과를 얻었다. Anode측 무가습과 cathode측 무가습의 standard deviation은 anode 무가습일 경우가 크게 발생하였고 양측 무가습일 경우는 stack의 온도가 높을수록 크게 관찰되었다. 이와 같은 현상은 공기중의 상대습도와 back diffusion등에 영향을 받을 수 있으므로 각종 변수들의 영향을 분리하여 관찰할 수 있는 실험을 수행중에 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.534-537
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• 2008

하이브리드자동차의 연료소비율 시험 시 초기 SOC 조건에 따른 SOC와 연비 변화 특성을 파악하기 위해 2종의 차종을 선택하여 UDDS 모드주행 실험을 실시하였다. 실험결과 Strong type 자동차는 주행시작 약 550초 경과 후 SOC 52 $\sim$ 54%로 수렴하였다. 또한 일반 시가지 주행조건에서는 SOC를 50$\sim$55 % 범위에서 제어함을 알 수 있으며, 초기 SOC 조건에 따라 연비는 약 79%의 편차가 나타났다. 이는 저속구간에서 순수 전기자동차 구동이 구현됨으로써 SOC 70%에서 큰 연비 상승 효과가 나타나는 것으로 판단 된다. Mild type 자동차는 연비가 초기 SOC 조건에 따라 약 5%의 편차가 나타남을 알 수 있었으며, SOC 변화특성은 배터리 충전상태에 따라 충전량 제어는 이루어지나 가속 시 어시스트만 이루어지는 시스템적 특성상 효율적인 SOC 제어가 이루어지지 않아 연비에는 큰 영향을 주지 않는 것으로 생각된다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.617-622
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• 2018

시설원예 하우스 내부의 공기 밀폐나 유동상태에 직접적인 영향을 주는 송풍기, 측창 개폐기의 동시제어는 $CO_2$ 농도 관리에 필수적이다. 현재 농업인구 감소에 따른 개인당 경작면적 증가로 자동화 시스템과 통합제어의 요구가 꾸준히 증가하고 있는 실정이다. 본 논문에서는 $CO_2$발생기의 연료 및 연소공기 혼합비(공연비), 내 외부 환경에 따른 $CO_2$ 공급량의 제어와 $CO_2$ 공급에 있어 중요한 변수인 측정 개폐기와 같은 기존 설치기기를 동시에 제어할 수 있는 통합 제어시스템을 제안한다.

• 전기화학회지
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• 제10권3호
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• pp.196-202
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• 2007

본 연구에서는 고분자 전해질 연료전지의 가습조건의 변화에 따른 정상상태 및 비정상상태 운전특성을 살펴보았다. 전압을 OCV에서 0.25 V까지 변화시키면서 PEFC 연료전지의 정상상태 성능을 정전압 모드에서 측정하여 전류-전압 곡선에 나타내어 고찰하였다. 또한, 일부 전압조건에서 연료전지의 비정상상태 성능변화를 측정하였다. 수소극 가습에 따른 성능을 평가하기 위하여 공기극은 건조공기를 공급한 상태에서 수소극에 공급되는 수소의 습도를 20%에서 100%로 변화시키면서 연료전지의 성능을 측정하였다. 일반적으로 고전압 영역에서는 높은 작동온도가 높은 성능을 나타내고 있으나, 저전압 영역에서는 낮은 작동온도가 높은 성능을 나타내었다. 임피던스 측정을 통하여 건조한 전해질막 조건에서 ohmic 손실이 커지며 외부가습과 자체가습량이 커지면 저주파수 영역에서 물질전달손실 효과가 나타나는 것을 확인하였다. 또한, 전압을 감소시킨 후 전류의 시간에 따른 변화를 고찰하여 연료전지 시스템의 동적특성을 고찰하였다. 전압을 감소시킨 경우, 작동온도의 상승에 따라서 정상상태에 도달하는 시간이 줄어들었으며, 저전압 영역을 제외하면 생성된 물에 의한 자체가습은 정상상태 도달시간을 지연시키는 효과를 가져왔다.