• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.82.1-82.1
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• 2011

최근 국내에서 발생된 대규모 정전사태로 인해 안정적인 전력공급에 대한 국민들의 요구가 커져, 지난 3월 일본 후쿠시마 원전사고 이후 다시 한번 분산전원에 대한 필요성이 대두되어지고 있다. 여러 분산전원 중 연료전지는 다른 에너지원에 비해 에너지의 지속성이 우수하여 가장 안정적인 분산전원 형태의 하나이다. 이에 따라 국내의 경우 우수한 도시가스 인프라로 인해 건물용 연료전지라는 신기술에 대한 국민의 수용성은 점점 높아질 것으로 기대된다. 현재 건물용 연료전지의 경우, 주로 1kW급 연료전지가 시범보급되어 각 가정에 설치되어지고 있으나, 상가, 주유소 및 편의점 등의 상업시설과 생활관 및 소형빌라 등의 집단 주거시설 같은 1kW급 보다 용량을 더 필요로 하는 응용처에 국내에서 개발된 5kW급 연료전지시스템이 적용되어지기를 기대한다. 본 연구에서는 국내 제작된 5kW급 고분자전해질 연료전지시스템의 보급이전에 안전성능 평가를 통해 시스템의 성능 및 안전성 평가결과를 제조사에 피드백 하여 5kW급 건물용 연료전지시스템의 조기 상업화에 앞장서고자 한다. 5kW급 연료전지시스템의 기술개발은 핵심부품인 연료변환기, 스택 및 BOP 기술의 경우 1kW급 연료전지시스템에 적용된 것과는 다른 기술이 필요하고, 단순한 scale-up 과정이 아닌 새로운 기술개발로 제품에 적용시켜야 하는 난점을 가지고 있다. 특히, 연료변환기의 경우 연료 유량의 증가로 인하여 reformer, CO shift 및 Prox 반응기의 유체역학, 열교환 흐름 및 촉매반응 공학적으로 이론을 응용한 새로운 반응기 설계와 제작기술 확립이 선행되어 전체적인 시스템 제작 설계에 반영되어져야 한다. 그러므로 본 연구에서는 연료전지시스템 안전성능 평가를 위해 용량증대에 따른 안전성평가 항목을 검토하고, 5kW급 연료전지시스템평가를 수행하여 시스템의 제품성능, 작동성능 및 계통연계성능에서의 안전성을 확인하였고, 정전 유풍과 같은 이상조건 및 실외 환경에 대한 시스템의 안전성도 확인하였다. 또한 부하운전 조건을 75% 및 50%로 변화시켰을 때 빠른 응답시간과 안정적인 부하변동운전을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권10호
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• pp.1185-1191
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• 2014

가스터빈 블레이드는 증기터빈 블레이드와 달리 냉각홀 및 냉각유로를 포함한 복잡한 형상으로 되어 있으며 복합화력의 운전특성에 따라 반복적이거나 지속적인 열-기계 하중 조건 하에서 운전된다. 따라서 블레이드는 운전시간에 따라 균일하지 못한 온도 분포나 응력 분포를 보이며, 이는 크리프나 열-기계피로 손상을 유발하며, 결국 가스터빈 블레이드의 수명을 단축시킨다. 결국 다양한 운전 조건에 따라 발생하는 응력을 정확하게 계산하는 것은 설비의 신뢰성을 보장하고 나아가 블레이드와 같은 고온 부품의 정확한 수명을 평가하는데 무엇보다 중요하다. 최근 들어 컴퓨터 기능이 좋아지고 상용 소프트웨어의 성능이 향상되어 실증 시험에 대한 대안으로 유동, 열 및 구조해석을 연결하는 전산해석이 많이 사용되고 있다. 본 논문에서는 가스터빈 실 운전조건을 고려하여 유동-열-구조 해석 기법을 연계하는 유체-구조 연성해석을 통해 블레이드 온도 및 응력분포를 계산하였다. 또한 해석 결과를 토대로 대표적인 손상기구인 크리프 및 열-기계 피로 손상 모델을 이용하여 블레이드의 수명을 평가하였다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2005년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.155-158
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• 2005

본 연구에서는 현장규모의 biopile을 제작하여 유류로 오염된 토양을 정화하였다. 오염토양의 TPH농도는 평균 2,800mg/kg(최고 3,590mg/kg)이었으며, 오염토양의 양은 $746m^3$이었다. Biopile $(17{\times}20{\times}2.5m)$을 약 3개월간 운전하며 일정 시간 간격으로 토양가스($O_2,\;CO_2)$ 및 VOCs) 및 토양의 TPH농도를 분석하였다. 지속적인 공기의 주입/추출에 의해 biopile내부는 호기조건을 유지하였으며, 미생물의 활성도 증가에 따라 이산화탄소의 농도가 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 토양가스 분석결과 휘발성 유기오염물질(VOCs)은 약 40일 경과 후 90% 제거되었으며, 90일 경과 후 토양의 TPH 제거율은 98%로 나타났다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1995년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.659-665
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• 1995

액체금속로는 기존의 가압경수로와는 달리 55$0^{\circ}C$ 정도의 고온에서 운전이 되므로 고온 열응력이 중요한 문제로 대두되며 따라서 고은에서의 크립(Creep) 변형, 반복되는 기동과 정지 등으로 인한 되풀이 소성변형, 라체팅(Ratchetting), 크립과 소성의 상호작용 및 크립과 피로의 상호작용 등의 평가에 대한 기술 확립과 고온구조물에 대한 우리의 독자적인 설계방법을 개발하는 것이 필요하다 본 연구에서는 범용 유한요소해석코드인 ABAQUS의 축대칭 요소를 이용해서 액체 금속로 원자로용기와 이에 부착된 열소매(Thermal sleeve)를 Y-형태의 구조물로 모델링하여 반복되는 열천이하중에 대한 비탄성 구조해석을 수행하고 크립효과에 대한 영향을 분석하였다. 해석결과 액체금속로와 같은 고온구조물에 대하여 반복 열천이 하중과 고온 지속시간이 유발하는 크립효과가 크게 나타남을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.696-699
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• 2010

원자력 발전소의 격납건물은 인위적 또는 자연적 재해로부터 방사능의 외부누출을 방지함으로써 공중을 보호하는 역할을 하기 때문에 지속적인 건전성 확인을 통해 안전을 확보하는 것이 필수적이다. 격납건물의 구조적 건전성 확인은 통상 주기적으로 콘크리트에 대한 비파괴강도, 균열 및 중성화, 프리스트레스 텐던의 유효 긴장력 등의 측정을 통해 수행되고 있으나, 이러한 검사는 국부적인 건전도 정보만을 제공할 뿐 격납건물과 같은 대형 구조물 전체의 건전성에 대한 신뢰성 있는 평가 결과를 얻는데 많은 시간과 경비가 소요된다는 단점이 있다. 이러한 단점은 최근 구조물 전체의 상태를 평가하는 방법으로 주목받고 있는 구조건전성모니터링(Structural Health Monitoring, SHM)기법을 이용하여 극복할 수 있다. 본 논문에서는 실제 운전 중인 격납건물을 대상으로 상시진동 측정을 수행하였으며, SHM 기법의 기초자료로 활용될 수 있는 동적특성, 즉 격납건물의 고유진동수와 모드형상을 제시하였다.

• 한국조경학회지
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• 제49권2호
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• pp.113-127
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• 2021

공원녹지와 물길을 연결하는 조경계획기법이 보편화되었지만, 대규모 계류형 수경시설의 운영과 관리상의 문제가 빈번하게 발생하고 있다. 이에 본 연구는 전주·완주 혁신도시를 대상으로 빗물을 이용한 계류형 수경시설의 지속가능한 관리와 운영을 모색할 수 있는 설치방안을 검토하였다. 이 연구의 목적을 수행하기 위해 수원지와 수로 부분으로 나누어 각각의 시나리오를 설정하였다. 첫째, 수원지에 관한 시나리오는 수로와 수원지에 필요한 유지용수량과 저장공간을 산정하기 위해 물수지를 분석하였다. 분석 결과, 수로 부분 자체는 676.8톤/월의 급수가 필요하지만, 수원지의 생태적 또는 경관적 측면을 고려하여 3,018톤~5,512톤의 저장 공간과 0.75m~1.37m의 수심 유지가 요구되었다. 둘째, 수로에 관한 시나리오는 계류형 수경시설의 유지관리에 효과적인 설비의 계통을 선정하는 것이다. 이를 위해 용수를 고지대로 압송하여 흘려보내는 단일순환계통과 각각의 수공간에 별도 공급하여 독립 운전하는 다중순환계통을 비교 분석하였다. 그 결과, 소규모 동력장치에 의해 독자적으로 운전하는 다중순환계통이 용수공급에 필요한 운전시간을 최소화 할 수 있어 더 효과적인 것으로 나타났다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제33권8호
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• pp.1116-1122
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• 2009

냉동냉장창고 내 열부하 감소를 위한 유압 구동식 냉각기의 특성을 실험적으로 평가한 결과 고내 온도강하에 있어서 초기에는 급격하게 이루어지고, 설정온도가 낮아질수록 온도 강하율은 적게 나타났다. 기존 전기 구동식과 비교한 결과 유압식이 더 빠른 온도 강하율과 냉동기 운전시간이 짧게 나타나 실제냉동창고의 경우, 입고 물품의 품질저하 방지 및 전력 절감에 기여할 수 있을 것으로 판단되었다. 그리고 고내 설정온도가 낮을수록 소비동력은 급격히 증가하였고, 유압식이 더 적은 동력을 소비하는 것으로 나타났으며, 두 방식 모두 설정온도에 도달함에 따라 성능계수는 지속적으로 저하하였고, 유압식이 최대 25%정도 높게 나타났다. 고내 온도유지에 있어서는 설정온도가 낮을수록 냉동기의 운전 횟수가 적고, 운전시간이 길어 소비동력이 많아지는 것으로 나타났으며, 유압식이 약 21~25%정도 적게 나타났다.

• 한국식품과학회지
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• 제30권1호
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• pp.110-117
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• 1998

고정화 transglucosidase (TG)를 이용한 충진형 반응기를 만들어 isomaltooligosaccharides (IMO)의 연속생산 가능성을 살펴보고 기질용액의 농도와 유속에 따른 반응산물의 생성패턴과 운전안정성을 조사하였다. 고정화 TG에 의한 IMO의 생성패턴은 soluble TG의 경우와 동일하였다. 충진형반응기에 의해 생성된 포도당과 isomaltose의 농도는 기질인 maltose 용액의 농도와 종류에 관계없이 유속의 증가에 따라 지속적으로 감소되는 경향을 보였고 isomaltotriose 역시 10% 기질용액을 사용한 경우를 제외하고 같은 경향을 보였다. 반면, panose의 농도는 유속의 증가에 따라 증가하다가 감소하는 경향을 보였다. 기질농도가 10% 일 때, IMO의 최대수율은 2 mL/min 유속에서 52.1%였고, 20%와 30% (w/v)일 때는, $0.5{\sim}1.0\;mL/min$ 유속에서 각각 $39.0{\sim}38.0%,\;12.1{\sim}14.2%$의 최대수율을 보였다. 20%의 maltose를 함유한 조제당화액을 사용했을 때의 수율은 유속이 0.5 mL/min일 때 36.3%였다 본 충진형반응기는 $55^{\circ}C$에서 안정되게 운전되었다. 144시간 운전후에 초기 활성의 85%, 288시간 경과후에도 약 65%의 활성이 잔존하였다. 본 실험결과로 보아 IMO를 생산하기 위해 고정화 TG를 이용한 충진형반응기를 적용하는 것은 가능성이 클 것으로 예상되었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.612-624
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• 2017

기존 수도권 광역철도는 운행시간이 많이 걸리는 완행 위주의 운행을 하기 때문에 통행시간 측면에서 타 교통수단과의 경쟁력이 저하되고 있는 실정이고, 도로교통을 철도로 유인하는데 한계가 있기 때문에 급행열차 운행을 확대 운영해야 한다는 사회적 요구가 지속되고 있다. 특히 수도권 북부와 수도권 남서부 방면은 대도시 생활권 확대로 광역교통수요 증대에 따른 교통 혼잡 가중 및 통행시간 증가 등 사회적 비용이 과다 발생되고 있어 서울도심을 연결하는 급행 기능의 대중교통망체계가 필요하다. 국내에서 가장 효율적으로 급행화를 운행하는 노선은 서울지하철 9호선이며, 김포공항에서 고속터미널까지 27분 소요됨으로써 완행 44분 대비 약 40% 시간 단축 효과가 있고 혼잡도가 최대 240%에 달할 만큼 이용객의 선호도가 상당히 높다. 본 연구의 기술적 결과들은 광역철도의 급행화 방안의 수행을 위해 기여할 수 있을 것이라 기대한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권4호
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• pp.574-583
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• 2021

광촉매 재생을 통하여 교대로 운전되는, TiO₂-anatase 광촉매를 담지한 다공성 SiO₂ 담체를 충전한 두 개의 환형 UV/광촉매 반응기(유효 부피: 1.5 L) 중에서, 광촉매 활성이 재생된 하나는 32 일/회 동안 운전시키고 광촉매가 비활성화된 다른 하나는 15 W UV-A 광원을 켠 상태에서 100 ℃의 고온 공기에 의하여 광촉매를 재생시키면서, 에탄올(100 ppmv)과 황화수소(10 ppmv)를 동시 함유하는 3 L/min 유량의 폐가스를 교대로 처리하는 광촉매반응기 시스템의 지속적 운전을 수행하였다. 교대로 운전되는 광촉매반응기 시스템(A)의 에탄올 제거 거동으로서, 광촉매 반응기 시스템의 첫 번째, 두 번째 및 세 번째 운전의 정상 상태에서의 에탄올 제거효율 값은 각각 약 60, 55 및 54%를 유지하였다. 한편 광촉매반응기 시스템(A)의 황화수소의 제거효율 거동은, 각 운전 횟수에서 에탄올 제거효율의 거동과 다르게, 시간이 지남에 따라서 황화수소 제거효율의 감소 및 더 낮은 정상상태 도달의 반복적인 추세를 보였다. 그럼에도 불구하고 황화수소 제거에 있어서 각 운전 기간이 경과한 후에 황화수소 제거효율 값은 첫 번째, 두 번째 및 세 번째 운전 후에 각각 약 80, 75 및 73%를 유지하여서 에탄올 제거효율 값인 약 60, 55 및 54%보다 각각 약 20, 20 및 19%만큼 높았다. 따라서 다공성 SiO₂ 광촉매 담체의 흡착을 가역적 비활성화로 간주하고 흡착을 포함한 광촉매의 가역적 비활성화에 의한 제거효율 감소분이 재생 후 사용 횟수에 무관하게 일정하다고 가정할 때에, 사용 횟수가 세 번째에서 광촉매의 비가역적 비활성화에 따른 에탄올 및 황화수소 제거효율 감소분의, 직전 사용 횟수보다 증가 폭은 각각 약 1 및 2%로써 사용 횟수가 두 번째인 경우의 각각 약 5 및 5%보다 미미하거나 더 적어졌다. 한편 교대로 운전되는 다른 환형 광촉매반응기 시스템에서도 환형 광촉매반응기 시스템의 추세와 거의 동일하게 관찰되었다.