• 한국항공우주학회지
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• 제37권2호
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• pp.166-174
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• 2009

본 연구에서는 횡단류 아음속유동장에서 연료가 여러 분사각도를 가지고 수직 분무시 나타나는 액주영역의 궤적과 분열지점에 관한 연구를 수행하였다. 직접 사진촬영 방법과 평면레이저유도형광(PLLIF) 기법으로 정방향 분사각도의 분무에서 액주영역의 궤적식과 분열지점까지의 거리에 대한 경험식을 도출하여 기존 연구결과와 비교 분석하고 대향분사의 액주 궤적식과 분열지점까지의 거리에 대한 경험식을 도출하였다. 실험을 통하여 액주영역의 궤적과 분열지점까지의 거리는 분사차압, 공기의 유속, 인젝터 지름 크기, 분사각도에 의하여 결정됨을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제2권1호
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• pp.13-20
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• 1998

다목적으로 활용할 수 있는 터보축엔진의 개발을 위한 정상상태 및 동적모사 프로그램을 개발하였다. 개발비, 개발시간, 개발위험도의 절감을 위해 가스발생기 부분은 성능이 잘 알려진 기존의 터어보제트 엔진을 활용하였으며 수명연장을 위해 터빈재질을 교체하고, Larson-Miller 곡선을 이용하여 약 3000hr 이상의 수명을 확보하기 위한 최대회전속도와 최대 터빈입구온도를 결정하였다. 추가되는 동력터어빈의 구성품 성능선도는 압축기 터어빈의 성능선도를 축척하여 사용하였다. 정상상태 성능해석에는 유량 및 일평형 방정식을 이용하였으며, 가스발생기와 동력터빈의 공회전 상태에서부터 최대 회전속도까지 동력터빈은 10% 간격, 가스발생기는 5%RPM 간격으로 해석하였다. 동적모사시에는 일정유량평형방법(Constant Flow Method : CMF)을 이용하였으며, 급 가속의 상황을 가정하고 연료유량이 Step 증가하도록 Scheduling 하였다. 이 때 터빈 입구온도에 오버슈트가 발생하여 제한온도를 초과하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.223.2-223.2
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• 2010

용융탄산염 연료전지(MCFC)는 $650^{\circ}C$에서 작동하는 고온형 연료전지 시스템이다. 이 시스템은 천연가스 등을 개질하여 생산된 수소를 바로 전기로 생산할 수 있는 시스템으로 열효율이 높으며, 현재 대체 발전시스템으로 각광을 받고 있다. MCFC는 개질방식에 따라 내부개질 방식과 외부개질 방식이 있다. 내부개질 방식은 수소를 생산하는 개질기가 스택내부에 장착된 형식으로 천연가스를 스택내부에서 개질하여 바로 전기를 생산하는 방식이다. 이 내부개질반응에 사용되는 촉매로는 알루미나에 담지된 니켈(Ni) 계열촉매이 주로 쓰이고 있다. 또한 내부개질촉매의 형태는 작은 원주형의 촉매형태로 성형되어 사용된다. 이 성형된 촉매의 크기가 바로 내부개질 스택의 크기를 결정하는 중요한 요소이다. 그래서 촉매의 크기는 되도록이면 작게 성형하는 것이 중요하다. 그러나 촉매의 크기가 너무 작으면 촉매를 성형하는데 큰 어려움이 생기게 된다. 본 연구에서는 니켈 촉매를 공침법이 아닌 균일용액침전법을 이용하여 제조하였으며, 이 촉매를 이용하여 지름이 약 2 mm 이하로 촉매를 압출성형하는 방법을 연구하였다. 먼저 요소(urea)를 이용한 균일용액침전법으로 촉매를 제조하였다. 최적의 촉매 합성조건을 살펴보기 위해서, 반응 온도를 80, 85, 90, 95, $100^{\circ}C$로 변화 시키면서 제조된 촉매의 특성을 살펴보았다. 그리고 촉매의 적절한 니켈 양을 알아보기 위해서 니켈의 양을 30, 40, 50, 60, 70 wt%로 변화 시켰으며, 조촉매로 사용되는 MgO 양을 5, 10, 15, 20 wt%로 변화 시켜서 제조된 촉매의 특성을 살펴보았다. 물성을 비교하기 위해서, X-선 회절분석(XRD) 및 TPR, 물리화학흡착을 하였다. 그 결과 침전반응온도가 $80^{\circ}C$에서 촉매가 가장 좋은 물성을 보였으며, 우수한 개질성능을 보였다. 그리고 촉매 활성물질인 니켈의 함량은 50 wt% 정도가 가장 적절한 함량이었으며, MgO의 함량이 15 wt%일 때 가장 우수한 물성과 개질 성능을 보여주었다. 이 촉매들은 공침법으로 제조된 상용촉매와 비교하였을 때, 보다 우수한 물성과 개질성능 보였다. 그래서 이 촉매를 균일침전법을 이용하여 대량으로 제조한 다음 압출성형 방법을 이용하여 촉매를 원주형으로 제조하였다. 먼저 제조된 촉매는 별도의 분쇄작업(볼밀 혹은 제트밀)을 거치지 않아도 입자사이즈가 약 $4{\mu}m$ 수준이 나오도록 촉매 제조조건을 조절 하였다. 그리고 소량의 Methyl cellulose(MC) 바이더와 물만 사용하여 촉매를 혼합한 다음 스크류 압출기를 이용하여 촉매를 성형하였다. 이 촉매는 지름이 약 2 mm 이하로 제조할 수 있었으며, 기계적 강도는 타정기로 성형한 상용촉매보다 우수하였다. 그리고 촉매 성능 또한 상용촉매와 비교하였을 때, 우수한 성능 보였다. MCFC용 내부개질 촉매로 균일용액침전법을 사용한 촉매가 적합하다고 판단되며, 압출성형에도 적합하다고 판단되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권5호
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• pp.481-488
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• 2013

10 %의 암모니아가 첨가된 메탄 연료의 비예혼합 확산화염에서, 산소/이산화탄소 및 산소/질소의 산화제 내에 산소 비율의 변화에 따른 질소산화물($NO_x$)의 생성 특성을 실험 및 수치해석적으로 조사하였다. 동축류 제트 화염의 실험에서, 산소/이산화탄소의 산화제인 경우, 측정된 $NO_x$은 산소 비율의 증가에 따라 약간 증가하는 경향을 보였다. 반면에, 산소/질소의 산화제인 경우, $NO_x$은 0.7의 산소 비율에서 최대로 측정되었으며, 산소 비율에 따라 비단조적인 경향을 보였다. 결과적으로, 암모니아가 첨가된 메탄 화염에서 배출되는 $NO_x$는 일반 공기의 조건보다 순산소 연소 조건의 경우가 더 크게 측정되었다. 한편, 다양한 산화제의 조건에 대하여 $NO_x$ 생성 특성을 분석하기 위해서, 동일한 화학반응 메커니즘을 적용하여 1 차원 및 2 차원의 수치해석을 수행하였다. 그 결과, 산소/질소의 산화제에서 2 차원의 수치해석 결과가 실험적으로 측정된 $NO_x$의 배출 특성을 비교적 잘 예측하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.194-194
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• 2011

현대 사회에서 차량을 비롯한 선박, 항공기와 같은 각종 수송수단들은 그 용도와 형태도 다양하고 널리 보급되어있을 뿐만 아니라 각 분야에서 없어서는 안 될 필수품이 되어 있다. 그러나 수송수단의 수와 활용빈도수가 증가함에 따라 그로 인한 차량화재, 선박화재 그리고 항공기화재 등과 같은 특수화재의 발생에 따른 재산 및 인명피해의 문제점들도 함께 늘어나고 있는 실정이다. 2009년 기준, 1년 동안의 전체 화재발생건수 47,071건 가운데 차량화재의 발생건수가 5,958건으로서 전체의 12.6% 정도를 차지하였다. 그뿐만 아니라 차량 내장재의 주 재질은 가연성을 지닌 열가소성 합성수지들로서 화재가 발생하였을 경우, 다량의 가연성 가스 및 독성가스를 방출하기 때문에 인명 및 재산 피해를 증가시키는 문제점을 갖고 있다. 하지만 아직까지도 이와 같은 수송수단에 대한 화재를 예방하거나 피해를 최소화할 수 있는 화재진압대책 등에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하고 과학적이며 체계적인 대응방안을 수립하기 위한 기초 자료를 확보하고 이를 통한 수송수단의 화재안전성을 분석하고자 각종 수송수단에서 사용되는 오일을 대상으로 연소특성 분석 및 화재하중에 관한 연구를 수행하였다. 분석 대상 오일은 연료용과 부속용 오일로 크게 분류되며, 연료용 오일로는 차량용 경유와 휘발유 그리고 군용차량용 경유, 항공기용 백등유와 제트유, 선박용 고유황경유 등을 선정하였다. 부속용 오일로는 브레이크오일, 파워오일, 엔진오일, 자동변속기오일, 수동변속기오일을 대상으로 각각 일반용과 고급형 2가지씩 시료를 선정하여 분석을 수행하였다. 분석방법은 대상오일들의 기초물성을 고찰하기 위해서 비중계를 이용하여 각 시료들의 비중을 측정하였으며, 문헌으로부터 끓는점, 어는점 및 점도 등을 조사하였다. 또한, 대상오일들의 착화특성을 살펴보고자 콘칼로리미터와 인화점 측정기 및 발화점 측정기 등을 이용하여 발열량, 착화시간, 발연량, 발화점, 인화점 등을 측정하였다. 대상오일들의 물성 및 착화특성에 대한 측정결과를 살펴보면, 비중은 $725.8{\sim}1072.0kg/m^3$ 정도의 값을 나타냈고, 인화점은 영하의 인화점을 갖는 휘발유의 경우, 장비의 특성상 분석이 곤란하여 측정하지 못하였으며, 다른 시료들은 $45.3{\sim}266.6^{\circ}C$정도의 값을 나타냈다. 발화점은 $325.7{\sim}600.6^{\circ}C$정도의 값을 갖는 것으로 나타났다. 따라서 이와 같은 결과들을 활용하면 차량, 선박, 항공기 등에 대한 화재발생과 관련된 화재안전성을 분석하고 이를 통한 수송시스템의 화재에 대한 예방 및 대응 방안의 효율성을 높일 수 있을 것으로 생각된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권3호
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• pp.309-319
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• 2011

질소 희석된 프로판 부상화염에서 열손실에 의한 자기진동을 기초로 화염안정화선도를 도출하기 위하여 노즐직경 0.3 mm, 1.0 mm에서 실험적 연구를 수행하였다. 예혼합화염에서 확산화염으로의 전도 열손실에 의한 자기진동 및 매연 복사에 의한 자기진동을 관찰하였다. 0.1 Hz보다 낮은 주파수 성향을 띄는 열손실에 의한 자기진동은 제안된 메커니즘에 의해 잘 묘사되었고 반면 매연복사에 의한 자기진동은 O(0.1 Hz)의 주파수 범위를 나타내었으며 제안된 메커니즘은 항온항습실 실험을 통해 입증하였다. 질소 희석된 프로판 부상화염에서 관찰된 열손실에 의한 자기진동의 특성화는 관련된 변수 및 스트라훌 수에 의해 잘 묘사되었다.

• 한국제4기학회지
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• 제32권1_2호
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• pp.30-40
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• 2018

화석연료 사용 증가에 의해 북극은 다른 지역보다 온난화가 2-3배 빠르게 진행 중이며 이를 '북극 온난화 증폭'이라 한다 (Overland et al., 2017; Goose et al, 2018). 북극 온난화 증폭과 관련하여 북극 해빙은 급격히 줄고 있고, 그린랜드 빙하도 연안을 중심으로 빠르게 녹고 있다 (State of Climate, 2018). 그렇지만 남극은 기후변화의 양상이 북극과 다르게 나타나는데, 남극 반도와 서남극은 온난화가 빠르고 해빙과 육상 빙하의 감소도 두드러진데 반해 동남극은 온난화가 거의 없고 해빙과 육상빙하는 약간 증가 추세에 있다. 서남극과 동남극이 이와 같이 대조적으로 반응이 나타나는 원인은 아문젠해 저기압 강화(deepening)에 따른 시계방향의 순환 증가로 따뜻한 해양성 공기가 남극 반도와 서남극으로 유입되면서 서남극의 기온은 올라가는 경향을 보이는데 반해, 동남극은 차고 냉각된 남극 대륙의 공기가 로스해 쪽으로 불어나오며 수온을 낮추고 해빙을 확장시키는 역할을 한다. 또한 성층권 오존 농도 감소에 따라 남극 주변을 시계 방향으로 도는 제트기류가 강화됨에 따라 동남극은 약간의 냉각화가 나타나는 것으로 여겨진다. 본 연구에서는 최근 남극의 기후변화가 북극과 다르게 나타나는 현상을 살펴보고 가능한 이유를 고찰해 보고자 한다.