• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.1207-1213
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• 2007

기존의 수도설비의 밸브실과 유량계의 관리는 기계적이고 숙련자의 경험적인 방식으로 이루어져 왔다. 그러나 USN 기반의 실시간 수도설비 모니터링 시스템을 활용한 시설물 관리는 안전성과 정확성을 제공함으로서 양질의 수자원을 관리하는데 기술적인 발전을 가져올 수 있다. 따라서 본 연구는 USN(Ubiquitous Sensor Network)과 CDMA(Code Division Multiple Access) 망을 이용한 수도 시설물의 안전 관리 시스템에 관하여 연구하였다. 수도 설비 중에서 밸브실과 유량계실을 대상으로 유량계, 압력센서, 진동센서, Co센서, 온 습도센서들의 RFID(Radio-frequency identification) 센서로 구성된 USN을 구성하고, USN으로부터 실시간으로 수도 시설물 정보 및 수(水)처리 측정 정보를 수집하여, CDMA망을 통해 원거리 관제 시스템에 전송한다. USN 기술을 이용하여 수도설비를 관리함으로서 현장에서의 편리성, 안전성, 정확성을 높여 더욱 효율적이고 안정적으로 깨끗한 수돗물을 공급하는데 기여할 수 있다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.53-63
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• 2016

본 연구는 컴퓨터 해석프로그램 SimulationX로 압력 유량 제어형 사판식 피스톤 펌프의 해석모델을 개발하여 설계의 타당성을 검증하는 것을 다룬다. 설계도면의 제원을 바탕으로 해석모델을 개발하게 되면 프로토타입 제작 이전에 설계의 유효성을 미리 판단할 수 있고 이로 인해 제작상의 반복적 오류를 범하지 않기 때문에 개발비 절감의 효과를 가져올 수 있다. 해석모델 개발의 진행순서는 다음과 같다. 먼저 동역학적 요소가 포함된 밸브, 회전부 등의 각 부품의 구조를 분석하고 도면의 제원을 반영하여 단품 모델링을 한다. 각각의 해석모델을 조합하여 펌프 어셈블리 모델링을 하고 이것이 설계의도에 맞게 부하조건에 따른 압력 유량제어 기능을 원활히 수행할 수 있는지 파악한다. 모델링 절차의 마지막에는 예상했던 메카니즘대로 부품들이 움직이는 모습을 보여줌으로서 설계의 타당성을 검증한다.

• 한국가스학회지
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• 제22권6호
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• pp.109-122
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• 2018

국내 LPG 미터는 "계량에 관한 법률"에 의거 LPG 정량에 대한 검사가 실시되고 있다. LPG 미터는 "계량에 관한 법률 시행령"에 따라 3년마다 재검정이 실시된다. 검사 시 최대허용오차는 ${\pm}1.0%$ 이내, 사용오차는 ${\pm}1.5%$ 이내이다. 정량 측정 시에는 밀도부액계, 저울, 압력용기를 사용한다. LPG는 온도와 압력에 따라 부피 변화의 정도가 매우 심하다. 현행 정량 측정 방법은 LPG의 부피를 구하기 위해 온도 및 압력, 밀도를 측정해야 하며, 이에 따른 장비들이 필요하다. 반면에 코리올리 질량유량계는 질량유량, 밀도, 온도를 동시에 측정하며, 컴퓨터 프로그램을 사용하여 측정값을 필요한 값으로 변환 및 산출 할 수 있어, 산업현장에서 널리 적용되고 있다. 본 연구에서는 LPG 정량 측정에 대한 기초연구로서, 코리올리 질량유량계를 이용하여 LPG 충전기에서 나온 LPG 부피를 측정했다. 또한, 기존 LPG 충전기 검사방법과의 비교를 통해 코리올리 질량유량계를 이용한 LPG 충전기 검사도 가능하다는 결론을 얻었다.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제17권4호
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• pp.418-425
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• 1988

종래의 전통적인 컴퓨터 프로그램에서는 속도 경계조건만을 처리할 수 있으며, 크린룸에서와 같이 넓은 출입구가 존재하는 실제적인 유동통로에서 이 속도 경계조건을 부여하기 위한 실제 속도의 측정은 간단하지 않다. 그렇다고 경계에서의 속도 분포를 가정하는 것은 물리적으로 타당하지 않는 상황을 의미할 수도 있다. 이러한 동기에서 본 연구에서는 비교적 측정이 쉬운 압력이 경계조건으로 알려졌을 때 공간 내부의 유동을 예측할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 고안하여 문제를 해석하였다. 여기에서의 속도 경계조건은 다만 점착조건과 문제를 확정시키기 위하여 입구에서의 단면 방향 속도를 영으로 둔 것 뿐이다. 본 연구의 결과는 실용적으로 많이 이용되고 있는 간단한 Bernoulli 방정식에 의한 예측치와 비교되었으며 5% 이내의 차이로 정량적인 일치를 보았으며 이로써 본 연구의 타당성을 입증할 수 있었다. 본 연구에서는 유입구와 2개의 유출구에 압력경계조건이 부여된 크린룸 내부의 공기유동을 수치적으로 예측하고자 하였다. 유입구의 정압이 상대적으로 낮은 값을 가지는 왼쪽 유출구의 정압보다 150[Pa] 높은 경우에 왼쪽 유출구의 정압은 고정시키고 오른쪽 유출구의 정압을 0~150[Pa] 범위에서 25[Pa] 간격으로 변화시켜가면서 각 경우에 대한 크린룸내부의 유동특성과 유입구의 속도분포 그리고 2개 유출구에서의 유량분배와 크린룸 내부의 유동특성을 예측하였다. 상대적으로 높은 정압이 부여된 오른쪽 유출구로의 유량배분은 이 유출구에 부여되는 정압이 커짐에 따라 선형적으로 감소되었으나 유입구에서 역류가 형성될 수 있을 만큼 정압이 증가된 후에는 유량배분이 급격히 감소되었다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2015년도 제51차 동계학술대회논문집 23권1호
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• pp.89-92
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• 2015

최근 국내 유제품 수요는 인구의 고령화, 학교급식 소비의 감소, 대체음료 시장의 성장 그리고 출산율 저하라는 여러 가지 영향에 기인하여 줄고 있다. 반대로 수입 유제품의 수요, 특히 치즈에 있어서는 눈에 띄는 성장을 보여 국내 낙농업 시장은 안타까운 실정이다. 뿐만 아니라 공급에 있어서는 계절적인 원유 수급불안 현상, 수입증가, 농가이탈에 의한 생산기반의 위축으로 인해 안정적으로 국내 낙농업 시장의 활성화가 필요한 시점이다. 이 논문에서는 낙농가에서 가장 중요한 젖소의 건강 관리(발정기, 맥박감지)를 통합해 유량을 늘리는 방안을 제시하여 낙농업계의 활성화를 목표로 한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 춘계학술대회
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• pp.432-435
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• 2014

하수관거는 생활환경의 개선, 공중위생, 침수방지 공공수역의 수질보전 및 건전한 물 순환 등을 구축하기 위하여 반드시 필요한 도시기반시설이다. 이러한 하수관거는 시가지의 하수를 배제, 처리하여 공공수역의 수질을 보전함으로서 생활환경을 개선하고, 우수를 신속히 배제함으로써 도시재해를 방지하는 등 2가지 기능을 갖고 있다. 지금 현 상 하수도 시스템은 우수, 하수나 둘 다 무조건 하수처리장으로 유하하여 처리하는 실정이다. 이러한 시스템에서는 평상시에는 문제가 없으나 강우 시에 한 번에 많은 우수가 하수 처리장으로 유하되어 하수 처리장의 처리 능력이 초과 되어 오히려 역효과를 일어 날 수 있고, 하수처리를 할 때 필요한 세제 및 재료들이 추가로 더 사용되기 때문에 정부의 국고 낭비가 되고 있는 실정이다. 그래서 본 과제에서는 이러한 단점을 보완하기 위하여 수 처리를 위한 다목적 컨트롤러 시스템을 설계 및 제안한다. 그 결과, 하수관거의 유량 및 수질을 검사 하여 하수일 경우에는 하수처리장으로 유하하고, 깨끗한 수질일 경우에는 바로 공공수역과 하천으로 흘려보내어 하수 처리장의 불필요한 처리능력에 대해 감소시킬 것이다. 추가로 각 디바이스에서 유 무선 통신으로 인한 디바이스에 대한 모니터링이 가능하고 데이터베이스에 항상 저장하기 때문에, 디바이스에 대한 관리가 쉬워지며, 관리에 대하 관리비를 줄 일 수 있기 때문에 1석 2조의 효과를 거 둘 수 있을 것이다.

• 물과 미래
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• 제29권6호
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• pp.141-154
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• 1996

열 유동 현상을 규명하기 위한 연구로서 2차원 연직 좌표계의 수체 유동 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 이러한 연구의 구체적인 목적은 일차침전조 같은 폐수나 용수처리 및 상수원 호소에서의 수체유동에 대한 기작을 파악하고자 함이다. 이렇게 개발한 컴퓨터 프로그램 성능을 문헌에 나타난 수치해석 및 실험 자료와 성공적으로 비교, 검증하였다. 첫 번째 검증 문제는 응축열 방출에 따른 수체유동해석에 대한 것이며 두 번째 문제는 캐나다 온타리오주 사리나시에 있는 일차침전조에 대한 수치해석 실험 결과이다. 이렇게 개발된 컴퓨터 프로그램은 2차원 호소의 전도와 같은 특성규명에 응용하였으며 주요 변수로는 유량, 바람의 속도 그리고 온도 분포 등을 고려하였다. 나아가서 호소의 전도 현상과 같은 유동 특성을 규명하기 위한 연구의 일환으로서 바람의 속도나 온도 분포에 따른 수치해석을 시도하였다. 결과는 물리적으로 일관성 있게 나타났으며 수체 유동 특성 규명을 위한 유용한 도구로서 가능성을 보였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.92-92
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• 2020

최근 지진 발생 빈도와 규모가 증가함에 따라 지진재해에 취약한 지하구조물의 내진성능 향상 및 신속한 복구에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 대표적인 지하구조물 중 하나인 상수관망은 음용수를 안전하고 원활하게 공급하는 사회기반시설물로써 대부분의 시설물이 지하에 매설되어 있어 지진재해에 매우 취약하다. 지진으로 인해 상수관망 내 누수 및 파손 등의 피해가 발생할 경우, 물 공급이 중단되어 경제적 손실과 사회 전반적인 불편이 우려되므로 피해 관로의 신속한 파악과 복구가 이루어져야 한다. 상수관로에 발생하는 피해는 크게 누수와 파손으로 구분할 수 있다. 관로가 파손된 경우 용수가 표층으로 새어나오기 때문에 탐지가 용이하지만, 누수의 경우 표층으로 드러나는 피해가 없어 탐지 및 수리가 어려운 단점이 있다. 이러한 누수가 장기간 방치될 경우, 해당 시스템의 유수율 감소로 인한 경제적인 손실과 더불어 공급수압의 저하, 그리고 오염물 침투의 위험이 존재한다. 이러한 피해를 막기 위해서는 신속히 누수 지점을 파악한 후, 피해 관로의 교체 혹은 보수가 이루어져야 한다. 현장에서 누수를 직접 탐지하는 방법은 정확도가 높은 반면, 많은 인력과 장비 그리고 비용이 소모되는 단점이 존재한다. 따라서 현장 누수탐지에 앞서 컴퓨터를 이용한 간접 누수탐지 기법이 지속적으로 개발될 필요가 있다. 본 연구에서는 현장 누수탐지의 탐지효율을 향상시키기 위해 수압, 유량 등의 관측 데이터와 수리해석 모의 및 최적화 기법을 활용한 컴퓨터 기반의 다중누수 탐지모형을 개발하였다. 개발 모형은 국내에서 운영 중인 소블럭 상수관망시스템에 적용하여 검증하고 탐지효율을 분석하였다. 컴퓨터 모의를 이용한 다중누수 탐지모형은 지진이나 홍수와 같은 대규모 재난 발생 후, 상수관망시스템의 신속한 복구 및 운영 정상화를 위한 도구로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국재료학회지
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• 제6권1호
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• pp.99-105
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• 1996

본 연구에서는 TIMA를 전구체로 하는 수직형 MOCVD 반응기를 대상으로 수학적 모델을 세우고 컴퓨터에 의한 수치모사를 수행하여 반응기 설계 변수 및 공정조건이 AI의 증착속도와 증착두께 분포에 미치는 영향을 알아보았다. 수학적 모델은 수직형 반응기를 축대칭으로 보아 2차원으로 수립하였으며 반응기내의 운동량전달, 열전달, 물질전달을 포함한다. 이 수학적 모델의 지배 방정식들에 대하여 Galerkin 유한요소법을 적용하여 수치적으로 반응기 내의 유체 흐름 구조, 온도분포와 반응물의 농도 분포를 구하였다. 수치모사 결과 AI의 증착속도는 반응기 압력이 0.47torr, 기판온도가 25$0^{\circ}C$, 유량이 7.5sccm일 경우, 190-230$\AA$/min로 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.193.1-193.1
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• 2016

본 연구에서 개발된 새로운 유형의 마이크로파 대기압 플라즈마 공진기는 전송선로 이론을 기반으로 하여 임피던스 값을 $50{\varphi}$으로 설계함으로써 장비 자체에 구조적인 매칭이 이루어지도록 구성하였다. 안정적인 마이크로파 대기압 플라즈마 발생을 위해 컴퓨터 시뮬레이션(HFSS, High Frequency Structural Simulator)을 이용하여 공진기의 반사계수, 공명주파수, 급전점 그리고 전기장을 계산하였다. 전송선로의 이론에서 구한 급전점과 실제 제작한 마이크로파 대기압 플라즈마 공진기의 급전점 값이 큰 차이가 없음을 확인하였다. 이를 바탕으로 제작한 공진기는 급전점 5.6 mm에서 공명주파수는 0.89 GHz, 반사계수는 -37.5 dB임을 측정하였고 신호가 입사되는 정도는 90 % 이상인 것을 확인하였다. 공진기에서 발생된 플라즈마는 6 W의 정도의 저 전력으로 발생되었으며 기체유량과 인가전력에 따른 플라즈마의 기체온도를 측정하고 광 방출 특성을 고찰하였다. 실제 제작한 마이크로파 대기압 플라즈마 발생장치는 생의학적 응용을 포함한 여러 넓은 분야에서 활용될 전망이다.