• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.483-494
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• 2023

최근 가스터빈 발전기는 전력계통의 주파수 조절용으로 널리 사용되고 있다. 가스터빈의 입구온도는 기기의 성능과 수명에 관련된 핵심요소이지만 터빈구조 및 운전환경 등의 이유로 입구온도를 직접 측정하지 않고 가스터빈 배기가스 온도 측정값을 이용하여 입구온도의 추정 값을 구해 이를 연소제어에 사용하고 있다. 특히 재열 가스터빈의 입구온도는 안정적 운전관리에 있어서 매우 중요하지만 제작사가 산출 식에 대한 정보를 제공하지 않고 있어 현장 실무자들은 많은 어려움을 겪고 있다. 이에 본 연구에서는 폴리트로픽 과정식의 기반 위에 머신러닝 기반의 선형회귀 분석기법을 사용하여 가스터빈의 입구온도를 추정할 수 있는 방법을 제시하고자 한다. 또한 선형회귀분석을 통해 얻어진 입구온도 산출 모델식의 유용성 분석과 검증을 통해 입구온도 산출 알고리즘을 제안함으로서 재열 가스터빈 연소튜닝 기술수준 향상에 도움이 되고자 한다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.841-852
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• 2023

국내 전력계통의 주파수 조정용 발전기로 사용되고 있는 가스터빈은 탄소중립 정책과 더불어 신속한 기동·정지 및 높은 열효율 등으로 인해 이용률이 증가하고 있다. 가스터빈은 고온의 화염을 이용하여 터빈을 회전시키기 때문에 터빈 입구온도가 기기의 성능과 수명을 좌우하는 핵심요소로 작용하고 있다. 하지만 입구온도는 직접적인 측정이 불가능함에 따라 제작사가 산출한 온도를 이용하거나, 현장 경험을 토대로 하여 예측된 온도를 적용하고 있어서 가스터빈의 안정적인 운전 및 유지관리에 많은 어려움을 겪고 있다. 이에 본 연구에서는 인공신경망에서 많이 사용되고 있는 DNN(: Deep Neural Network) 기반으로 하는 재열 가스터빈의 입구온도를 예측할 수 있는 모델을 제시하고 실측 데이터를 기반으로 제안된 DNN의 성능을 검증하고자 한다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.556-561
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• 1996

주증기관 파단사고가 발생하여 서로 다른 온도 및 유속을 갖는 냉각재가 원자로 용기에 유입 될 때 downcomer 및 lower plenum 에서의 혼합현상을 3차원 열수력 분석코드 COMMIX-lB［1］로 모사하여 노심입구에서의 온도분포를 결정하고, 결정된 온도분포를 이용하여 주증기관 파단사고에 대한 열적여유도를 분석하였다. 분석은 주증기관 파단사고시 노심입구온도의 비대칭성이 가장 큰 고리 1호기를 선택하여 수행되었으며, 15주기 교체노심 설계 결과와 비교하여 열적 여유도가 다소 증가함을 확인하였다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제22권1호
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• pp.35-40
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• 2001

압력기반의 유한체적법과 k-$\varepsilon$난류모델을 이용하여 신생아 보육기 내의 삼차원 정상난류유동해석과 대류현상에 의한 열전달을 해석하였다. 보육기 내의 주된 공기유동은 입구에서 유입된 공기가 보육기 위쪽을 지나 출구로 이동하며 각진 구석에서 작은 와류들이 관찰되었다. 보육기의 입구부를 제외한 대부분에서의 유속은 0.1m/s 이하로 나타났으며, 신생아의 다리부분에서의 속도가 머리부분보다 다소 크게 관찰되었다. 입구쪽의 온도가 출구쪽의 온도보다 1~2$^{\circ}C$ 높게 나타났으며 속도 크기가 큰 다리부분에서의 온도가 머리 또는 목부분보다 다소 낮았다. 보육기 내의 온도변화는 약3~4$^{\circ}C$로 다소 크게 나타났는데 이는 입구에서 유입된 공기가 상벽과 직각으로 만나며, 보육기 외벽의 각진 구석부분에 의한 영향으로 생각된다. 따라서 입구속도를 적절히 줄이거나 유선형의 유동을 갖도록 설계하여 열손실을 최소화한다면 보다 효율적인 보육기가 될 것으로 생각된다.

• 태양에너지
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• 제15권2호
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• pp.25-37
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• 1995

유입관성에 의한 유체혼합뿐 아니라 입구온도의 변화까지 고려된 성층축열조의 충전과정 모델에 대하여 해석적 근사해를 제시하였다. 해석모델은 깊이가 일정한 완전혼합 및 압출유동영역으로 구성되며, 입구온도의 변화는 중첩의 원리에 근거하여 계단함수로 근사화하였다. 완전혼합영역의 과도온도를 구한 후 함수형태에 따라 구분하고, 각각을 경계조건으로 하는 압출유동영역의 온도분포를 잘 정의된 함수의 항으로 유도하였다. 결과적으로 이들의 일차결합이 압출유동영역에 대한 최종해이다. 근사해의 타당성 및 결과의 유용성은 입구온도가 선형적으로 증가하는 경우에 대한 엄밀해와의 비교를 통하여 검증하였다. 계단수의 증가에 따라 근사해는 엄밀해로 급속히 접근하며, 유한한 수의 계단에 의한 근사해도 광범위한 혼합깊이에 대하여 엄밀해와 잘 일치한다. 또한, 혼합깊이가 클수록 소수의 계단에 의한 근사해로도 의미있는 예측결과를 얻을 수 있었다.

• 태양에너지
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• 제7권1호
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• pp.42-52
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• 1987

파형 단면을 가진 유하식 집열기의 이론 및 실험 결과로서 유량, 각도등 집열성능에 미치는 영향등이 고려되었다. 입구 온도와 출구온도 차이가 적을 경우에는 이론과 실험치가 잘 맞으나 온도차이가 많을 경우 혹은 입구온도가 높을 때에는 투과체안에 생기는 결로 및 수증기의 영향으로 편차가 커진다. 개방회로와 폐쇄회로의 경우를 구분하여 실험되었는데 개방회로의 경우 효율은 약간 저하되지만 전반적인 성능은 폐쇄회로와 같은 경향을 나타내었다. 개방회로는 과열을 막는 방편으로 이용될 수 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제10회 학술강연회논문집
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• pp.7-7
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• 1998

가스터빈 엔진의 효율 및 성능은 터빈입구온도에 크게 좌우되므로, 높은 열효율을 얻기 위하여 최근 가스터빈 엔진은 높은 입구온도(대략 1400-150$0^{\circ}C$)에서 작동되도록 설계되고 있다. 이는 요소재질의 열한계점을 훨씬 상회하며, 이와 같은 입구온도의 고온화 경향은 터빈요소에 대한 열부하를 증가시키고 있다. 따라서 극한의 작동조건하에서의 허용수명 및 안정성의 유지를 위해서 내부대류냉각, 충돌세트냉각과 더불어 막냉각기법이 많이 응용되고 있다. 막냉각기법은 연소기 벽면 혹은 터빈블레이드 표면의 작은 구멍들을 통해서 압축기의 공기를 분사하여 표면에 고온의 유체와 일종의 단열벽을 형성하여 표면을 보호하는 냉각방법이다. 지금까지는 주로 단면적이 일정한 막냉각홀에 대한 연구가 주가 되어왔으나, 이러한 막냉각홀을 이용하는 경우 많은 문제점이 발생한다.

• 태양에너지
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• 제16권2호
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• pp.113-122
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• 1996

본 연구는 수직원통형 빙축열조 내에 상변화물질로서 순수한 물을 $-10^{\circ}C$의 초기 과냉온도로 응고시킨 후, 작동유체의 입구온도를 $7^{\circ}C,\;4^{\circ}C,\;1^{\circ}C$로, 작동유체의 유입방향을 상향과 하향으로 각각 변화시키면서 외향용융시켰을 경우, 시간경과에 따른 축열매질의 온도분포, 상경계면의 형상, 용융율, 용융에너지를 실험적으로 구하여 이를 비교 검토한 것이다. 작동유체의 입구온도가 $7^{\circ}C,\;4^{\circ}C$의 경우에는 작동유체의 유입방향이 상 하향 모두 물의 최대 밀도점인 $4^{\circ}C$ 부근에서 일시적으로 온도가 상승하지 않고 일정 시간동안 정체하는 온도정체구간이 나타났다. 또한, 용융이 진행됨에 따라 물이 축열조의 하부에 적체되고, 이에 따라 하부에서의 용융이 활발히 진행됨으로써 상경계면 형상은 전체적으로 종모양 형태의 곡선을 나타낸다. 작동 유체의 입구온도가 $7^{\circ}C$인 경우, 용융율(Vl/Vtot)과 용융에너지는 작동유체의 유입방향이 상향인 경우가 하향인 경우에서보다 크게 나타난 반면, 작동유체의 입구온도가 $4^{\circ}C,\;1^{\circ}C$인 경우는 $7^{\circ}C$의 경우와는 달리 하향인 경우가 상향인 경우에서보다 큰 것으로 나타났다.

• 에너지공학
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• 제26권1호
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• pp.23-27
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• 2017

유기랭킨사이클에서 팽창기는 전체 성능과 사이클 효율에 큰 영향을 미치는 중요 부품이다. 유기랭킨사이클에 적용되는 팽창기는 입구 압력과 온도가 팽창기 기계적 특성이나 작동유체 특성 등에 의해 제한받게 되는데, 유기랭킨사이클은 팽창기 입구압력과 온도에 따라 사이클 출력, 흡수 열량 및 효율 등이 변화하게 된다. 본 연구에서는 용적형 팽창기가 적용되는 작동유체 냉매 R134a인 유기랭킨사이클의 성능이 팽창기 입구조건에 따라 유기랭킨사이클의 성능이 어떻게 변화하는지 이론적으로 비교 분석을 수행하였다.

• 멤브레인
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• 제22권5호
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• pp.369-380
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• 2012

본 연구에서는 직접 접촉식 막증류 공정에서 운전인자에 따른 담수 투과량과 열효율을 예측하기 위해 열 및 물질전달 방정식을 이용하여 1차원 해석모델을 개발하였다. 이 해석모델의 타당성을 검증하기 위해 해석모델 결과와 기존 연구자들에 의해 수행된 실험 결과를 비교하였고 만족할 만한 결과를 얻었다. 이를 통해 DCMD 모듈에서 염수와 증류수의 입구온도 및 입구속도가 담수 투과량 및 열효율에 미치는 영향을 분석하였다. 그 결과 염수의 입구온도와 입구속도가 증류수의 입구온도와 입구속도보다 담수 투과량과 열효율 증가에 미치는 영향이 크기 때문에 지배적인 운전특성이라는 것을 알 수 있었다. 염수의 입구온도가 $60^{\circ}C$에서 $95^{\circ}C$로 증가할 때 담수 투과량이 21.22 $kg/m^2h$에서 71.26 $kg/m^2h$로 3.4배 증가하였고 열효율은 0.556에서 0.765로 37.5% 증가하였다. 한편, 염수의 입구속도가 60에서 300 m/h로 증가함에 따라 담수 투과량이 27.91 $kg/m^2h$에서 36.33 $kg/m^2h$로 30% 증가하였고 열효율은 0.6에서 0.646로 7.5% 증가함을 알 수 있었다.