• Proceedings of the KIEE Conference
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• summer
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• pp.1100-1102
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• 2004

열팽창 방식의 가스차단기는 아크 에너지 자체를 이용하여 압력상승을 얻고, 상승된 압력을 이용하여 전류 영점 부근에서 아크 방향으로의 유동을 형성하여 아크를 소호한다. 대전류 구간에서 노즐 폐색현상이 일어나면 노즐 용삭이 크게 일어나며 용삭된 노즐 물질은 팽창실의 압력과 온도를 상승시키게 된다. 따라서 차단 특성해석을 위해서는 노즐 용삭에 의한 압력 상승해석이 필요하다. 본 논문에서는 아크에너지에 따른 노즐 용삭비를 이용하여 용삭되는 노즐량을 계산하고, 이로 인한 back flow현상을 고려한 해석 방법을 제안한다. 개발된 프로그램을 제작한 차단부 모델에 적용한 결과, 열팽창실의 압력상승치는 시험결과와 잘 일치함을 확인하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.159-159
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• 2011

수자원 공급의 시 공간적 편차가 큰 우리나라에서는 수자원을 이용하기 위해서 다수의 댐을 건설하고 있다. 특히, 생활수준의 향상으로 용수 수요가 급증하였기 때문에 용수가 부족한 곳에는 광역상수도 사업 등을 통하여 용수를 공급하고 있다. 댐에서 용수가 공급되기까지의 과정은 일종의 관수로 흐름으로 생각할 수 있다. 관수로 내를 흐르는 유체가 갑자기 정지하게 되면, 유체 운동 에너지의 변화가 유발되고, 그로 인해 관내에 급격한 압력의 상승이 일어나게 된다. 반대로 정지하고 있던 유체가 빠른 속도로 흐르게 되면 압력 감소가 급격하게 발생한다. 이와 같이 유체 운동 상태의 급변에 의한 압력변화와 그에 따른 압력파가 음속의 속도로 상 하류로 전파되는 현상을 수격작용(waterhammer)이라 한다. 통상적으로 수격작용은 밸브 개폐 정도가 갑자기 바뀔 때, 펌프의 급격한 기동이나 정지 시, 터빈 내 전력소요가 갑자기 바뀔 때, 댐 수위의 갑작스런 변화, 펌프 임펠러의 진동, 물 수요의 급격한 변화 등에 의해 발생하며, 수격작용은 유체의 질량과 운동량 때문에 관 벽에 큰 힘을 가하게 되어 정상적인 동수압 보다 몇 배나 큰 압력을 발생시킴으로 관 자체는 물론 펌프, 밸브, 터빈 등 관 시설물을 파손시키거나 진동, 소음 등을 야기시킴으로 대규모 건물, 공장, 발전소 등을 설계할 경우 그에 대한 적절한 대책을 강구하여야 한다. 특히 댐에 연결된 저수지 또는 조정지로부터의 도수로가 압력수로이며 그 길이가 상당히 크면 수차가 급정지했을 경우 수격작용에 의해서 압력터널 내에 과도한 압력상승이 일어난다. 이 압력상승을 방지함과 함께 발전소 부하의 증감에 따라서 수량을 공급하거나, 흡수할 목적으로 압력도수로와 수압관과의 접합부에 자유수면이 있는 수조를 설치한다. 이것을 조압수조(surge tank)라 한다(최영박, 1979). 조압수조에서 부하의 급속한 차단에 의해서 수차로 유입될 수량이 차단되면 도수로 내로 흘러 들어온 물은 관성 때문에 수조 내의 수위를 상승시키고, 수조 수위가 어느 정도 이상으로 되어 저수지 수위 보다 상승하면 수조로의 유입이 정지하고 반대로 수조에서 저수지로 역류하여 수조수위는 하강한다. 즉, 조압수조는 도수로 내에 발생한 과도한 압력을 수조 내 수면의 승강운동을 이용하여 감소시키고 원래의 안정적인 수위로 회복시킨다. 본 연구에서는 수격작용에 대한 댐 안정성을 확보하는 수단 중의 하나인 조압수조에 대해 살펴보았다. 연구대상으로 용담댐을 선정하였다. 용담댐에 대한 기존의 검토결과 수직 갱의 지름이 5m 이상이면 조압수조의 동적안정조건을 만족 시키는 것으로 조사되었다. 댐의 설계홍수위인 EL. 265.5m를 기준으로 조압수조의 안정성을 감소시키지 않는 범위 내에서 조압수조 내 격벽 설치 유 무에 따른 수조의 최적 크기를 산정하였다. 산정결과를 분석한 결과 동일 조건에서 격벽을 설치한 경우가 격벽을 설치하지 않은 경우에 비해서 조압수조의 면적이 약 21% 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.648-651
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• 2009

탄소섬유강화플라스틱(CFRP:Carbon Fiber Reinforced Plastic)용기의 외부에 화재가 발생할 경우 함침된 수지(Resin)가 탄화되면서 자체 강도가 약화되고 충전된 가스가 외부 온도 상승에 따라 압력 상승이 발생하여 용기의 폭발로 이어지는 사고가 발생할 개연성이 높다. 화염 노출조건에서 복합재료 용기의 폭발을 방지하기 위하여 용기용 밸브에 내장된 온도감응식 압력안전장치(TPRD:Thermally activated Pressure Relief Device) 작동 성능을 검증하기 위한 방법으로 화염실험(Bonfire test)를 실시하고 있으나, 개방 공간에서 실시되는 이 실험은 표면 온도 변화가 매우 크게 발생하여 실험에 대한 재현성(Reproducibility)에 의문이 제기되고 있다. 따라서, 표면 온도를 일정하게 유지하기 위한 실험 방법의 개선이 필요하다. 본 연구에서는 경유+heptane을 이용한 전체 화염에 노출되는 경우와, 천연가스를 이용한 단일화염에 노출되는 경우의 실험 결과 비교를 통하여 화염 노출 표면 온도를 일정하게 유지하기 위한 가열 방법의 타당성을 검토하였다. 또한, 복합재료 라이너(Liner)의 온도 변화 비교를 통하여 집중화염 노출 조건에서 열전달 특성을 알아보았다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2012.05b
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• pp.649-652
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• 2012

회전익항공기의 연료셀 내부는 연료보관 및 연료를 엔진으로 공급하기 위한 배관과 구성품들이 배치되어 있다. 특히, 기동헬기는 전장에서 사용되는 헬기로써, 수 km 고도에서 비행하는 고정익기보다 비행고도가 낮기 때문에 피탄될 가능성이 높다. 따라서, 항공기의 생존성을 극대화하기 위해서는 피탄시 유체내부 상승압력에 의한 내부 LRU 가 받는 영향성을 검토하여 설계되어야 함은 주지의 사실이다. 그러나, 내탄시험은 연료셀 자체의 제작비용 및 준비기간이 상당히 소요되고, 실탄사용에 따른 시험수행의 제약 때문에 수치모사를 통한 관련 데이터의 확보가 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 유체-구조 수치모사 프로그램인 Autodyn을 이용하여 회전익항공기 연료셀의 내탄 수치모사를 수행하여, 피탄 후 연료셀 내부에서의 탄 거동을 분석하고 유체내부의 압력과 연료 셀 자체의 등가응력을 평가하였다.

• Proceedings of the SAREK Conference
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• 2008.06a
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• pp.142-147
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• 2008

This paper reports an analysis of self-pressurization in a closed cryogenic liquid storage system and its comparison with experimental data using liquid nitrogen. Partial equilibrium model(PEM), revised thermodynamic analysis of homogeneous model, has been applied for the pressurization in a closed tank. The vapor and liquid bulk temperature and the liquid-vapor interface temperature are separately calculated as their own representative values in this analysis. The analysis results of the partial equilibrium model are compared with the experimental data and other preceding homogeneous temperature models for validation.

• Journal of IKEEE
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• v.24 no.1
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• pp.33-39
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• 2020

In this paper, we propose the design technique of the vehicle's load weight measuring system using tire pressure, which is one of the physical elements of tires. The proposed technique consists of four processes: noise correction by load and vibration, gas flow correction, data mixer and weight conversion. Noise correction by load and vibration eliminates noise that increases the tire's internal pressure due to external shocks and vibrations produced by the vehicle while it is in motion. In the gas flow correction process, the noise of the internal pressure of the tire is increased due to the temperature rise of the ground with respect to the data obtained through the noise correction process due to the load and vibration. In the data mixer process, the load and pressure on the tolerances the empty, median and the full load are classified according to the change in pressure of the tire that is delivered perpendicular to the tire in the event of cargo. In the weight conversion process, weight is expressed by weight through weight conversion algorithms using noise correction results by load and vibration and gas flow correction. The weight conversion algorithm calculates the weight conversion factor, which is the slope of the linear function with respect to the load and pressure change, and converts the weight. In order to evaluate the accuracy of the loading weight measurement system of the vehicle using the tire pneumatic system technique proposed in this paper, we propose the design technique of the vehicle's load weight measuring system using tire pressure, which is one of the physical elements of tires.. Noise correction results by load and vibration and gas flow data correction results showed reliable results. In addition, repeated weight precision test showed better weight accuracy than the standard value of 90% of domestic companies.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.25 no.5
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• pp.405-411
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• 2012

Inside a rotorcraft fuel cell, pipes and components are located for fuel storage and fuel supply into the engine. Utility helicopters, operated in battle fields, fly at lower altitude compared to fixed-wing aircraft and hence are more likely to be exposed to gunfire. Since internal pressure of fluid increases when hit, the effect on LRU due to increase in pressure must taken into account when designing the aircraft for survivability. However, it is costly and time consuming to manufacture a fuel cell for gunfire test, and due to constraints from usage of live ammunition, related data gathered through numerical simulation is needed. In this study, numerical simulation on rotorcraft fuel cell exposed to gunfire was carried out using Autodyn to analyze bullet movement inside the fuel cell after hit, and internal pressure of fluid and equivalent stress on fuel cell assessed.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.495-496
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• 2011

기존에 사용되고 있는 초고압 가스차단기(GCB : gas circuit breaker)는 대부분 퍼퍼형(puffer type) 소호방식의 가스 차단기를 사용하였다. 퍼퍼형 소호방식은 차단동작에 있어서 대단히 큰 조작력이 요구되고 소호부 size가 큰 단점을 가지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 아크 자체의 에너지를 아크 소호에 필요한 압력상승을 일으키는 데 이용하는 자력소호방식(self-extingishing type)에 작은 체적의 퍼퍼 실린더를 병용하는 복합소호방식(hybrid extingishing type) 차단부가 개발되어 사용이 확대되고 있다. 본 논문에서는 차단기의 소호방식별 특성을 비교 분석하고 최근 사용이 확대되고 있는 복합소호방식 차단기의 고장사례 분석을 통해 개선대책을 제시하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.1637-1641
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• 2009

본 연구는 막공정을 이용하는 수처리기술에 있어서 최대 난점 중의 하나인 fouling 현상을 억제하기 위하여 여과방향의 반대방향에서 여과수를 지속적으로 분사하여 줌으로써 여과와 세정이 동시에 일어나는 동시세정방식을 평가하기 위한 것이다. 실험은 성균관대학교 환경플랜트 내에 pilot 실험지를 조성하여 실시하였으며, 실험원수는 오수처리방류수를 저류하는 연못수와 오수원수를 혼합하여 농도를 조절한 후에 저농도와 고농도 조건에서 실험을 실시하였다. 저농도 조건(SS 10$\sim$20 mg/L)에서는 연못의 HRT를 고려하여 일일 5시간 씩 8일간 가동하였고, 고농도 조건(SS 200 mg/L 이상)에서는 8시간씩 가동하였다. 저농도의 경우에는 가동기간 중 배수가 일어나지 않았고, 일일 운전 종료 후 유지관리를 위한 강제배수만 실시하였다. 고농도에서는 초기에 배수가 짧은 term으로 자주 일어났지만, 20분 이상의 비교적 긴 여과지속시간을 유지하였고 유입수 농도가 낮아지면서 배수타임이 점점 늘어나는 경향을 보였다. 이러한 결과는 동시세정방식에 의한 여과기술에 있어 유입수 농도가 fouling 발생빈도에 크게 영향을 미친다는 것을 의미하며, $5\;{\mu}m$의 미세막에서도 고농도 운전이 가능하다는 사실을 보여준다. 동시세정방식은 Rum Filter의 fouling을 억제하고 지속적인 운전을 가능하게 해주는 핵심기술이다. 세정 시 세정압력설정은 매우 중요한 운전인자 중 하나인데, 세정압력이 너무 클 경우에는 소요되는 동력이 많아져 효율적인 설계 및 운전에 장애요인이 될 수 있고, 너무 낮을 경우에는 세정이 제대로 되지 않고 여과막 내부와 외부의 압력차를 크게 가져와 배수타임이 빨라지는 결과를 초래한다. 따라서 적절한 세정압력을 파악하고 설정하기 위하여 세정압력을 변화시켜가면서 이에 따른 차압의 변화를 관측하여 보았다. 여과막의 공극과 세정압력에 변화를 주면서 실험을 한 결과, 세정압력이 커지면 여과막에 작용하는 부하가 약간 증가하는 것으로 나타났지만, 그 차이가 $0.02\;kg_f/cm^2$으로 나타나, $4.0\;kg_f/cm^2$ 이상의 세정압력에서 적용이 가능한 것으로 나타났다. 또한, 유입유량을 설정하기 위하여 $4.5\;kg_f/cm^2$의 세정압력을 유지한 상태로 유입유량을 점진적으로 증가시키면서 압력의 변화를 관측하였다. $5\;{\mu}m$에서는 180 LPM 및 200 LPM에서, $8\;{\mu}m$에서는 200 LPM에서 자체적으로 설정한 배수차압 상승분인 $0.1\;kg_f/cm^2$를 초과한 것으로 나타났고, $10\;{\mu}m$ 이상에서는 모두 200 LPM이상 처리해도 배수압력에 걸리지 않는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 현재 본 시스템에 적용하고 있는 유입유량 기준치를 2배 이상 상회하는 결과로서 추가적인 실험을 통하여 기존 여과기술보다 여과지속시간이길고, 여과 flux가 높은 기술을 개발할 수 있을 것으로 판단된다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.21 no.2
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• pp.205-210
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• 2010

In this study, a brass electrode gas discharge tube (GDT) was prepared to investigate its discharge characterization, which affects surge protection efficiency and lifetime of GDT. Discharge characterization of GDT using a brass electrode was investigated by changing applied voltage gradient and nitrogen gas pressure inside the GDT. As applied voltage gradient in GDT increased, electrical breakdown voltage and threshold energy largely increased and electrical breakdown time delay decreased. It was found that electrical breakdown voltage, electrical breakdown time delay, and threshold energy were largely decreased with decreasing the nitrogen gas pressure in GDT. As a result, electrical breakdown voltage, electrical breakdown time delay, threshold energy needed to be decreased to increase surge protection efficiency and lifetime. It was also found that the nitrogen gas pressure of GDT influenced strongly the performances as well as life span of it.