• 대한기계학회논문집B
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• 제37권10호
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• pp.919-926
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• 2013

본 연구에서는 소형 저온 유기랭킨사이클 시스템의 작동특성을 파악하기 위하여 R-245fa를 작동유체로 사용한 소형 ORC 발전 시스템을 설계 및 제작하였고, 다양한 저온의 열원온도에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 저온 열원을 모사하기 위하여 최고 $150^{\circ}C$의 물을 공급할 수 있는 110 kW급의 전기저항 히터를 제작하였으며, 컨트롤러를 통해서 다양한 열원 온도 및 유량조건에 대한 실험이 가능하도록 구성하였다. 또한, 상용 공기용 스크롤 압축기를 이용하여 팽창기로 개조하고 동력계 및 동기식 모터와 직접 연결하였다. 로드뱅크 및 PI 제어방식을 사용하여 팽창기의 회전속도에 따른 동일 열원온도 조건에 대한 실험을 각각 수행하였으며, 소형 ORC 시스템의 성능에 영향을 미치는 다양한 인자들에 대하여 분석하고 논의하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.388-392
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• 2007

지구온단화와 이상기후에 의해 시설물 피해가 나날이 증가하고 있으며, 농촌의 인구감소 및 고령화에 의해 이러한 집중강우등에 대한 대처도 어려운 실정이다. 현재 전국에서 농업용수 공급을 위해 사용하고 있는 농업용 저수지는 17,882개소로서 이 중 축조한지가 35년 이상 경과된 저수지가 15,856개소로서 88.7%나 차지하고 있다. 이러한 현상은 저수지를 구성하고 있는 각종 부대시설의 노후화로 귀결되며 농업용수의 낭비 및 효율적인 운영을 위해서는 시설의 현대화가 필수적이라고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 저수지에서 물을 직접 공급하는 시설인 사통수문을 대상으로 현대화를 이룩하고 또한 사용동력도 대체에너지를 이용하기 위한 방안을 제시하였다. 사통수문의 수문비는 수중의 압력을 효율적으로 분산시킬 수 있는 원형수문비와 수중에서도 사용동력을 가장 적게 할 수 있는 밸브형을 기준으로 개발을 하였으며, 수문비와 구동부를 연결하는 작동 롯드의 힘전달을 최소화하기 위하여 유니버셜 쪼인트를 볼밸브형으로 개발하였다. 이에 따라서 작동용 롯드의 길이가 길어져도 수문비에 걸리는 작동모멘트를 최소화하여 태양광을 이용한 동력사용이 가능해졌다. 특히 수중에서 움직이는 특성을 감안하여 원형 수문비의 경우에는 수문비와 수문틀 사이에 마찰력을 감소시키기 위하여 수문틀측을 약간 경사지게 가공을 하고 중간에 볼 베이렁을 부착시켜 수문개폐가 원활토록 지수부의 구조변화를 하였다. 또한 농업용수공급시 수류와 함께 유입되는 저수지 내 오물을 차단하기 위하여 수문의 전면에 스크린을 설치하였으며 토사퇴적으로 인하여 수문작동의 방해가 되지 않도록 하기 위하여 토목구조물을 설치하였다. 그리고 동력전달을 효율적으로 하기 위하여 Solar Unit으로부터 나오는 전기를 중전기에서 밧데리로 축전을 시키고 완전 충전 후에는 나머지 전기는 방전이 되도록 회로를 구성하였다. 사통수문 자원조사 결과에 의하면 현재 저수지에 물공급을 하는 수문은 취수탑 형식이 70% 이상을 차지하고 있으며 나머지 30%의 사통수문 중 원형수문비가 98% 이상을 차지하고 있다. 현재 대체에너지를 사용하는 저수지 사통수문은 없는 것으로 조사되었으며 전력을 사용하는 사통도 조사결과에 의하면 20% 이내로 나타났다. 이러한 결과는 향후 수리시설 개보수시 적은 예산으로 사업을 시행하는 경우 사통수문의 설치방향의 지표가 될 것으로 판단되며 수리시설의 운영관리에 대한 새로운 대안으로 제시할 수 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.129.1-129.1
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• 2011

최근 급격한 경제성장과 고도 산업사회로의 전환에 따라 에너지 수요가 크게 증가하고 있다. 이에 따라 석유, 가스 등 화석에너지의 소비량과 온실가스 배출량이 급격히 늘어나고 있는 실정이다. 따라서 화석에너지의 소비와 온실가스 배출을 저감시키기 위해 친환경적인 에너지를 이용하기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다. 이와 같은 노력 중 하나가 바로 태양열에너지를 이용하는 방법이다. 태양열에너지는 자원 고갈의 우려가 없고, 에너지의 이용 과정에서 공해 물질을 배출하지 않아 대체 에너지원으로 각광을 받고 있다. 하지만 에너지 밀도가 낮고 에너지의 공급이 기상조건에 따라 큰 영향을 받으므로 태양열에너지를 이용하기 위해서는 효율적인 집열시스템이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 우수한 열적특성을 가진 탄소나노유체를 히트파이프 작동유체에 적용하여, 태양열 집열기의 효율을 향상시키기 위해 탄소나노유체의 열전도도 및 점도특성을 비교분석하였다. 나노유체는 에탄올에 산화 다중벽 탄소나노튜브(Oxidized Multi-walled Carbon Nanotubes, OMWCNTs)를 혼합하고, 초음파 분산하여 제조하였다. 에탄올-산화탄소나노유체의 열전도도와 점도는 저온($10^{\circ}C$), 상온($25^{\circ}C$), 고온($70^{\circ}C$)에서 측정하여 비교분석하였으며, 열전도도는 전기 전도성 유체의 비정상 열선법(Transient Hot-wire Method)을 이용하여 측정하였고, 점도는 회전형 디지털 점도계를 이용하였다. 실험 결과 0.1 vol%의 에탄올-산화탄소나노유체의 열전도도는 기본 유체 대비 33.72%($10^{\circ}C$), 33.14%($25^{\circ}C$), 32.26%($70^{\circ}C$)가 향상되었으며, 점도 또한 기본유체보다 크게 증가하지 않아 히트파이프 작동유체로서 우수한 효과를 나타낼 수 있음을 확인하였다. 본 연구의 결과는 태양열 집열기 히트파이프의 효율 향상을 위한 기초자료로써 유용한 정보를 제공할 것이라 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권11호
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• pp.899-905
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• 2014

본 연구는 고효율 청정 조리용기 개발을 위한 기초 연구로서 기-액 상변화를 이용하여 조리용기의 등온성을 향상시키고자 $100-200^{\circ}C$의 작동온도 범위에 적합한 작동유체를 선정하고 이들 작동유체의 열전달 특성실험을 수행하였다. 이를 위하여 2 상 밀폐 열사이폰을 제작하고 두 가지 작동유체에 대한 비등 및 응축 열전달 특성과 시동특성에 대한 실험하였으며, 실험 결과로부터 2 가지 유체를 혼합한 2 성분 유체 열사이폰의 시동 및 열전달 성능의 상호 보완 가능성을 분석하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권3호
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• pp.286-292
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• 2003

본 연구에서는 나노기술을 이용하여 에너지 감쇄 기능을 활용한 감쇄기 개발에 대한 기초적인 연구를 하였다. 기계 구조물에 사용되는 기존의 유체 감쇄기를 대체할 수 있는 무기재료를 이용한 새로운 감쇄기에 대한 기초연구를 수행하여 감쇄기 설계와 실용화에 적용하고자 하였다. 완충역할을 하는 입자로는 미로구조를 가지는 실리카겔을 사용하였고, 입자에 관련한 작동 유체로는 물을 사용하여 실험적으로 그 효과를 검증하였다. 콜로이드 감쇄기를 구현하기 위해서는 형성된 실리카겔 입자의 표면을 유기 실리콘 매질을 이용한 소수화 코팅 처리를 하였다. 콜로이드 감쇄기의 에너지 감쇄량과 효율을 작동 유체에 대하여 각각 구하여 유효한 감쇄 효과를 입증하여 설계에 반영할 수 있게 되었다. 또한 압축해제에 걸리는 시간을 조사하여 기존의 유압 감쇄기와 비교한 결과 본 논문에서 제안된 감쇄기의 기능이 우수함이 입증되었다.

• 한국가스학회지
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• 제19권4호
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• pp.41-48
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• 2015

스크롤 팽창기의 성능특성은 유기랭킨사이클 (ORC) 시스템의 성능에 가장 중요한 변수이다. 본 연구에서는 1kW급 ORC 시스템을 구성하여 다양한 작동 조건에서 스크롤 팽창기의 성능특성을 파악하였다. ORC 시스템은 증발기, 스크롤 팽창기, 응축기, 작동유체펌프로 구성되어 있으며, 작동유체로 R245fa를 사용하였다. 고온수 온도는 50kW급 전기히터에 의해 $80^{\circ}C$에서 $115^{\circ}C$까지 제어되었다. 스크롤 팽창기의 최대 등엔트로피 효율은 77%로 측정되었고, ORC 시스템의 축동력은 열원의 온도 조건 및 팽창기의 회전속도에 따라 0.5kW에서 1.8kW까지 측정되었다.

• 대한교통학회지
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• 제33권5호
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• pp.488-496
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• 2015

일부 신호 횡단보도에서는 교통 운영의 효율을 위해 보행자 작동신호기를 설치한다. 현재 보행자 작동신호기의 설치기준은 보행자 수가 적은 단일로 횡단보도에서 설치하도록 제시되어 있다. 또한 해당 기준은 차량을 중심으로 만들어진 것으로 보행자 측면의 고려도 필요하다. 이러한 설치기준은 객관적으로 판단하기 어려우므로 공학적인 기준을 필요로 한다. 그러므로 본 연구는 보행자교통량과 차량교통량에 따라 각각의 지체시간을 산출하고 보행자와 차량을 동등한 입장에서 비교하여 공학적인 설치기준을 정립하는 것을 목적으로 하였다. 지체시간 산출을 위해 도로의 설계기준에 따른 횡단구성, 보행자 녹색시간, 보행자와 차량의 균일 도착분포 시나리오를 가정하였다. 그 결과 양방향 2차로일 경우 보행자 교통량이 97인/시 이하일 경우 보행자 작동신호기의 효과가 있는 것으로 나타났으며 이 결과는 차량보다 보행자에게 유리한 교통량 기준이다. 4개의 차로 수 시나리오에 따라 양방향 3차로, 양방향 4차로(설계속도80km/h, 100km/h)일 경우 각 85, 70, 70인/시 이하일 경우 보행자 작동신호기의 효과가 있는 것으로 나타났다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권8호
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• pp.829-835
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• 2013

본 논문은 제안된 고효율 R717용 해양온도차 발전 시스템의 운전변수에 대한 최적의 설계를 위해 엑서지 효율을 이론적으로 분석하였다. 본 연구에서 고려된 작동변수로는 증발기 출구압력, 고단터빈 출구압력, 응축기 입구압력 그리고 냉각기 출구건도이다. 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. R717용 OTEC 발전 사이클의 증발기 출구압력, 냉각기 출구건도가 증가할수록 엑서지 효율은 증가한다. 그러나 고단터빈 출구압력, 응축기 입구압력이 증가할수록 엑서지 효율이 감소한다. 그리고 이러한 작동변수들 중에서 증발기 출구압력이 R717용 OTEC 발전 사이클의 엑서지 효율에 가장 크게 영향을 미치고, 고단터빈 출구압력이 가장 적게 영향을 미친다.

• Tribology and Lubricants
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• 제9권1호
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• pp.9-15
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• 1993

Tribology는 미끄럼 혹은 구름베어링, 피스톤링, 기어, 공구, 그밖의 상대적 움직임하에 있는 부품의 설계 및 제조와 관련된 학문이다. 또한 tribology는 서로 접촉하는 재료의 적절한 사용, 윤활유와의 상호작용 이해 및 적절한 선택을 통해 마모와 마찰의 감소 혹은 최적의 마찰(브레이크, 벨트 등의 경우)을 위해 연구되는 분야이다. 부품의 내마모성을 향상시키고 적절한 마찰계수를 얻기 위해서는 기계 설계, 윤활유 선택 및 개발, 재료의 선택 및 개발 등 여러 분야의 기여가 모두 필요하다. 지금까지는 전통적으로 사용되어 오던 재료, 특히 금속재료를 중심으로 하여 기계 및 윤활제 개발 등에 치중하여 왔다. 그러나 산업이 발전되고 복잡화됨에 따라 극한 분위기 즉 고온, 고진공하에서의 장시간 사용과 고효율 등을 요구하여 최근의 tribology 분야에 사용되는 부품들의 신소재로의 대체를 요구하고 있다. 한 예로 지금의 엔진보다 더 고온에서 작동되는 고효율의 경량의 첨단 열엔진의 개발을 들 수 있다. 이러한 열 엔진의 사용목적을 달성하기 위해서는 기존의 금속재료로는 고온에서 작동괴기에는 너무 약하고 무겁기 때문에 구조용 세라믹스가 고려되고 있는 것이다. 신소재 분야중 세라믹스는 고기능성 부품과 이미 산업화된 분야의 부품의 대체 재료로 주목을 받고 있다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제3권3호
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• pp.38-54
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• 1993

퍼지 제어기(FLC)는 Max-Min CRI 방법을 이용하여 추론하는 시스템이다. 그러나 이 방법은 주관적인 멤버쉽 함수의 결정, 오류 발생 가중치 전략, 비합리적인 추론 규칙들의 조합이라는 세가지 문제점 때문에 원하는 추론 결과와 실제 추론 결과 사이에 상당한 오류 영역을 발생시킨다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위해 퍼지 이론에 신경 회로망의 학습 기능이 융합되어 지능적으로 작동하는 뉴로-퍼지 시스템(INFS)을 제안한다. INFS는 이상의 문제 해결 방안이 지식 획득 단계, 적응 조절단계를 통해 작동함으로써 임의의 입력에 대해서도 추론이 가능한 시스템이다. 제안된 INFS를직류 계열 모니터에 적용한 결과 신경 회로망을 사용하지 않았을때 보다 오류 영역을 상당히 줄여주었다. 또한 학습 시간을 고려해 볼 때, INFS에서 사용하는 추론 방법(NCRI 방법)이 지금까지 다른 방법에 비해 휠씬 효율적이었다.