• 대한기계학회논문집B
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• 제37권8호
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• pp.775-780
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• 2013

일반적으로 전기자동차(Electric Vehicle, EV)의 배터리로는 리튬-이온 전지가 많이 사용된다. 리튬-이온 전지는 충전이 가능한 이차 전지의 일종으로 마이크로 스케일의 극판과 분리막이 반복하여 적층된 구조를 가지고 있다. 이와 같은 미세구조로 인해 상세해석모형을 적용하는 것은 지나치게 많은 비용이 소모되는 일이다. 본 연구에서는 리튬-이온 전지를 하나의 등가물성으로 나타내는 방법을 제시하고 있으며, 185.3Ah 전지와 20Ah 전지에 이를 적용하여 그 결과를 이전자료와 비교하고 있다. 또한 집중용량법을 적용한 계산 결과를 함께 제시하여 유한요소법(FEM)이나 유한체적법(FVM)의 사용 없이 손쉽게 전지의 열적 거동을 확인할 수 있는 방법을 제시하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권3호
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• pp.325-331
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• 2011

내환경 시험시 시험물체가 요구시험온도가 되게 온도시험조를 가열 또는 냉각하는 계단형 온도시험 프로파일에서 적정 촉진온도 유지시간을 예측하는 집중용량법에 의한 새로운 해석적 방법을 제안하였다. 해석은 주어진 온도시험조건에 대해 시험시간을 줄이고 에너지를 절약하는 촉진시간이 존재함을 보여주고 있다. 이론결과는 작업소재로 강을 사용한 몇 가지 실험결과와 비교적 잘 부합하고 있다. 제안된 적정촉진시간은 동일재료에 대해 시편의 질량/표면적비와 근사적으로 비례한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.824-828
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• 2004

고도의 산업화로 인해 지구 온난화(global warming) 현상이 기후변화에 급격한 영향을 미치고 있다. 이러한 기후변화로 최근 여름철에는 주로 집중호우 및 태풍으로 인하여 용수량이 초과하여 자연재해까지 영향을 미치나 그 외의 계절에는 가뭄에 의한 피해가 심각하여 용수량을 확보하기 위해 댐을 건설하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 댐 위치 및 용량, 댐건설 후 미치는 영향을 3차원 GIS를 이용한 물관리시스템을 개발하여 설계시 미리 모의 실험함으로써 효율적인 댐관리에 도움을 주고자 한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권7호
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• pp.545-552
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• 2021

최근 기후변화로 인하여 빈발하는 수재해는 다목적댐의 운영 및 관리에 있어서 큰 부담으로 다가오고 있으며, 특히 2020년의 집중호우는 댐 관리에서의 홍수조절이 부각되는 계기가 되었다. 본 연구의 목적은 댐 관리자가 별도의 분석없이 홍수조절을 위한 용량과 목표수위를 간편하게 추정할 수 있는 방법론을 제시하는데 있다. 이를 위하여 일 단위의 댐 유입량과 방류량 계열에 빈도대응법을 적용하여 동일 재현빈도를 가지는 누적확률분포쌍으로 유도한 후 홍수유입량의 비율로 표현되는 홍수유입 대비 저류체적비 관계를 유도하고 그 특성을 분석하였다. 연구결과에 따라서, 소양강댐은 홍수유입체적의 45%, 충주댐은 홍수유입체적의 39%를 평균적으로 일시 저류함으로서 홍수조절에 기여하는 것으로 나타났다. 또한, 홍수유입 대비 저류체적비를 활용하여, 댐 홍수유입량을 기준으로 필요한 홍수조절용량과 목표수위를 간편하게 추정하기 위한 방법론과 도표를 제시하였다. 본 연구에서 제시된 방법과 기상청의 강우예측을 통하여 댐의 홍수조절을 위한 목표수위를 추정하는데 참고자료로서 활용 가능할 것으로 판단된다.

• 환경영향평가
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• 제12권3호
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• pp.121-135
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• 2003

1999년 7월 청주권을 비롯한 7개 지방중소도시권은 친환경적 도시기본계획을 수립한 후 개발제한구역을 해제하도록 하고, 수도권을 비롯한 7개 대도시권은 보전가치가 낮은 지역을 위주로 부분적으로 해제하도록 하였다. 그리하여 표고, 경사도, 농업적성도, 식물상, 임업적성도, 수질 등 6개 항목에 대한 환경평가를 통해 개발제한구역에 용도지역이 지정되었다. 청주시의 경우 환경평가와 주민의견 반영 후 도시계획재정비에 따라 용도지역이 지정되었으나, 평지나 산림생산성이 떨어지는 곳은 낮은 환경등급을 받아 개발이 가능한 용도지역이 지정됨으로써 벨트형 녹지 유지가 어려워져, 시가지 팽창, 대전과 연담화, 도시 허파기능 상실 등의 가능성이 커지게 되었다. 따라서 청주권 개발제한구역의 시가화 영향을 토지피복, 지목, 용도지역 등의 변화를 통해 살펴보고, 6개 항목에 대한 환경평가 과정상 문제점을 고찰한 후, 개발제한구역의 해제 영향을 도시성장측면과 환경용량평가를 통해 규명하고, 전략환경평가의 적용방안을 모색하고자 한다. 전략환경평가의 시행을 위해서는 먼저 오염총량관리제, 국토의 계획 및 이용에 관한 법률에 의한 개발밀도관리구역, 수도권정비계획법에 의한 인구집중시설에 대한 개발총량규제 등이 반영되어야 할 것이다. 그리고 이미 시행중인 개발사업 및 개발계획중인 사업에 대한 누적영향평가와 함께 해당 지역에 대한 환경용량평가가 이뤄져야 하고, 아울러 개발제한구역 해제지역에 대한 사전환경성검토업무편람의 내용을 토대로 하여 환경평가항목에 대한 스코우핑, 환경평가 지표 개발이 이뤄져야 할 것이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권2호
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• pp.205-215
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• 2001

An experimental study has been performed to investigate the heat transfer characteristics of fin and tube heat exchanger. The existing transient and steady methods are very difficult to apply for the measurements of heat transfer coefficients of a thin heat transfer model. In this study the lumped capacitance method was adopted. The heat transfer coefficients were measured by using the lumped capacitance method based on the liquid crystal thermography. The method is validated through impinging jet and flat plate flow experiments. The two experiments showed that the results of the lumped capacitance method with polycarbonate model showed very good agreements with those of the transient method with acryl model. The lumped capacitance method showed similar results regardless of the thickness of polycarbonate model. The method was also applied for the heat transfer coefficient measurements of a fin and tube heat exchanger. The quantitative heat transfer coefficients of the plate fin were successfully obtained. As the frontal velocity increased, the heat transfer coefficients were increased, but the color-band shape showed similar patterns regardless of frontal velocity.

• 대한기계학회논문집B
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• 제33권8호
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• pp.596-603
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• 2009

The performance of proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) is seriously changed by the humidification condition which is intrinsic characteristics of the PEMFC. Typically, the humidification of fuel cell is carried out with internal or external humidifier. A membrane humidifier is applied to the external humidification of residential power generation fuel cell due to its convenience and high performance. In this study, a simple static model is constructed to understand the physical phenomena of the membrane humidifier in terms of geometric parameters and operating parameters. The model utilizes the concept of shell and tube heat exchanger but the model is also able to estimate the mass transport through the membrane. Model is constructed with FORTRAN under Matlab/$Simulink^{(R)}$ $\Box$environment to keep consistency with other components model which we already developed. Results shows that the humidity of wet gas and membrane thickness are critical parameters to improve the performance of the humidifier.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권6호
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• pp.505-511
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• 2015

고체 산화물 연료전지는 $800{\sim}1000^{\circ}C$의 고온에서 작동한다. 고온 작동은 효율에 유리하지만 재료 요구 조건, 신뢰성, 열팽창 문제 등이 발생하여 온도 제어가 중요하다. 본 연구에서는 연료전지 시스템의 열관리를 위한 상태 공간 제어기를 설계하고 응답 특성을 확인하였다. 연료전지 스택과 열관리 핵심부품인 촉매연소기는 집중 용량법을 이용한 과도 응답 모델을 개발하였고, 구성품과 통합하여 정적 운전 특성을 확인하였다. 개발된 비선형 시스템을 정격 운전 조건에서 다중 입력과 출력이 가능한 상태 공간 식으로 선형화하였다. 부하에 따라 응답특성이 현저하게 달라지는 특성을 제어하기 위해 LQR 제어기를 설계하여 궤환 제어 시스템의 온도를 제어하였다. 상태 궤환 제어기가 적어도 두 개의 제어 게인을 가지고 운전 영역에 따른 응답을 보여줄 때, 원하는 온도 응답을 나타냄을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.239-246
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• 2007

한국 전력 계통의 가장 큰 문제점은 수도권의 부하 집중으로서, 서울과 경기도를 비롯한 수도권의 부하량은 전체 전력 소비량의 약 40%를 차지하는 반면 이들 지역의 발전량은 전체 전력 발전량의 약 16%에 불과하다. 이러한 수도권의 전력 수급에서의 불균형은 수도권이 아닌 다른 지역에서의 전력 전송을 필요로 한다. 이러한 장거리 전력 전송은 유효 전력에서의 손실 증대, 국지적인 무효 전력 불균형으로 인한 송전 용량 제한, 고장 용량의 증대 등을 일으키게 된다. 이를 해결하기 위해 고려할 수 있는 가장 간단한 방법은 수도권 내의 발전소 신설 또는 대용량 송전 선로의 추가 설치이다. 그러나 수도권은 과도한 인적 물적 자원의 밀집으로 인하여 대규모 발전소 및 송변전 설비의 건설을 위한 토지 조달 등에 어려움이 있고 또한 인구 밀집 지역에서는 공해와 같은 환경적 문제와 혐오 시설 기피 등의 사회적 문제로 인하여 현실적으로 발전소 또는 송 변전 설비의 건설은 불가능한 실정이다. 따라서 대규모 설비의 건설에 의한 문제 해결 보다는 기존 설비의 활용도를 증대시키는 방향으로의 접근법이 요구된다. 본 연구에서는 기존 송전 선로의 활용도 증대를 고려한 HVDC의 적용 방안을 개발하고자 하며, 이를 위한 시뮬레이션 모델의 개발 및 해석을 다루고 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권12호
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• pp.761-768
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• 2016

분리막을 이용한 탄화수소계 가스의 종 분리는 화학적 방법에 비해 공정 구성이 용이하고, 유지 보수가 쉬우며 또 경제성이 우수하다. 분리막 기술의 발전과 함께 다양한 응용이 가능하지만, 이를 위한 체계적인 공정 연구를 위한 해석 방법은 다양하지 않다. 본 연구에서는 상용 프로그램에서 제공하는 유저 루틴을 이용해 분리막의 공정 해석을 하기 위한 분리막 물질 전달 모델을 개발하였다. 모델 개발에서는 집중용량법, 다중 셀 기법, 그리고 차분형 모델링 기법을 비교하여 각각의 특징을 분석하였으며, 확장성과 정밀도가 우수한 차분형 모델링 기법을 최종 모델로 선정하였다. 선정모델을 이용해 분리막의 가스 투과율에 영향을 주는 인자인 투과율, 투과면적, 양단 압력차, 투과 유량 등에 대한 기초 해석을 수행하였다. 이를 통해 압력비가 높아지게 되면 투과율은 점진적으로 향상되지만, 실제 선택도는 압력비 상승에 대해 최적점이 존재함을 알 수 있으며, 투과율도 최적점이 존재하였다.