• Title/Summary/Keyword: 열분석적 특성

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Numerical Modeling for Turbulent Combustion Processes of Vortex Hybrid Rocket (Vortex Hybrid 로켓 난류연소과정의 모델링 해석)

  • 조웅호;김후중;김용모;윤명원
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 2003.05a
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    • pp.244-245
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    • 2003
  • 고체나 액체 추진로켓에 비하여 하이브리드 추진 시스템은 작동조건의 안정성과 안전함등의 많은 장점을 가지고 있다. HTPB와 같은 고체연료는 제작 및 저장, 운송 그리고 장착상의 안정성을 가지고 있으며 하이브리드 로켓의 고체연료로의 산화제의 유입을 제어하면서 추력의 변화와 엔진내부의 연소중단과 재 점화를 용이하게 할 수 있다. 이러한 이유로 인하여 하이브리드 엔진은 좀 더 경제적인 장치로 기대를 모으고 있다. 그러나, 기존의 하이브리드 로켓 엔진은 고체 추진 로켓에 비하여 낮은 연료 regression 율과 연소효율을 가지는 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하고 요구되어지는 추력값과 연료유량을 증가시키기 위하여 고체연료의 표면적을 증가시킬 필요가 있다. 기존의 하이브리드 엔진에서는 연료 그레인에 다수의 연소포트를 만들어 표면적을 증가시켰으나 이는 비 활용 공간의 증가와 추진제의 질량 및 체적분율의 상당한 감소를 초래한다. 지난 수십년간에 걸쳐 하이브리드 엔진에서 연료의 regression 특성 및 엔진 성능 향상을 위한 연구가 계속되어 왔으며 최근에 엔진의 체적 규제를 경감시키고 연료의 regression율을 향상시키기 위하여 선회유동을 이용하는 하이브리드 로켓 엔진들이 제안되고 있다. 이러한 선회유동을 가지는 하이브리드 로켓은 고체연료 그레인에 대하여 평행하게 유입되는 기존의 하이브리드 로켓에 비하여 고체연료 벽면에서의 대류열전달이 현저하게 증가하게 되어 아주 높은 고체연료의 regression율을 얻을 수 있는 이점이 있다. 선회유동 하이브리드 로켓의 연소과정은 고체 연료의 열분해과정, 대류 열전달, 난류 혼합, 난류와 화학반응의 상호작용, soot의 생성 및 산화과정, soot 입자 및 연소가스에 의한 복사 열전달, 연소장과 음향장의 상호작용 등의 복잡한 물리적 과정을 포함하고 있다. 이러한 물리적 과정 중 난류연소, 고체연료 벽면 근방에서의 대류 열전달 및 연소과정에서 생성되는 soot 입자로부터의 복사 열전달, 그리고 고체연료 열 분해시 표면반응들은 고체연료의 regression율에 큰 영향을 미친다. 특히 고체연료의 난류화염면의 위치와 폭, 그리고 비 예혼합 난류화염장에서 생성되는 soot의 체적분율의 예측은 난류연소모델, 열전달 모델, 그리고 regression율 모델에 의해 크게 영향을 받기 때문에 수치모델의 예측 능력 향상시키기 위하여 이러한 물리적 과정을 정확히 모델링해야 할 필요가 있다. 특히 vortex hybrid rocket내의 난류연소과정은 아래와 같은 Laminar Flamelet Model에 의해 모델링 하였다. 상세 화학반응 과정을 고려한 혼합분율 공간에서의 화염편의 화학종 및 에너지 보존 방정식은 다음과 같다. 화염편 방정식과 혼합분률과 scalar dissipation rate의 관계식을 이용하여 혼합분률과 scalar dissipation rate에 따른 모든 reactive scalar들을 구하게 된다. 이러한 화염편 방정식들을 mixture fraction space에서 이산화시켜서 얻은 비선형 대수방정식은 TWOPNT(Grcar, 1992)로 계산돼 flamelet Library에 저장되게 된다. 저장된 laminar flamelet library를 이용하여 난류화염장의 열역학 상태량 평균치는 presumed PDF approach에 의해 구해진다. 본 연구에서는 강한 선회유동을 가지는 Hybrid Rocket 연소장내의 난류와 화학반응의 상호작용을 분석하기 위하여 Laminar Flamelet Model, 화학평형모델, 그리고 Eddy Dissipation Model을 이용한 수치해석결과를 체계적으로 비교하였다. 또한 Laminar Flamelet Model과 state-of-art 물리모델들을 이용하여 선회 유동을 갖는 하이브리드 로켓 엔진의 연소 및 Soot 생성 및 산화과정을 살펴보았으며 복사 열전달이 고체 연료 표면의 regression율에 미치는 영향도 살펴보았다. 특히 swirl강도, 산화제의 유입위치 그리고 선회유동의 형성방식이 하이브리드 로켓의 연소특성 및 regression rate에 미치는 영향을 상세히 해석하였다.

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Control of Short-period and Solitary Waves Using Two-rowed Impermeable Rectangular Submerged Dike (2열 불투과성 사각형 잠제를 이용한 단주기파랑 및 고립파의 제어)

  • Lee, Kwang-Ho;Jung, Sung-Ho;Ha, Sun-Wook;Kim, Do-Sam
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.22 no.4
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    • pp.203-214
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    • 2010
  • This study numerically investigates the wave control of 2-rowed Impermeable Rectangular Submerged Dike(IRSD) with an object of how to control short-period and solitary waves simultaneously based on the Bragg resonance phenomenon that elevates the wave control performance. The boundary integral method using Green formula and the 3-D one-field Model for immiscible TWO-Phase flows (TWOPM-3D) by 3-D numerical wave flume have been used for the numerical predictions for short-period and solitary waves, respectively. These numerical models were verified through the comparisons with the previously published numerical results by other researchers. Through the parametric tests of numerical experiments for short-period waves, an optimum model of 2-rowed IRSD of a lowest transmission coefficient has been found. Furthermore, the performances of 3-D wave control for solitary waves were evaluated for the various free board, crown widths and gap distance between dikes, and have been compared with those of a single-rowed IRSD. Numerical results show that a 2-rowed IRSD with a less cross sectional area than 1-rowed one improves the wave attenuation performances when it is compared to that of single-rowed IRSD. Within the test frequency ranges of the numerical simulations conducted in this study, 2-rowed IRSD with an optimum gap distance shows an outstanding improvement of the wave attenuation up to 58% compared to that of single-rowed IRSD.

Comparison of Active and Passive Sampler for Determining Temperal and Spatial Concentration Assessment of the Main Volatile Organic Compounds Concentration in Shihwa Industrial Complex (시화산업단지에서 주요 휘발성유기물질의 시간적, 공간적 농도 파악을 위한 능동식과 수동식 시료채취기 비교)

  • Byeon, Sang-Hoon;Choi, Hyeon-Il;Moon, Hyung-Il;Lee, Jung-Geun;Kim, Jung-Keun
    • Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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    • v.33 no.11
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    • pp.790-796
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    • 2011
  • In this study, we measured the concentrations of volatile organic compounds (VOCs) in Shiwha area by using active and passive sampler. We did a comparative analysis of the characteristics of the active sampler and passive sampler. In the case of the passive sampler, the average TVOC concentration of the industrial area was 1.86 times higher than that of the residential area. In the case of the active sampler, the average TVOC concentration of the industrial area was 1.07 times higher than that of the residential area. When using the passive sampler, the concentration of VOCs in the industrial area was noted to be higher than the concentration found in the residential area. However, when we used the thermal desorption tube, the concentration of residential area was higher rather than that of industrial area in some substances such as trichloroethylene, toluene, ethylbenzene, and xylene. Toluene was a larger percentage of the overall BTEX ratio. In case of the passive sampler, the relative ratio of toluene, ethylbenzene, and xylene was higher in the industrial area than in the residential area. In contrast in case of the thermal desorption tube, the ratio of these substances was higher in the residential area rather than in the industrial area. The passive sampling in this study showed an appropriate method to analyze the temporal and spatial concentrations of air contaminants. This assessment would prove to be useful for its observance of standards or epidemical study.

Study on The Thermochemical Degradation Features of Empty Fruit Bunch on The Function of Pyrolysis Temperature (반응온도에 따른 팜 부산물(empty fruit bunch)의 열화학적 분해 특성에 관한 연구)

  • Lee, Jae Hoon;Moon, Jae Gwan;Choi, In-Gyu;Choi, Joon Weon
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • v.44 no.3
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    • pp.350-359
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    • 2016
  • We performed fast pyrolysis of empty fruit bunch (EFB) in the range of temperature from $400{\sim}550^{\circ}C$ and 1.3 s of residence time. The effect of temperature on the yields and physicochemical properties of pyrolytic products were also studied. Elemental and component analysis of EFB showed that the large amount of potassium (ca. 8400 ppm) presents in the feedstock. Thermogravimetric analysis suggested that the potassium in the feedstock catalyzed degradation of cellulose. The yield of bio-oil increased with increasing temperature in the range of temperature from $400{\sim}500^{\circ}C$, while that of gas and biochar decreased and showed monotonous change each with increasing temperature. When the EFB was pyrolyzed at $550^{\circ}C$, the yield of bio-oil and char decreased while that of gas increased. Water content of the bio-oils obtained at different temperatures was 20~30% and their total acid number were less than 100 mg KOH/g oil. Viscosity of the bio-oils was 11 cSt (centistoke), and heating value varied from 15 to 17 MJ/kg. Using GC/MS analysis, 27 chemical compounds which were classified into two groups (cellulose-derived and lignin-derived) were identified. Remarkably the concentration of phenol was approximately 25% based on entire chemical compounds.

An Analysis on TV VOD Demand: Focusing on Time Series Analysis (TV VOD 수요 분석: 시계열분석을 중심으로)

  • Kim, Ki Jin;Choi, Sung-Hee
    • Review of Culture and Economy
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    • v.21 no.3
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    • pp.59-88
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    • 2018
  • This study examines demand of the Korean TV VOD using monthly aggregate data and time series analysis models. In particular, the impact of box office attendance, number of IPTV subscribers, income and price of substitutes on TV VOD market is analyzed. Data on TV VOD download during the period 2013 January to 2018 June are used for the empirical analysis. TV VOD demand shows lower level of seasonality than box office attendance and the share of monthly top1 movie in TV VOD platform is also lower than that of box office attendance. The relationship between a movie's holdback and box office performance does not seem consistent. The empirical result of ARDL model reveals that in the short-run box office attendance, number of IPTV subscribers and price of substitutes have significant impact on TV VOD demand. The result on the long-term relation shows that income is the only determinant of TV VOD demand. The impact of box office attendance on TV VOD is not shown to be robust both for the short-term and long-term.

Changes in the Occupational Structure and the Spatial Characteristics of Employment Distribution in Korea (한국 직업구조의 변화와 고용분포의 공간적 특성)

  • Park, So Hyun;Lee, Keumsook
    • Journal of the Korean Geographical Society
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    • v.51 no.3
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    • pp.401-420
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    • 2016
  • This study aims to investigate the changes in the occupational structure of employment in Korea during the last three decades, in which have transformed from industrialized economy to knowledge-based economy very rapidly as well as having experiences of both IMF and financial crisis. For this purpose, we analyze the trends occupational distribution and the socio-demographic characteristics of the occupational structure of employment since 1980. By applying correspondence analysis of Multidimensional Scaling(MDS) methods, we examine the inter-relationships between the employed persons by occupation and their characteristics such as gender, age group, educational attainment, industry, region. We found the occupational structure of Korea has been changed dramatically with the socio-economic transformations during the last four decades. In particular, the occupational (job) structure has been highered in general. However, it has also been dualized extremely into two groups, one is the specialized-skilled-white color jobs and the other is the simple-unskilled-blue color jobs. The results of this study could be utilized as the importation basis for the provision of labour supply and employment policy plan at the national level as well as at the local level.

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Electrochemical Characteristics of CFX Based Lithium Primary Batteries Produced by Carbon Fiber Reinforced Plastic -Derived Waste Carbon Fibers (탄소섬유강화플라스틱 유래 폐 탄소섬유로 제조된 불화탄소 기반 리튬일차전지의 전기화학적 특성)

  • Naeun Ha;Chaehun Lim;Seongmin Ha;Seongjae Myeong;Young-Seak Lee
    • Applied Chemistry for Engineering
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    • v.34 no.5
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    • pp.515-521
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    • 2023
  • In this study, waste carbon fiber obtained by pyrolysis of carbon fiber reinforced plastic (CFRP) was used to produce carbon fluoride through vapor phase fluorination and recycled as a reducing electrode material for lithium primary batteries. First, the physicochemical properties of the waste carbon fiber obtained by pyrolysis were determined, and the structural and chemical properties of carbon fluoride were analyzed to evaluate the effect of vapor phase fluorination on the waste carbon fiber. XRD analysis confirmed that the hexagonal network carbon laminated structure (002 peak) of the waste carbon fiber was gradually converted into a carbon fluoride structure (CFX, 001 peak) as the temperature of gas phase fluorination increased. The discharge capacity of the lithium primary battery produced using this carbon fluoride was up to 862 mAh/g. This was compared to the discharge capacity of carbon fluoride-based Li-ion batteries made of other carbon materials. These results suggest that carbon fluoride made from waste CFRP-based carbon fibers can be used as a reducing electrode material for Li-ion batteries.

Mechanical evolution of radioactive waste repository and rock mass - A review on ANDRA's case - (방사성 폐기물 지층 처분장과 암반의 역학적 특성 변화 - ANDRA의 예 -)

  • Chung, So-Keul;Synn, Joong-Ho
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.18 no.3
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    • pp.165-174
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    • 2008
  • Thermo-hydro-chemico-mechanical evolution of the radioactive waste repository and surrounding geological media is one of the key issues for the radioactive waste disposal. This article describes not only the basic context for the site selection but also a reasonable strategy for the repository related research based on the results of the French repository project carried out by ANDRA (National radioactive waste management agency). To have some alternatives for the determination of a preferable depth and geological media, it would be recommendable to establish a database system. The curing process of the fractures or microfissures in the EDZ (Excavation Disturbed Zone) during operation time has to be examined considering the evolution of the EDZ and the reversibility of the repository. It is prerequisite to carry out a feasibility study and to validate the design concept and design parameters in a properly constructed underground research laboratory (URL) in Korea.

마이크로웨이브를 이용한 화학적 박리를 통한 그라핀 제조 및 특성

  • Hwang, Gi-Wan;Kim, Hyo-Jung;Park, Nam-Gyu;Kim, Ui-Tae
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.80.2-80.2
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    • 2012
  • 그라핀(graphene)은 탄소 원자의 2차원 육각형 $sp^2$ 결합체로서 탄소 나노구조체가 가지는 여러 가지 우수한 특성을 보유하면서 대면적 기판 위에서 소자구현 및 투명전극 등으로의 우수한 응용성 때문에 고품질 그라핀 제조와 물리적 특성, 소자응용에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 최근 그라핀 제조를 위한 여러 가지 방법이 개발되고 있으나 화학적 박리법이 저비용으로 대량생산을 위해 가장 유리한 방법으로 주목을 받고 있다. 화학적 박리법은 벌크 그라파이트를 강한 산을 이용하여 산화시켜 형성된 산화 그라파이트(graphite oxide)을 열적으로 팽창시켜 박리하고 환원하여 그라핀으로 제조하는 것이다. 보통 열적팽창을 위해서 열처리 로를 사용하게 되는데, 본 연구에서는 박리를 보다 효율적으로 진행시키고 고품질의 그라핀을 얻기 위해 마이크로웨이브를 이용한 박리법을 적용하였다. 마이크로웨이브는 설비가 간단하고 매우 균일하게 열팽창을 시킬 수 있을 뿐만 아니라 대량생산에서도 유리할 것으로 기대하였다. 천연 그라파이트(99.9%, 평균입도 $200{\mu}m$)를 Hummer 방법에 따라 $H_2SO_4$$KMnO_4$를 사용하여 산화시키고 필터링 후 마이크로웨이브를 조사하였다. 이후 환원 처리를 거쳐 그라핀을 제조하였다. 라만스펙트럼 및 투과전자현미경으로 분석한 결과 우수한 품질의 그라핀이 형성되었음을 알 수 있었다. 그라핀의 두께 및 품질은 마이크로웨이브의 인가시간 및 반복 횟수가 증가함에 따라 크게 영향받는 것을 확인하였다. 본 발표에서는 마이크로웨이브를 사용한 산화 그라파이트 박리 및 그라핀 제조라는 새로운 시도와 주요변수에 따른 그라핀 특성에 관한 결과를 논의할 것이다.

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상용화를 위한 진공펌프 신뢰성평가에 관한연구

  • Im, Jong-Yeon;In, Sang-Yeol;Im, Seong-Gyu;Kim, Wan-Jung;Jeong, Wan-Seop;Hong, Seung-Su;Go, Deuk-Yong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.02a
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    • pp.249-249
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    • 2013
  • 지식경제부의 청정제조기반 산업원천개발사업의 일환으로 진행 중인 "초고진공펌프 개발" 과제 중 제 3 세부 과제인 "고진공펌프종합특성평가시스템 설계, 진단기술 개발" 과제에서 진행되고 있는 연구수행결과 및 기 구축 돈 저진공펌프 종합특성평가시스템을 활용한 진공펌프의 상용화를 위한 신뢰성 평가에 관하여 소개한다. 10(3) mbar~ 10(-10) mbar 영역의 국내 진공펌프 개발 수준의 선진화를 위한 모든 특성평가장치의 국제적 신뢰성이 있는 완벽한 성능평가의 구현에 있다고 할 수 있다. 고진공펌프개발 총괄과제의 대명제는 "국제적 신뢰성을 가지는 상용화 제품의 완성"이며, 전체 사업 추진기간 동안 제품 개발 주체인 산업체에 상용화를 위한 신뢰성 기반기술의 완벽한 구현의 제공에 있다고 할 수 있다. 이러한 고진공펌프의 신뢰성 평가는 저진공펌프의신뢰성 평가기술에 기반을 두고 있으며, 기 개발 완료된 특성평가뿐만 아니라 실질적으로 공정현장에서 판단할 수 있는 내구성진단 및 제작회사에서의 기계적 신뢰성 진단기술의 복합적인 요인들의 집합적인 분석에 기인하고 있다고 판단할 수 있다. 상용화 단계의 내구성 및 신뢰성 확보를 위한 전제 조건은 대외적으로 공표할 수 있는 시험평가 데이터와 개발 주체에서 기밀 수준으로 유지해야만 하는 민감한 자료의 상시 생산 infra의 구축으로 볼 수 있다. 이러한 진공펌프개발이라는 과제의 대명제를 완성하기 위하여 추진 연구개발 방향 등 진행형인 2년간의 최종 상용화에 필요한 국제 신뢰성, 공정대응성 확보 등 핵심사업 추진내용을 소개하고자 한다.

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