• 콘크리트학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.377-384
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• 2011

화재에 취약한 고강도 콘크리트 구조물의 화재 피해를 보다 정확하게 예측하기 위해서는 다양한 구조물의 설계 조건과 가열 조건 하에서 열적 특성을 고려하는 연구가 필요하다. 따라서 이 연구에서는 단면 크기, 피복 두께, 철근 배근을 다르게 한 고강도 콘크리트 기둥을 제작하여 다른 가열 조건하에서 가열하였을 때 발생하는 내부 온도 분포와 폭렬을 관찰하였다. 내부 온도 분포는 콘크리트 타설 전 설치한 열전대를 통해서 측정하였으며 가열 전후에 측정한 콘크리트 기둥 실험체의 무게 손실률과 단면 손실률을 통해서 폭렬을 수치화 하였다. 가열 실험은 비재하 상태에서 ISO 834 화재 곡선을 따라 가열하는 실험과 화재 시뮬레이션을 통해 측정한 온도-시간 곡선을 따라 가열하는 실험의 두 가지로 나누어 수행하였다. 고강도 콘크리트 기둥은 일반적으로 고온에서 폭렬이 발생하여 내부 온도의 급격한 증가와 단면 손실을 나타내었으며, 설계 변수에 따라서는 단면이 클수록, 피복 두께가 작을수록 내부 온도 분포와 단면 손실률이 높게 나타났다. 또한 철근비가 동일한 상태에서 철근 배근을 다르게 하였을 때, 단면이 작은 철근을 여러 개 배치하는 것이 단면이 큰 철근을 적게 배치하는 것 보다 높은 온도 분포와 단면 손실을 보였다. 이 연구를 통하여 화재로 인한 고강도 콘크리트 구조물의 열적 변화를 정확하게 파악함으로써, 내화 안전성을 평가하고 현재 적용되고 있는 내화 성능 관리 기준을 보다 효율적이고 안전하게 정립할 수 있도록 하는데 유용하게 활용될 수 있을 것이라고 판단된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제34권7호
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• pp.1035-1040
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• 2005

전자레인지를 이용한 조리는 간편 조작 및 조리시간 단축 등의 장점이 있으나, 전자파에 의한 급격한 온도상승으로 식품, 특히 전분성 냉동식품 등의 표면에 급격한 수분증발을 유도하여 식품의 식감저하 및 품질저하 등의 문제점을 발생시킨다. 이를 개선하고자 4종의 도포제를 전분표면에 도포하여 저장 및 전자레인지 가열에 의한 수분을 억제효과를 검토하였다. 조건별로 제조된 시료들을 저장조건 즉 저장온도별$(0,\;20,\;-50^{\circ}C)$, 저장기간(90일)을 달리하여 조사하였다. 실험시료의 물성측정 결과 0, $-20^{\circ}C$에서 저장기간이 길어질수록 hardness, brittleness, cohesiveness 등이 증가되었고, tapioca(TA) 혼합첨가구의 hardness, springiness, gumminess, brittleness, cohesiveness 등이 기본반죽물(Control)보다 낮은 것으로 조사되었다. TA 혼합첨가구 중에서도 $7\%$ M3를 도포한 시료(TM)의 물성이 가장 좋은 것으로 조사되어 TA첨가 및 $7\%$ M3도포가 전자레인지 가열 조리에 의한 품질저하방지에 효과적임을 알 수 있었다. 열전 위 변화는 저 장기간이 길어질수록 호화개시 온도(To)는 낮은 쪽으로 이동하고, 엔탈피는 점차적으로 증가하는 경향을 보였으며, endothermic peak의 면적도 함께 증가하였다. 또한 다른 시료들에 비해 TM의 흡열엔탈피 $({\Delta}H)$가 낮은 것으로 보아 $7\%\;M3$의 도포가 표면의 품질저하방지(경화억제)에 효과적임을 알 수 있었으며 SEM을 이용한 미세구조관찰 시에도 이를 확인할 수 있었다. 저장된 냉동전분들의 물성 및 노화정도를 측정한 결과 control보다는 도포제가 도포가 되지 않은 TN과 TM의 효과가 더 좋았으며, 그 중 $7\%\;M3$가 도포된 TM이 전자레인지 가열조리에 따른 품질개선에 가장 효과적인 것으로 조사되었다.

• Composites Research
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• 제29권1호
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• pp.40-44
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• 2016

원자력발전소에서 사용되고 있는 핵연료 피복관은 핵분열 생성물들의 외부 유출을 방지하기 위해 고온 고압의 냉각수 분위기에서 우수한 산화저항성을 가져야 한다. 그러나 후쿠시마 원전사고의 LOCA(Loss-Of-Coolant-Accident)와 같은 중대사고에서 핵연료의 피복관과 수증기 사이의 격렬한 반응으로 인해 급격한 고온산화를 동반한 다량의 수소발생으로 수소폭발을 방지하기 위한 핵연료의 개발이 요구되고 있다. 이에 따라 핵연료 피복관의 안전성 향상을 위해 내방사선성이 우수하며 높은 강도와 산화, 부식에 대한 내화학적 안정성 및 우수한 열전도도 의 특성을 갖는 SiC와 같은 구조용 세라믹스가 활발히 연구되고 있다. $SiC_f/SiC$ 복합체 보호막 금속 피복관은 지르코늄 피복관 튜브에 SiC 섬유를 필라멘트 와인딩 한 후 Polycarbosilane을 polymer로 함침하여 기지상을 형성하는 공정을 이용하였다. 따라서 이렇게 제조한 $SiC_f/SiC$ 복합체 금속 피복관을 Drop Tube Furnace를 이용한 열충격에 따른 시편의 산화 및 미세조직을 분석하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권5호
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• pp.461-466
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• 2013

본 논문은 조선해양 구조물 주판의 맞대기용접 수축에 대한 특성을 연구하였다. 주판의 맞대기 용접은 입 열과 냉각과정에서 수축 변형이 일어나 최종 완성된 모재의 치수와 설계 치수가 다르게 된다. 이는 선박의 블록 생산 품질 불량으로서 교정 작업이 필요하며 생산성 향상의 저해요인이다. 이에 대형 구조물 주판의 맞대기용접 수축 변형에 관한 실험을 통하여 I, Y, V 형상의 용접잔류응력 수축 변형 데이터를 확보하고 두께 11 t ~ 21.5 t 범위에서는 1 ~ 2 mm의 한정된 범위의 수축 량이 균일하게 나타나는 특징과 용접부의 열전달 영향이 Seam Line 한쪽을 기준으로 최대 약 1000 mm 이내에 국한되어 모재의 자중이 수축 량에 미치는 영향은 크지 않았고 또한 수축 변형을 최소화하기 위해 설계단계에서 Groove 형상에 따라 수축마진을 다르게 적용해야 함을 알 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제13권8호
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• pp.543-549
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• 2003

In order to investigate the thermoelectric properties of $Zn_{k}$ $In_2$$O_{ 3＋k}$ homologous compounds, the samples of $Zn_{k}$ /$In_2$$O_{3＋k}$ / (k = integer between 1 and 9) were prepared by calcining the mixed powders of ZnO and $In_2$$O_3$fellowed by sintering at 1823 K for 2 hours in air, and their electrical conductivities and Seebeck coefficients were measured as a function of temperature in the range of 500 K to 1150 K. X-ray diffraction analysis of the sintered samples clarified that single-phase specimens were obtained for $Zn_{k} /$In_2$$O_{3＋k}$ with k = 3, 4, 5, 7, 8, 9. Electrical conductivity of the $Zn_{k}$ $In_2$$O_{3＋k}$ / decreased with increasing temperature, and decreased with increasing k for k $\geq$ 3. The Seebeck coefficient was negative at all the temperatures for all compositions, confirming that $Zn_{k}$ $In_2$$O_{3＋k}$ / is an n-type semiconductor. Absolute values of the Seebeck coefficient increased linearly with increasing temperature and increased with increasing k for k $\geq$ 3. The temperature dependence of the Seebeck coefficient indicated that Z $n_{k}$I $n_2$ $O_{3＋k}$ could be treated as an extrinsic degenerate semiconductor. Figure-of-merits of Z $n_{k}$I $n_2$ $O_{3＋k}$ were evaluated from the measured electrical conductivity and Seebeck coefficient, and the reported thermal conductivity. Z $n_{7}$ I $n_2$ $O_{10}$ has the largest figure-of-merit over all the temperatures, and its highest value was $1.5{\times}$10$^{-4}$ $K^{-1}$ at 1145 K.5 K.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.551-558
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• 2005

이 연구에서는 외기와의 열전달을 나타내는 외기대류계수에 관한 실험을 실시하였다. 외기대류계수에 관한 기존의 모델에서 나타났던 문제점을 해결하기 위해 실험 변수로 풍속외에 양생 조건의 종류(양생포, 양생포+비닐), 외기온도, 비등효과를 선정하였다. 실험 결과를 이용하여 외기대류계수를 산정하고자 열평형 방정식을 이용한 수치해법을 사용하였으며, 이론적인 고찰을 통해 각 양생 조건별로 풍속에 따른 외기대류계수의 변화를 예측할 수 있는 모델식을 제안하였다. 열평형 방정식을 이용한 수치해법에서 초기에 외기대류계수가 과잉평가되는 문제점을 해결하기 위해 비등효과에 의한 증발량을 고려하여 수정 열평형 방정식을 제안하였다. 양생 조건을 고려한 제안된 모델식에 의하면, 모든 경우에 풍속에 따라 외기대류계수가 증가하는 경향을 보였으나 양생 재료의 사용여부나 양생 조건에 따라 다른 양상을 보이는 것을 알 수 있었다. 이러한 양상의 차이는 양생 재료의 열 특성에 의해 결정되는 것으로 외기대류계수는 양생 재료가 없는 경우, 양생포를 사용한 경우, 양생포+비닐을 사용한 경우의 순으로 풍속의 영향을 받는 것으로 나타났다. 제안된 모델식을 이용하면 수화열에 의한 콘크리트 구조물의 온도해석시 보다 정확한 결과를 얻을 수 있을 것으로 사료되며, 향후 이러한 열특성계수에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국의류학회지
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• 제32권6호
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• pp.991-998
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• 2008

본 연구는 상변화물질의 농도가 의복내 공기충의 온도변화에 미치는 영향을 연구하고자 하였다. 상변화물질로는 노나데칸을 사용하였으며 농도는 아크릴 바인더 대비 10%, 20%, 30%로 조절하여 면직물에 코팅처리하였다. 동적 열전달 측정장치인 Human-Clothing-Environment Simulator을 사용하여 고온에서 저온 이동시 다시 고온이동시의 의복내 온도변화를 측정하였다. 외부 환경온도는 고온은 34도, 저온은 5도와 10도를 하였으며 먼저 34도에서 한시간 동안 컨디셔닝한 후에 5도 또는 10도에 30분 동안 노출시켜 의복내 온도변화를 측정하였고 다시 34도에 노출시켜 30분동안 의복내 공기층에서의 상변화물질의 열적거동을 살펴보았다. 그 결과 상변화물질처리된 직물로 이루어진 의복내 공기층은 고온에서 저온이동시 상변화물질의 발열효과로 인해 미처리 직물보다 높은 온도를 나타내었으며, 저온에서 고온이동시에는 흡열효과로 인해 미처리 직물보다 온도상승이 느리게 나타났다. 농도가 증가할수록 상변화물질에 의한 발열효과는 증가하는 것으로 나타났으며 흡열효과의 경우에는 20%에서 큰 변화를 갖는 것으로 나타났다. 농도변화에 따른 미처리와 처리직물 사이의 차이를 보면, 10%에서 20% 증가시에 나타난 차이가 20%에서 30% 농도변화시에 나타난 차이보다 크게 나타났다. PCM 처리된 모든 직물들이 상변화를 겪는 것은 아니었으며 직물층에 따라 상변화를 하였고 최외곽층의 경우에는 상변화물질에 의한 흡열발열현상외에도 외부로의 열손실을 겪기 때문에 이에 대한고찰이 있어야하는 것을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권10호
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• pp.710-716
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• 2013

대기 오염, 기후 변화 등 환경 문제와 자원 고갈로 인해 화석 연료를 대체할 에너지에 많은 관심이 집중되고 있다. 폐바이오매스의 에너지화 분야에서도 다양한 연구가 이루어지고 있다. 폐목질계 바이오매스의 급속열분해는 바이오매스 에너지화 기술 중 하나로 액상 연료를 생산할 수 있다. 바이오매스의 급속열분해에는 주로 기포유동층 반응기가 쓰이고 있으며, 기포유동층 급속열분해 반응기에서는 반응물에 열을 효과적으로 전달하기 위하여 고체입자의 유동매체를 이용한다. 이러한 기포유동층 반응기에서 유동층 내 고체 입자의 움직임과 혼합은 기포의 거동에 영향을 받는다. 이로 인해 열전달 현상이 달라지고 결과적으로는 폐목질계 바이오매스의 급속열분해 반응 속도가 변한다. 따라서 본 연구에서는 기포유동층 반응기 내부의 수력학적 특성과 폐목질계 바이오매스 급속열분해 반응에 관한 연구를 수행하였다. 반응기내의 기체-고체 유동에 대해 Eulerian-Granular 방법을 사용하여 반응기를 시뮬레이션 하였으며, two-stage semi-global reaction model로 폐바이오매스의 급속 열분해반응을 모사하였다. 결과를 살펴보면, 유동층 내에서 기포들이 생성되고 상승하면서 크기가 증가한다. 이러한 기포의 거동에 의해 기포 주위의 고체 입자는 여러 방향으로 움직이게 된다. 고체 입자상의 활발한 움직임으로 바이오매스 입자가 유동층에 골고루 퍼져 일차 반응이 유동층 전반에서 일어난다. 그리고 일차 반응 중 타르가 생성되는 반응 속도가 가장 높게 나타난다. 그 결과 기체상 생성물 중 타르가 약 66 wt.%로 가장 많이 발생한다. 반면 이차 반응은 유동층에서보다 freeboard에서 더 많이 일어난다. 따라서 기포의 거동이나 입자의 움직임에 의한 영향은 일차 반응보다 상대적으로 적을 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제44권6호
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• pp.513-523
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• 2011

이 연구에서는 최근에 발표되고 국제기구에 의해 공인된 protocol에 따라 인공 지열 저류층 생성 기술(EGS)을 통한 우리나라 지열발전의 잠재량을 평가하였다. 잠재량 추정에 필요한 입력 자료인 암석 밀도, 비열 및 열전도도는 1,516개 암반 시료의 측정값을 이용했으며, 열생산율은 180개 자료, 지열류량은 352개 자료, 그리고 지표면 온도는 54개 자료를 사용하였다. 내륙을 34,742개의 $1'{\times}1'$ 크기 격자로 나누어 3-10 km 깊이 범위에 걸쳐 1 km 깊이 구간별로 온도 분포를 계산하고 이로부터 열에너지 부존량을 계산하였다. 지하 3-10 km 범위의 이론적 잠재량은 6,975 GW로 계산되었고 이는 2010년 우리나라 총 발전용량인 76 GW의 약 92배에 달한다. 기술적 잠재량은 3-6.5 km 깊이, 개발행위가 가능한 지역만을 고려하고 또한 암반으로부터의 열 회수율(0.14)과 발전시설의 온도 특성까지 포함해서 산출되었다. 온도하강요소 $10^{\circ}C$를 고려할 때 총 기술적 잠재량은 19.6 GW로 나타나고 있다. 만약 온도하강요소를 경제적 잠재량에 포함시킬 수 있도록 제외한다면 기술적 잠재량은 56 GW로 늘어난다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.369-377
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• 2013

현재 전기자동차와 신재생에너지전원의 출력안정화에 필수적인 2차전지가 개발되고 있고, 2차전지의 효율적인 운용을 위하여 상태감시 기술과 수명예측 기술이 요구되고 있다. 기존의 2차전지 상태감시 방법으로는 전압과 비중에 의한 충전상태평가 방법 등이 있으나, 이 방법은 온도에 따라 변화되는 전압과 비중의 특성을 고려할 수 없는 한계점을 가지고 있다. 즉, 2차전지의 SOC를 평가하기 위해서는 전지 케이스 내부의 전해액 온도에 따라 달라지는 비중 값을 측정해야 하지만, 대부분의 2차전지는 밀폐형으로 보급되고 있어서 전해액의 상태를 파악하기 어려운 실정이다. 따라서 본 논문에서는 전지내부의 온도를 보정하는 열전달식을 유도함으로 정확한 SOC평가 알고리즘을 제시하였다. 또한 2차전지의 수명 예측 방법으로는 내부저항 측정 또는 잔존 용량 측정 등의 수명 예측 방법들이 있으나, 충 방전상태와 충전 후 방치시간, 사용 환경 등 여러 가지 요인에 의해 2차전지의 수명을 정확하게 판단하기 어렵다. 따라서 상기의 문제점을 해결하기 위해 $20^{\circ}C$로 환산된 비중 값에 대하여 전지의 충 방전에 대한 비중누적 값을 계산함으로 충 방전 사이클을 판정하는 수명예측 알고리즘을 제시하였다. 상기에서 제시한 알고리즘을 바탕으로 시험 장치를 제작하여 다양한 시뮬레이션을 수행한 결과, 기존의 방법에 비하여 본 논문에서 제안한 알고리즘이 정확한 연축전지의 상태감시 및 수명예측에 대한 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다.