• 한국유체기계학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.66-76
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• 2011

The heat transfer and pressure loss characteristics of a rotating two-pass channel with a guide vane in the turning region have been studied using three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) analysis, and the shape of the guide vane has been optimized using surrogate modeling optimization technique. For the optimization, thickness, location and angle of the guide vanes have been selected as design variables. The objective function has been defined as a linear combination of the heat transfer and the friction loss related terms with a weighting factor. Latin hypercube sampling has been applied to determine the design points as design of experiments. A weighted-average surrogate model, PBA has been used as the surrogate model. The guide vane in the turning region does not influence the heat transfer in the first passage upstream of the turning region, but enhances largely the heat transfer in the turning region and the second passage. In an example of the optimization, the objective function has been increased by 13.6%.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.104-109
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• 2005

The catalyst layer design is one of the most important factors to enhance the performance of PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell) system. The hydrophobic and ion conductive type is studied for the MEA(Membrane Electrolyte Assembly). It is found that those have some limitations for performance enhancement when they are used separately. Thus, the dual catalyst type, a mixed model, is developed for the better MEA performance. In the meantime, the design of flow field plate is subsequently carried out in order to give more enhanced output during its operation. The conductivity of flow field plate showed better performance in the case of manufactured by the more compressed process(20MPa) than by the less compressed process(10MPa). The micro-structure of the flow field plate is examined in details using SEM(Scanning Electron Microscope) to analyse the effects on the different compression processes.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.84-90
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• 2013

The hydrogen or oxygen gas producted by electrolysis become many bubbles in the electrolyte, but exact data on the behavior of these bubbles in the separator of an electrolysis stack didn't become known. In this study, the flow visualization experiment on the behavior of bubbles in the flow pattern of the array type separator is performed by using of a visible alkaline electrolysis stack and a stereoscopic microscope. As the results, a fine size bubbles adhered to the surface of the flow pattern grow to large sized bubbles until each bubble's buoyance is lager than the sum of external force and weight. And then the large bubbles flow into the upper area of the separator. Bubbles adhered to the surface of the vertical flow pattern grow quickly than them adhered to the surface of the horizontal flow pattern. Also, he electrolysis efficiency is declined because many multi-size bubbles occupied the wide volume in the flow pattern.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.551-556
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• 2007

소화시스템에 사용되는 고압의 소화가스 저장용기에는 저장용기의 파손을 막아주는 안전밸브가 있다. 이러한 안전밸브의 내부에는 원형 박판의 파열 판이 들어 있는데, 저장용기의 내압이 위험수준에 도달하면 파열 판이 파손하여 내압을 배출하는 역할을 한다. 안전밸브의 설계인자는 파열 판의 두께, 안전밸브의 유로 직경, 플라스틱 패킹 링의 내부 직경 그리고 파열 판을 고정하는 볼트 안쪽의 필렛 반경이 있다. 이중에서 파열 판의 두께는 0.2mm로 고정을 하였다. 요인배치법을 사용하여 주효과를 결정하였고 회귀방정식을 유도하였다. 이러한 회귀방정식은 추후 안전밸브의 설계에 있어서 기초 설계 자료로서 활용할 수 있도록 실험 결과와 비교하여 검증하였다. 검증실험 및 회귀방정식에 의한 결과의 오차는 약 $2{\sim}5%$ 정도인 것을 확인하였다. 그리고 반응표면법을 사용하여 기밀테스트 압력인 25MPa에서 파열할 수 있는 안전밸브의 최적 모델을 결정하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제11권3호
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• pp.3-13
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• 1983

크라프트 펄프의 screening rejects, 볏짚 그리고 이들의 1 : 1 비율의 혼합 물질을 사용하여, 5가지의 다른 섬유판(纖維板) 밀도(密度)를 가지는 섬유판을 만들었다. 이들을 유황(硫黃) 화합물(化合物)에 침적(沈積)시켰다. 제조(製造)한 복합재(複合材) 속의 유황(硫黃) 화합물(化合物)의 노화효과(老化效果)를 관찰하기 위해 1년동안 일정한 시간(時間) 간격(間隔)으로, 이 복합재의 기계적 강도(强度)를 Young 계수(係數)로 나타내었다. 최적(最適)의 섬유판과 유황 화합물의 제조 조건하(下)에서, 이 목재(木材) 섬유(纖維) 복합재(複合材)의 Young 계수(係數)는 기존의 합성수지로 만든 복합재나 목재 선유로 만든 집성재(集成材)나 복합재보다 훨씬 큰 결과를 보여 주었다. 예를 들어, 목재 섬유판 밀도가 0.35gm/$cm^3$인 이 복합재의 modulus of elasticity와 modulus of rupture는 각각 1,000,000psi와 7000psi인데 반해, 섬유판 밀도가 1.28gm/$cm^3$인 hardboard의 그것들은 각각 800,000psi와 6000psi를 나나내었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권8호
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• pp.797-806
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• 2008

본 연구에서는 선형 캐스케이드 실험장치의 유로를 캐스케이드 피치의 두배 넓이로 설정하고 두 개의 블레이드만을 설치하였다. 따라서 동일한 실험장치에서 다수개의 블레이드를 설치하는 경우에 비하여 큰 블레이드에서 실험이 가능하도록 하였다. 아울러 두 개의 블레이드 설치에 따른 주기조건의 어려움을 해소하기 위하여 실험장치 내의 작동유체의 배출이나 꼬리판의 조정을 하지 않아도 주기조건이 되도록 하는 실험장치의 벽면을 설계하였다. 이를 위하여 주기조건에서 얻어진 블레이드 표면에서의 마하수와 동일한 결과가 얻어지도록 목적함수를 설정하였으며, 설계변수로는 벽면의 형상변경과 관련이 있는 12개의 변수를 사용하였다. 벽면의 설계는 기울기 기반의 최적화법을 사용하였으며, 내부유동장의 계산은 상용코드인 CFX-11을 사용하였다. 두 결과의 비교에서 벽면의 조정만으로도 동일한 유동특성이 얻어질 수 있음을 확인하였다.

• 전기화학회지
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• 제9권4호
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• pp.170-177
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• 2006

고분자 전해질 연료전지의 분리판의 유동채널 설계는 고전류밀도에서 발생하는 농도분극에 직접적인 영향을 줄 뿐 아니라 생성되는 물의 효과적인 전달을 위하여 매우 중요하다. 평행류 유로와 interdigitated 유로의 성능비교를 위하여 연료극과 공기극이 포함된 완전한 형태의 고분자 전해질 연료전지의 3차원 수치해석모델을 개발하였다. 수치해석모델을 사용하여 평행류 유동장과 interdigitated 유동장의 압력강하, 채널간의 물질전달, $H_2O$와 $O_2$의 농도 분포 그리고 i-V 성능을 비교하였다. 그 결과 물질전달에서 채널간의 대류에 의한 물질전할이 더욱 우수한 interdigitated 유동채널에서 성능이 더 높게 나타났으며 압력강하는 보다 크게 나타나 설계시 두가지 성능에 대한 상호보완이 필요함을 알 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.503-511
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• 2015

강구조물에서 장스팬의 경우, 일반적으로 스티프너로 보강된 플레이트거더를 많이 사용하는데, 보(girder)의 춤이 크고 웨브의 폭이 좁은 단면을 선택하는 경우는, 웨브가 세장해져서 면외좌굴이 문제가 된다. 이를 해결하기 위한 방안으로, 이 연구에서는 국내에서도 공장, 창고건물을 중심으로 많이 사용되고 있는, 춤이 큰 주름 웨브 보를 휨재로 사용했을 때, 그 적용가능성을 판단하기 위하여, 그 선행작업으로, 주름 웨브(파형, Sinusoidal)를 가진 H형 단면보의 재하실험을 실시하였다. 평판웨브 P-4.5실험체에 비해서 주름웨브 CP-2.3실험체는 최대 휨내력은 12% 부족했지만, CP-3.2 실험체는 약 24% 내력상승이 나타났다. 이는 주름웨브 보는 평판보보다 불리한 판폭두께비를 가진 경우에도 충분한 내력확보가 가능함을 의미한다. 그리고 유로코드(EN 1993-1-5)에 의하여 산정된 휨 내력 및 전단내력을, 재하실험에 의한 휨내력과 KBC2009에 의한 전단내력을 비교하였다. 유로코드에서는 주름웨브의 판두께 증가는 휨성능 향상에 도움이 안 되며, 전단성능은 웨브 판두께와 주름 웨브의 형상에 민감함을 알았다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.82.2-82.2
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• 2011

A channel design which is closely related with the mass transport overpotential is one of the most important procedures to optimize the whole fuel cell performance. In this study, three dimensional results of a numerical study for gas distribution in channels of a molten carbonate fuel cell (MCFC) unit cell for a 1kW class stack was presented. The relationship between the fuel and air distribution in the anode and cathode channels of the unit cell and the electric performance was observed. A charge balance model in the electrodes and the electrolyte coupled with a heat transfer model and a fluid flow model in the porous electrodes and the channels was solved for the mass, momentum, energy, species and charge conservation. The electronic and ionic charge balance in the anode and cathode current feeders, the electrolyte and GDEs were solved for using Ohm's law, while Butler-Volmer charge transfer kinetics described the charge transfer current density. The material transport was described by the diffusion and convection equations and Navier-Stokes equations govern the flow in the open channel. It was assumed that heat is produced by the electrochemical reactions and joule heating due to the electrical currents.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제29권5호
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• pp.442-449
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• 2018

Research on High temperature polymer electrolyte fuel cell (HT-PEMFC) has actively been conducted all over the world. Since the HT-PEMFC can be operated at a high temperature of $120-180^{\circ}C$ using phosphoric acid-doped polybenzimidazole (PBI) electrolyte membrane, it has considerable advantages over conventional PEMFC in terms of operating conditions and system efficiency. However, If the thermal distribution is not uniform in the stack unit, degradation due to local reaction and deterioration of lifetime are difficult to prevent. The thin plate separator reduces the volume of the fuel cell stack and improves heat transfer, consequently, enhancing the cooling effect. In this paper, a large area flow field of thin plate separator for HT-PEMFC is designed and sub-stack is fabricated. We have studied stack performance evaluation under various operating conditions and it has been verified that the proposed design can achieve acceptable stack performance at a wide operating range.