• 전기화학회지
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• 제7권2호
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• pp.69-79
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• 2004

전산모사를 이용하여 특성을 정확하게 모사하기 위해서는 전지 내부에서 발생하는 다양한 물리적, 화학적 현상을 고려하여야 한다. 이를 위해, 본 연구에서는 다양한 전지 내부 현상에 대한 변수를 고려할 수 있는 전산유체 상용코드인 CFD-ACE+를 이용하여 평판형 고체산화물 연료전지의 작동 특성을 분석하였다. 단위 스택에서 발생하는 물질전달과 열전달 및 전기화학 반응에 의한 전하이동을 복합적으로 고려하여, 작동조건 하에서 각 공정적, 구조적 변수 변화에 따른 전지특성을 예측하였다. 이러한 전산모사 방법을 통하여 확산과 유동에 의한 전지 내 반응물과 생성물의 mass fraction 분포와 단위 스택의 내부 온도분포 그리고 전지 특성을 나타내는 polarization curve에 의한 고체산화물 연료 전지의 분극 특성을 정성, 정량적으로 제시하였다. 본 연구를 통해 평판형 단위 스택 내에서의 다양한 변수 변화에 따른 전지의 작동 특성에 대한 효율적 예측이 가능하였고, 고체산화물 연료전지 작동 시 발생하는 현상에 대한 전산모사 접근법을 체계적으로 제시할 수 있었다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.365-373
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• 2002

This paper concerns the design and application of an electro-rheological (ER) fluid damper to semiactive vibration control of rotor systems. In particular, the system under present study is constructed structurally flexible in order to explore multiple critical speeds within operation range. To this end, the dynamic models of the proposed ER damper and its associated amplifier are derived in the first place. Subsequently entire rotor system model is assembled along with the dynamics of the end effector based on a finite element method enabling prediction as to its free and forced vibration characteristics. Next, an artificial intelligent (AI) feedback controller is synthesized taking into account the peculiarity of Coulomb damping effect in rotor applications. Finally, computational and experimental results are presented including model validation and control performances. In practice, such an AI control proved effective whether the spin speed was either before or after critical speeds.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제12권8호
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• pp.648-656
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• 2002

This paper presents the identification of temperature-dependent hysteresis of an electro-rheological (ER) fluid under various operating temperatures using the Preisach model. As a first step, polymethylaniline (PMA) particles are prepared and mixed with silicone oil to make an ER fluid. A couette type electroviscometer is then employed to obtain the field-dependent shear stress. In order to show the suitability of the Preisach model to predict a physical hysteresis phenomenon of the ER fluid, two significant properties; the minor loop property and the wiping-out property are experimentally examined under three dominant temperature conditions. Subsequently, the Preisach model for the PMA-based ER fluid is identified using experimental multiple first order descending (FOD) curves. The effectiveness of the identified hysteresis model is verified in the time domain by comparing the predicted field-dependent shear stress with the measured one under the both specified and unspecified temperatures. In addition, the hysteresis model proposed in this work is compared to Bingham model.

• 지구물리와물리탐사
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• 제18권4호
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• pp.223-231
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• 2015

자연 전위(SP, self-potential)의 발생에는 여러 요인이 있으나 이 연구에서는 지하수의 유동에 의해 자연적으로 발생하는 유동 전위(streaming potential) 또는 전기역학적 전위(electrokinetic potential)에 대해 주로 논의한다. 유동 전위는 다공질 매질에서의 물의 흐름에 의해 인공적인 전류원 없이 전류가 발생하여 야기된 전위이다. 기존의 유동 전위를 이용한 지열 저류층 해석에서는 지표면 전위 분포 계산을 위해 일반적으로 시추공에서 주입되거나 생산되는 지하수로부터 발생하는 SP 이상만을 고려하였고, 온도 차이가 나는 지열 저류층에서의 지열수 순환에 따라 발생할 수 있는 SP에 대한 수치 모델링에는 한계가 있었다. 이에 따라 사면체 요소를 바탕으로 한 3차원 전기비저항 유한요소법에 기초하여 지열 저류층 내에서의 주입정, 생산정에 의한 SP 이상뿐만 아니라 지열 저류층에서의 지열수 순환에 따른 SP 이상까지 고려할 수 있는 알고리듬을 개발하였다. 본 논문에서는 개발한 알고리듬을 검증 한 후, 간단한 지열 저류층 모델에 지열수 주입과 양수의 효과에 의한 SP 이상대의 SP 반응을 분석하였다. 향후 개발한 알고리듬을 이용하여 지층의 물성을 고려한 지열수 유동 속도 등도 고려함으로써 보다 심도 있게 지열 저류층 SP 반응을 분석하고자 한다.

• Composites Research
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• 제35권5호
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• pp.334-339
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• 2022

본 연구에서는 복합재료 제조 공정 과정 중 수지의 유동 저항성을 대변하는 인자인 투수 계수를 예측하는 알고리즘을 개발하였다. 단방향 연속 섬유 복합재료 내부에서 섬유와 수직인 방향 투수 계수의 정확한 예측을 위해 대표 체적 요소의 단면 형상을 고려하였다. 섬유의 유체 유동 저항성을 정량화하기 위한 인지로 섬유 간 간격이 사용되었고, 등가 길이는 섬유 배열에 따른 수지의 유로 변화를 나타내는 인자로 사용되었다. 전기-유압 유사성을 접목하여 투수 계수 예측 알고리즘을 개발하고 그 타당성을 확인하였다. 알고리즘은 Matlab과 Python으로 구성되고, 타당성 검증을 위해 FLUENT를 통해 예측된 투수 계수와 비교하였다. 알고리즘과 수치 해석을 통해 얻은 투수 계수가 거의 일치함을 확인하여 알고리즘을 검증하였으며, 소요 시간은 수치 해석 대비 약 1/450로 감소하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권4호
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• pp.289-296
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• 2011

본 논문에서는 항공기의 항력 감소를 위해 페어링 형상을 설계하고 설계 형상에 대한 공력해석을 수행하였다. 페어링은 날개 끝과 날개-동체 접합부에 대해 적용되었다. 날개끝 페어링의 경우 날개 전체에 대한 유동 해석을 수행하였고 날개-동체 페어링에 대해서는 전기체에 대한 해석을 수행하였다. Menter의 ${\kappa}-{\omega}$ SST 난류 모델이 적용된 3차원 RANS 코드를 이용하였으며 유동 해석을 실시하였다. 페어링의 형상과 유무에 따른 해석 결과를 비교하여 각각의 페어링 날개와 항공기의 항력에 미치는 영향을 확인하였다.

• 전기화학회지
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• 제2권2호
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• pp.98-105
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• 1999

본 연구에서는 전기장에 의하여 유발되는 자연대류의 영향을 줄이기 위하여 수평 다공성 유체층에 열적 성충화를 유지하여 부력과 유체층의 안정화 효과를 체계적으로 조사하였다. 이를 위하여 수평 다공성 유체층에서 이중확산대류에 의한 물질전달 상관식을 이론적으로 유도하고, 전기화학 실험을 통하여 이론에 의한 모델을 보완하였다. 물질전달 상관식은 다공성 매질층에 대한 유동 방정식으로 Forchheimer모델을 사용하고 미세 난류 모델을 적용하여, 용질 및 열 Darcy-Rayleigh수와 Lewis 수로 유도하였다. 실험에서는 다공성매질에 포화된 황산구리황산용액내의 구리이온을 전기 화학적 방법을 통하여 확산 또는 자연대류에 의한 물질전달 실험을 수행하였다. 이론 및 실험적 해석 결과를 종합하면 다공성 매질 내에서 구리이온의 이중확산대류에 의한 물질전달 상관식은 다음과 같다. $$Sh=\frac{0.03054(Rs_D-LeRa_D)^{1/2}}{1-3.8788(Rs_D-LeRa_D)^{-1/10}}$$ 본 연구의 결과는 실험치와 잘 부합되었으며, 모델식의 원형은 열 및 물질전달계에서 자연대류의 영향을 효과적으로 제어할 수 있는 방안으로 활용될 수 있을 것이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권5호
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• pp.481-489
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• 2010

수직관내 발달 유동의 층류혼합대류에 관한 본 연구는 Re 1,000에서 3,000, $Gr_H\;10^5$에서 $10^8$, Pr 2,000 에서 7,000 그리고 종횡비 1부터 7에 대한 범위에 대해서 수행되었다. 유사성(Analogy)의 원리를 이용하여 수직관내 발달 유동의 층류혼합대류 열전달계를 물질전달계로 모사하였다. 물질전달계로써 Nu 수는 기존의 문헌들의 그것들보다 상당히 큰 값이었는데, 이는 본 실험의 높은 Pr 수 때문이다. 본 연구에서의 종횡비는 완전발달 할 만큼 크지 않았기 때문에, 실험 결과는 긴 수직관내 혼합대류 유동보단 평행평판에서의 혼합대류 유동과 유사하였다. 본 연구의 결론으로서 낮은 종횡비와 $Gr_H$ 수를 갖는 수직관내 발달 유동의 층류혼합대류 유동은 수직 평판에서의 층류혼합대류 유동과 유사한 거동을 보인다는 것이다. 그리고 종횡비와 $Gr_H$ 수가 증가할 때 유체의 거동은 수직관내 완전발달 유동과 유사한 현상을 보였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제4권6호
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• pp.164-174
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• 1996

This paper presents control and response characteristics of a continuously variable ER(electrorheological) damper for small-sized vehicles. The ER damper is devised and its governing equation of motion is derived from the bond graph model. The field-dependent yield shear stresses are distilled from experimental investigation on the Bingham property of the ER fluid. The distilled data are incorporated into the governing system model and, on the basis of this model, an appropriate size of the ER damper is manufactured. After evaluating the field-dependent damping performance of the proposed ER damper, the skyhook control algorithm is formulated to achieve desired level of the damping force. The controller is then experimentally implemented and control characteristics of the ER damper are presented in order to demonstrate superior controllability of the damping force. In addition, response characteristics of the damping force with respect to the electric field with fast on-off frequency are provided to show the feasibility of practical application.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권2호
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• pp.347-354
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• 2000

This paper presents performance characteristics of a semi-active suspension featuring continuously variable ER (electro-rheological) dampers. These are evaluated through the field test of a passeng er car. Four ER dampers (two for front and two for rear part) are manufactured and their field-dependent damping properties are experimentally investigated. The damping force responses to step input fields are also identified by employing small size of high voltage amplifiers which are made adaptable to the field test. A skyhook controller considering the vertical, pitch and roll motions is formulated and incorporated with a car to be tested. The field test is then undertaken in order to evaluate both comfortability and steering stability showing bump, dive and squat responses.