• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.218-223
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• 2019

높은 CVD 그래핀저항으로 인한 낮은 발열효과를 해결하기 위해 다층으로 그래핀을 적층하여, 저저항의 광학특성이 우수한 투명 면상 발열시스템을 구현하였다. 제작한 CVD 그래핀의 발열필름으로 $300{\times}400{\times}5mm$ 발열체를 제작하고, 효율적인 전력을 구동하기 위해 PWM 제어를 통한 회로를 구성하여 시스템을 구현하였다. 발열체로 사용한 4층의 CVD 그래핀 필름의 평균 면 저항 측정값은 $85.5{\Omega}/sq$이다. 따라서 저 저항의 CVD 그래핀의 구현 방법으로 열전사의 적층의 방법은 타당하다. 발열시험 결과, CVD 그래핀을 이용한 저저항 투명 면상 발열 시스템의 평균 발열상승은 $10^{\circ}C/min$ 이고, 86.44%의 CVD 그래핀 필름의 광투과율을 갖음을 보여준다. 따라서 제시한 발열 시스템은 대형창 유리 및 자동차 발열유리로서 적용가능하다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권1호
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• pp.7-14
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• 2019

우드펠릿은 화력발전소 및 화목 보일러의 연료로 많이 사용되고 있으나 발열량이 높은 우드펠릿을 장기간 보관 시 자연발화의 위험성이 있다. 본 연구에서는 시료 용기의 크기에 따라 유량의 변화에 따른 최소자연발화온도와 발화한계온도를 구하였으며, 발화한계온도를 이용하여 겉보기 활성화 에너지를 측정함으로써 우드펠릿의 발화 특성을 예측하였다. 겉보기 활성화 에너지는 190.224 kJ/mol을 구하였다. 용기에 저장된 시료량이 두꺼워질수록 시료 표면에서 중심까지의 열전달이 어려워 발화유도시간이 긴 것으로 나타났으며, 용기의 크기가 같을 경우 유량의 양이 많아 질수록 자연발화온도는 낮아졌다. 또한 시료용기가 커질수록 자연발화온도는 낮아지고 발화유도시간은 길어지는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.733-738
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• 2021

최근 국내 해양레저에 대한 국민들의 관심이 높아지고 있고, 해외 시장 개척을 위한 레저선박 건조 및 제조업체들의 연구개발이 활발한 실정이다. 기존 레저보트에 많이 사용되어 온 재료 중에서 FRP와 알루미늄합금은 각각 장기간 사용으로 인한 흡습성과 재활용이 불가능한 환경문제와, 높은 열전도도와 고열에 약해 화재에 취약하다는 단점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 높은 비강도와 내식성을 갖춘 티타늄합금을 선체 재료로 선택하였고, 선박의 구조설계를 위해 충격하중에 의한 설계하중을 4가지 규정으로부터 산정하고, 이 하중에 대응하는 선체 판두께를 추정하였다. 국제표준인 ISO 12215-5, 이탈리아선급인 RINA Pleasure Yacht, 영국선급인 LR Special Service Craft, 한국선급인 KR 고속경구조선규칙을 비교 분석한 결과, 최대 슬래밍하중은 ISO, KR, LR, RINA의 크기 순서로 높게 계산되었고, 요구되는 판 두께도 ISO, KR, LR, RINA의 크기 순서로 추정되었다. 레저보트는 국제 규정에 적합한 설계와 인증이 필수적이므로, 각 규정에 대한 사용자의 이해를 높이고 해외 수출 선박의 설계 및 승인 절차에 도움이 되리라 생각한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.199-207
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• 2021

본 연구는 한국형고속철도(KTX)의 제동장치의 국산화를 통한 성능 개선을 위한 목적으로 수행되었다. 본 연구에서 기존 수입에 의존하고 있는 고속철도용 제동 디스크 허브를 국산화하기 위하여 유한요소 해석을 통해 성능을 분석하고 제동 시험결과와 상관도 분석을 통해 모델의 검증을 수행하였다. 또한, 제동시 발생할 수 있는 기계적인 특성을 검토하기 위하여 마찰열에 의한 열전달-열응력 해석, 고유진동해석 및 강도해석을 수행하였다. 디스크 허브 국산화 신규 모델의 개발을 위해 형상에 따른 설계 인자를 도출하고 파라미터 해석을 수행하여 방열성능을 향상시키고 경량화를 위한 최적 사양을 도출하고자 하였다. 개발 모델을 기존 모델과 비교한 결과 기존 모델 대비 제동시 발생하는 허브의 최고 온도가 낮아졌으며, 냉각 효율이 향상되었음 확인할 수 있었다. 또한, 고유진동수 및 강도 특성 또한 동등 수준 이상의 성능을 확보한 설계임을 확인하였다. 본 연구 결과는 철도차량 및 수송기기 분야의 제동 디스크 시스템 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제23권10호
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• pp.1188-1194
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• 2019

유체의 흐름을 측정하는 여러 방법 중 열선 풍속 센서는 유체의 열전달에 의해 속도나 온도를 측정하는 장치로 비정상 속도 및 난류 속도 성분을 측정하는데 유용하다. 하지만 열선 풍속 센서는 외부의 환경 요인에 민감하며, 주변 온도, 습도, 신호 잡음 등에 의해 정확도가 떨어지는 단점이 있다. 이런 단점을 보완하는 방법으로 온도 보상 회로를 추가하는 기술이 나오고 있지만 가격 경쟁력을 갖출 수 없는 상황이다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 온도 보상이 필요 없는 풍속 감지 센서에 대해 연구를 진행하였다. 열선식 풍속 센서는 외부 환경 요인 중에서도 주변 온도에 매우 취약하다. 주변 온도로는 전자 회로에 의한 발열의 영향이 가장 크게 미치고 있으며, 이를 개선하는 방법으로 발열체에 보조 발열체를 추가로 장착하여 보조발열체와 발열체의 일정한 온도차를 제어하는 것이다. 이와 같이 기존 기술에 비해 복잡하지 않은 방법으로 동등한 성능을 확보할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권4호
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• pp.377-385
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• 2022

Thermal batteries are specialized as primary reserve batteries that operate when the internal heat source is ignited and the produced heat (450~550℃) melts the initially insulating salt into highly conductive eutectic electrolyte. The heat source is composed of Fe powder and KClO₄ with different mass ratios and is inserted in-between the cells (stacks) to allow homogeneous heat transfer and ensure complete melting of the electrolyte. An ideal heat source has following criteria to satisfy: sufficient mechanical durability for stacking, appropriate heat calories, ease of combustion by an igniter, stable combustion rate, and modest peak temperature. To satisfy the aforementioned requirements, Fe powder must have high surface area and porosity to increase the reaction rate. Herein, the hydrothermal and spray drying synthesis techniques for Fe powder samples are employed to investigate the physicochemical properties of Fe powder samples and their applicability as a heat source constituent. The direct comparison with the state-of-the-art Fe powder is made to confirm the validity of synthesized products. Finally, the actual batteries were made with the synthesized iron powder samples to examine their performances during the battery operation.

• 한국엔터테인먼트산업학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.311-321
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• 2021

본 연구에서 엔터테인먼트 장치들의 전원 공급을 위한 스마트 배전반은 다음과 같은 목적에 의해 개발하였다. 첫째, 내부의 고온 다습한 공기가 열전 모듈에 의해 냉각 시 발생된 열이 배전반 외부로 원활하게 방출하여 냉각 효과를 극대화할 수 있다. 그래서 배전반 내부의 과도한 온도 상승을 방지할 수 있다. 여름철에 과도한 열로 화재가 발생하는 배전반의 온도 제어와 냉각 효과로 인한 습기 제거와 겨울철에는 냉각 대신 발열을 함으로써 배전반 내부 결로 현상 등의 여러 문제점을 예방할 수 있다. 둘째, 배전반 내부에 스며들 수 있는 염분을 저감시킬 수 있는 스마트 배전반 제어 시스템이다. 셋째, 스마트 배전반 시스템은 다양한 센서들을 이용하여 환경 데이터를 수집하여 필요시 스마트폰을 통해 원격에서 장치를 제어할 수 있는 IoT 제어 배전반으로 다양한 분야에 쉽게 사용할 수 있다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제24권6호
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• pp.629-637
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• 2021

For the stabilization of laser output power and wavelength of the high power fiber laser, the cooling plate must be properly taken into account. In this study, three analyzing methods which are heat transfer theory, CFD and experiment are used to analyze cooling plate performance by measuring pump Laser Diode(LD) temperature. Under limited operating conditions of a cooling plate, the internal flow of cooling plate is transitional flow so that the internal flow is assumed to be laminar and turbulence flow and conducted theoretical calculation. Through CFD, temperature of pump LD and characteristics of the internal flow were analyzed. By the experiment, temperature of pump LD was measured in real conditions and the performance of the cooling plate was verified. The results of this study indicate that three analyzing methods are practically useful to design the cooling plate for the high power fiber laser or similar things.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권9호
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• pp.1347-1356
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• 2022

본 연구에서는 소자의 크기에 따른 코발트-저마늄 박막 기반의 galvanic cell의 특성을 조사하고, 이를 물 접촉 감지에 활용하기 위한 아두이노 기반 사물인터넷 센서 네트워크에의 적용을 제시한다. 본 연구에서 제안하는 코발트 저마늄 박막 기반 galvanic cell은 기존의 압전, 열전 에너지 하베스팅 소자와 다르게, 소자의 손상을 줄 수 있는 기계적인 변형이나 온도 구배를 필요로 하지 않는다는 점에서, 자가발전 센서 네트워크를 구축하는데 있어 더욱 적합한 에너지 하베스팅 소자로 적합하다. 본 연구는 스퍼터링 방식으로 증착된 코발트-저마늄 박막 기반의 galvanic cell을 센서로 활용함으로써 향후 자가발전 센서 네트워크의 실현 가능성에 대해 논의함으로써 향후 연구, 개발될 발전된 형태의 센서 네트워크 구축에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권2호
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• pp.119-128
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• 2022

Recent advancement of Internet of Things (IoT) and energy harvesting technology enable realization of flexible thermoelectric energy harvester (f-TEH), with technological prowess for use in biomedical monitoring system integrated applications. To expand a flexible thermoelectric energy harvesting platform, the f-TEH must be required for optimized flexible thermoelectric materials and device structure. In response to these demands related to thermoelectric energy harvesting, many research groups have investigated various f-TEHs applied as a power source for wearable electronics. As a key member of the f-TEH, film-based f-TEHs possess significant applicability in research to realize self-powered wearable electronics, owing to their excellent flexibility, low thermal conductivity, and convenient fabrication process. Thus, based on the rapid growth of thermoelectric film technology, this review aims to overview comprehensively the f-TEH made of various inorganic/organic thermoelectric materials including developed fabrication methods, high thermoelectric performance, and wide-range applications.