• Membrane Journal
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• v.20 no.1
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• pp.29-39
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• 2010

This study focuses on the modeling of DMFC to predict the characteristics and to improve its performance. This modeling requires deep understanding of the design and operating parameters that influence on the cell potential. Furthermore, the knowledge with reference to electrochemistry, transport phenomena and fluid dynamics should be employed for the duration of mathematical description of the given process. Considering the fact that MEA is the nucleus of DMFC, special attention was made to the development of mathematical model of MEA. Multiscale modeling is comprised of process modeling as well as a computational fluid dynamics (CFD) modeling. The CFD packages and process simulation tools are used in simulating the steady-state process. The process simulation tool calculates theelectrochemical kinetics as well as the change of fractions, and at the same time, CFD calculates various balance equations. The integrated simulation with multiscal modeling explains experimental observations of transparent DMFC.

• Journal of KSNVE
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• v.5 no.3
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• pp.275-283
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• 1995

본 글에서는 지능구조물의 개념설명과 더불어 ERF의 특성, ERF를 함유란 함유 한 지능구조물 시스템의 구성, 동적 모델링과 진동제어 그리고 그 응용성에 관한 연구 현황과 방향에 대해 살펴보았다. 설명한 바와 같이 지능구조물은 새로운 차원의 신생 하는 첨단분야로서, 소음 및 진동에 관련된 무한한 잠재력과 다양한 응용성으로 미루 어 볼때 아주 매력적인 연구 분야이다. 그러나, 여러 응용 시스템의 상품화 단계로의 도약에 있어서 각 시스템 구성 요소 분야별 해결해야할 연구 사항들이 있다. 먼저, 액추에이팅을 수행하는 ERF 자체의 내구성 문제로서 고온에서 ERF의 효과 하락과 장시간 사용시 ERF에 의한 마멸, 고체 입자의 침전에 의한 초기 상태 불안정 등이 있다. 아울러 기존의 장치의 성능을 능가하기 위해 보다 큰 효과를 나타내는 새로운 차원의 ERF개발이 요구된다. 그리고 센서기술 분야에서는 호스트 재료에 보다 쉽게 결합이 되고 여러가지 형태의 요구조건을 만족시킬 수 있으며 외부 환경조건에 강건 하고 다양한 센서 개발이 요구된다. 또한, 보다 일번적인 동적 모델링을 통해 적용 시스템에 적합하고 강건한 제어기에 대한 연구가 진행되어야 한다. 마지막으로 능동 제어기를 실제로 구현하기 위한 호스트 재료 각 요소마다 센서의 설치, 페회로 피드백 시스템 장착, 상호간의 인터페이스 등의 기술 발전이 요구되며, 아울러 보다 효율적 인 시스템의 성능 특성을 실현할 수 있는 호스트 재료와 기계 메카니즘이 필요로 된다. 이상의 설명에서 알 수 있듯이 지능구조물에 대한 연구는 어느 한 분야에서만 아니라 기계, 전기전자, 토목, 물리, 재료과학 등 통합형식에 의한 접근 방향으로 추진되어야 할 것이다.서 세탁기의 진동 소음을 저감시키기 위해 진동 소음원에 대해 논술하고, 진동해석을 위해 컴퓨터 시뮬레이션 결과를 이용한 저진동 기술 개발에 대하여 기술하고자 한다.rotary piston)식 압축기는 약 20여년 전 부터 냉방용 압축기에서부터 널리 쓰이게 되었다. 약 10여년전부터 상용화 된 스크롤(scroll) 형 압축기도 현재 상대적으로 용량이 큰 가정용 냉방기를 중심으로 많이 쓰이고 있다. 스크류형 압축기는 보통 중대형 상업용에 주로 쓰인다. 해결하려 하였고, 수치해석은 피스톤의 운동을 배제한 단순화한 흡배기계의 정상상태 유동해석이 주를 이루어왔다. Taghaui and Dupont 등[5]은 KIVA코드를 사용하여 흡기포트와 연소실 그리고 밸브의 움직임을 동시에 고려한 수치해석을 도입하였다. 하지만 이들이 밸브의 운동을 고려하기 위해 사용한 이동격자는 격자점은 시간에 따라 변화하지만 그 격자의 수가 일정하게 유지되어 있어서 밸브의 완전개폐를 해석할 수가 없다. 강희정[6]은 단일 실린더와 단일 배기밸브를 갖는 문제로 단순화하여 피스톤과 밸브의 움직임을 고려하므로써 배기행정 후 소음이 어떻게 전파해 나가는가를 연구하였다. 본 연구에서도 최소밸브간격과 최대밸브간격 사이에서만 계산이 가능하나 흡기의 경우는 밸브가 닫힐 때 생기는 압력파가 중요하므로 실린더와 밸브사이에 벽면조건을 주어 밸브의 개폐를 모사하였다.술을 보유하고자 한다. 이용한 해마의 부피측정은 해마경화증 환자의 진단에 있어 육안적인 MR 진단이 어려운 제한된 경우에만 실제적 도움을 줄 수 있는 보조적인 방법으로 생각된다.ofile whereas relaxivity at high field is not affected by τS.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.16 no.1
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• pp.15-20
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• 2015

The objective of this study was to examine numerically the heat transfer and flow characteristics of the heat pipe with a wick using the simplified heat transfer model to enhance the cooling effects of high heat flux devices and minimizing the energy consumption for electric vehicles. The heat pipe with a wick was analyzed using commercial software with COMSOL and water was used as the working fluid. The velocity and temperature characteristics of the heat pipe were simulated numerically along the heat pipe and the local and average Nusselt numbers were calculated. As a result, the driving force occurred because of the temperature difference between the hot side and the cold side. The heat transfer of the heat pipe occurred from the hot side to the cold side and increased toward the center position. In addition, the average Nusselt numbers were 1.88 for the hot side and 0.1 for the cold side, and the maximum Nusselt number was 4.47 for the hot side and 0.7 for the cold side.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.443-443
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• 2010

액체 표면을 전극으로 하는 플라즈마 방전은 생물학적 살균, 분해 처리 등에 필요한 UV 및 화학적 활성종의 생성에 유리하여 널리 활용되고 있다. 하지만 그 특성 등에 관한 연구는 액체막의 유동 및 기하학적 구조 상 진단의 제한으로 인하여 아직 미비한 상태이다. 전해질 내 방전은 전극 표면의 기포 막 에 인가되고 그 두께에 따라 변한다. 따라서 본 연구에서는 액상 전해질의 인가 전압 및 점성도를 독립적으로 조절하여 기포 막 크기와 인가 전력간의 관계와 이에 따른 전해질 내 플라즈마의 특성이 음극 글로우 방전임을 밝혔다. 실험에서는 전기 전도도 1.6-3.2 S/m의 NaCl 수용액 전해질에 양극성 전극을 삽입하고 350 kHz의 전압을 인가하여 플라즈마를 발생하였다. 인가된 전압은 230 - 280 V이며 전해질의 점성도는 젤라틴을 첨가하여 1E-4-1.1 kg/m${\times}$sec로 조절하였다. 기포 막의 두께 및 변화는 고속카메라를 통하여 관측하였으며 인가되는 전압 및 전류는 고전압 프로브와 전류 프로브를 통하여 관찰하였다. 기포 막은 전극표면에서 막 비등을 통하여 발생됨을 밝혔다. 인가 전력과 손실 열에너지간의 비율에 따라 기포막은 수축과 확장의 진동을 반복하였으며 전기 유체적 모델을 통하여 기포 막의 동적 거동에 따른 플라즈마에 인가된 전력의 변화를 정량적으로 분석할 수 있었다. 기포 막의 평균적인 두께는 인가 전압과 비례하여 약 $150\;{\mu}m$에서 $200\;{\mu}m$로 증가하였으며 진폭은 점성의 증가 시 약 $50\;{\mu}m$에서 $20\;{\mu}m$로 감소하였다. 순간적인 플라즈마 인가 전력은 평균적인 두께에 따른 평균적인 두께에 대해서는 15 - 20 W의 변화를 보였으나 진폭의 감소 시 17 - 70 W의 보다 큰 폭으로 증가하였다. 이를 통하여 점성도가 큰 조건에서 기포 막의 확장이 억제되어 방전이 유지됨을 알 수 있었다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.40 no.4
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• pp.316-329
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• 2012

In this paper, optimum design process of ICP (Inductively Coupled Plasma) torch, which has been used widely in aerospace application, such as supersonic plasma wind tunnel, is presented. For this purpose, the behaviors of equivalent circuit parameters (equivalent resistance and inductance, coupling efficiency) were investigated according to the variations of torch design parameters (frequency, $f$, confinement tube radius, $R$ and coil turn numbers, $N$) in the basis of analytical and numerical MHD (Magneto Hydro-Dynamics) models combined with electrical circuit theory. From the results, it is found that equivalent resistance is increased with the increase of $f$ values but vice versa for equivalent inductance. For elevated values of $R$ and $N$, however, both parameters tend to increase. Based on these observations, ICP torch with a power level of 10 kW can be optimized at the design ranges of $f$=4~6 MHz, $R$=17~25 mm and $N$=3~4 to maximize the electrical coupling efficiency, which is the ratio of equivalent resistance to equivalent inductance.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.13 no.1
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• pp.51-57
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• 2009

In this study, a new topology optimization method is developed to design heat-dissipating structure with forced convection. To cool down electrical devices or mechanical machines, two types of convection models have been widely used: the natural convection model with a large Archimedes number and the forced convection with a small Archimedes number. In these days, lots of engineering application areas such as electrochemical conversion devices (Fuel cell) or rocket propulsion engines adopt the forced convection to dissipate the generated heat. Therefore, to our knowledge, it becomes an important issue to design flow channels inside which the generated heat dissipate. Thus, this paper studies optimal topological designs considering fluid-heat interactions. To consider the effect of the advection in the heat transfer problem, the incompressible Navier-stokes equation is solved. This paper numerically studies the coupling phenomena and presents optimal channel design considering forced convection.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.31 no.5
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• pp.522-528
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• 2011

Artificial basilar membranes made of PVDF(polyvinylidene fluoride) are manufactured using microfabrication processes. The mechanical behavior of PVDF artificial basilar membrane was measured to evaluate its performance as a mechanical frequency analyzer using scanning LDV(laser Doppler vibrometer). The experimental setup consists of the microfabricated artificial basilar membrane, a loud speaker connected to an amplifier for generating acoustic pressure of specific spectral pattern, and a scanning LDV with controlling unit for measuring the displacement of the membrane on the incoming acoustic stimulation. The microfabricated artificial basilar membrane was attached tightly upon a package containing a chamber which can be filled with silicone oil before placed on the experimental setup stage. The experiment results showed that the microfabricated artificial basilar membrane has a property as a mechanical frequency analyzer.

• Particle and aerosol research
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• v.9 no.2
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• pp.103-110
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• 2013

The electrostatic precipitator (ESP) has been used for degrading atmospheric pollutants. These devices induce the electrical forces to facilitate the removal of particulate pollutants. The ions travel from the high voltage electrode to the grounded electrode by Coulomb force induced by the electric field when a high voltage is applied between two electrodes. The ions collide with gas molecules and exchange momentum with each other thus inducing fluid motion, electrohydrodynamic (EHD) flow. In this study, for the simulation of electric field and EHD flow in ESPs, an open source EHD solver, "espFoam", has been developed using open source CFD toolbox, OpenFOAM(R) (Open Field Operation and Manipulation). The electric potential distribution and ionic space charge density distribution were obtained with the developed solver, and validated with experimental results in the literature. The comparison results showed good agreement. Turbulence model is also incorporated to simulate turbulent flow; hence the developed solver can analyze laminar and turbulent flow. In distributions of electric potential and space charge, the distributions become distorted and asymmetric as the flow velocity increases. The effect of electrical drift flow was investigated for different flow velocities and the secondary flow in a flow of low velocity is successfully predicted.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.23 no.1
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• pp.54-61
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• 2019

As the market for portable electronic devices expands, the demand for Lithium Ion Battery (LIB) is also increasing. LIB has higher efficiency than other secondary batteries, but there is a risk of explosion / fire due to thermal runaway reaction. Especially, Electric Vehicles (EV) equipped with a large capacity LIB cell also has a danger due to a large amount of toxic gas generated by a fire. Therefore, it is necessary to analyze the risk of toxic gas generated by EV fire to minimize accident damage. In this study, the flow of toxic gas generated by EV fire was numerically analyzed using Computational Fluid Dynamic. Scenarios were established based on literature data and EV data to confirm the effect distance according to time and exposure standard. The purpose of this study is to analyze the risk of toxic gas caused by EV fire and to help minimize the loss of life and property caused by accidents.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.24 no.6
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• pp.143-154
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• 2020

The mathematical modeling applying experimental coefficients to a conventional model was validated through the hydraulic test for the components and the full system of a small-sized liquid rocket engine's propellant supply system. According to the simulations, pressures difference for the fluid resistance components and the pump were mainly predicted. In order to improve the modeling accuracy, the loss coefficients obtained by the empirical method were applied to the modeling. Based on the governing equation of the flow or the well known empirical equation, the method of deriving the empirical coefficients was summarized and the coefficients were presented for the commercial products used in this study. The prediction results by modeling were in good agreement with the experimental data. Through the comparison with the experimental data, the factors affecting the accuracy of the simulation were analyzed and improving methods of the accuracy was proposed.