• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.04a
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• pp.9-9
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• 1998

가스터빈 연소기의 난류유동장을 구성하는 기본적인 유동형태는 크게 밀폐관내의 돌연 확대를 가지는 동축제트, 선회유동, 그리고 연소공기공 및 회석공기공을 통해 연소실에 수직방향으로 유입되는 제트유동 등으로 분류할 수 있다. 실제 가스터빈 연소기내의 난류유동장을 수치해석하기 위해서는 임의의 형상을 갖는 3차원 유동장을 모사할 수 있는 수치해석법과 고차정확도를 유지하면서도 수렴안정성을 만족시키는 대류항 처리기법 등과 같은 수치모델의 개발이 선행되어야 하며, 이와 함께 복잡한 난류연소유동장을 정확히 묘사할 수 있는 난류모델 및 난류연소모델의 개발 및 검증이 가장 중요한 요인이 된다. 또한 가스터빈 연소기의 최적 설계는 넓은 작동구간에서 높은 효율, NOx 및 CO 배기량의 저감, 희박연소 가연한계의 확장, 연소계통에서의 낮은 압력강하, 낮은 연소벽면온도와 온도구배를 유지시키기 위한 공기에 의한 충분한 냉각 같은 서로 상충되는 설계조건을 만족해야 한다. 그리고, 이러한 상충된 연소설계조건들을 충족시키는 최적 연소기의 설계를 위해서는 실험적인 연구뿐만 아니라 연소기내의 물리적인 현상을 잘 반영할 수 있는 물리적 모델을 바탕으로 한 연소유동의 해석적인 연구를 필요로 한다. 본 연구에서는 원통형 가스터빈 연소기의 등온 및 연소유동장, 그리고 연소기와 연결되는 Scroll 내부의 난류유동장에 대한 수치해석을 수행하여 수치 및 물리모델의 예측능력을 검증하였고, 가스터빈 연소유동장 해석에 관련된 중요 논점들에 대하여 심도있게 분석하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.185-185
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• 2016

일반적인 송 배수시스템의 운영은 지대가 높은 곳에 위치한 배수지(tank)에 용수를 저장한 후, 자연유하에 의해 수요절점으로 용수를 공급한다. 이때 배수지에 용수를 송수하기 위한 펌프장 운영에서 많은 전기에너지가 소모된다. 일반적으로 송수펌프의 운영은 다년간의 운영자료를 기반으로 운영자의 판단에 의해 이루어지거나, SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition)시스템을 통해 관측되는 배수지 수위를 기준으로 펌프 작동여부를 결정하고 있다. 본 연구에서는 이러한 기존 펌프운영방법을 개선하고 좀 더 효율적인 운영방법을 모색하기 위해 실시간 송수펌프 최적운영 모형을 개발하였다. 최적화 기법으로는 유전자 알고리즘(genetic algorithm)을 사용하였으며, 다양한 제약조건(operational constraints)을 적용하고 급수지역의 24시간 용수사용량을 미리 예측하여 실제 시스템의 운영형태와 근접하게 반영하였다. 또한 최적화 과정에서 상수관망해석 프로그램(EPANET)을 연계하여 수요절점의 수압조건 및 시스템의 운영상황을 모의하였다. 개발된 모형을 국내 P시의 광역상수도 시스템에 실제 적용하였으며, 현장 실시간 운영 데이터를 입수하여 전력사용량, 배수지수위, 이산화탄소 발생량 등을 비교, 분석하였다. 개발 모형을 이용하여 펌프운영을 실시하였을 경우, 기존의 운영방식과 비교하여 경제적/환경적으로 뚜렷한 개선 효과를 확인할 수 있었다.

• Solar Energy
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• v.15 no.3
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• pp.3-14
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• 1995

The Direct Contact heat Exchanger(DCHX) has been widely studied in the chemical industry for many years due to its inherent simplicity as a counter-current divice for heat and mass transfer. In many solar systems, the DCHX unit can be combined with the thermal storage unit, or alternatively, it can be used separately from the storage unit, much like an external(to storage) closed heat exchanger system. In the present work, the spray column type of direct contact heat exchangers are studied extensively to harness the solar energy for hot water and spaced heating. Some of the major considerations that are involved in the design of heat exchangers in this study are that : working fluid is a hydrocaabon(such as Texaterm) or water which is either lighter or heavier than storage medium. The experimental data have revealed some interesting characteristics concerning the application of DCHXs for solar energy utilization. These experiments are carried out in the line of solar heating system, major results are as follows : 1) the flow and aspect of working fluid drop for maxium heat transfer 2) efficiency and volumetric heat transfer coefficient of D.C.H.X with a heavier working fluid are higher than those of D.C.H.X with a lighter working fluid.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.259-260
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• 2012

산업화가 발달됨에 따라 대기 오염 물질은 점차 증가하고 있는 추세에 있고 특히 기름 및 석탄 연소 보일러, 자동차, 제철, 시멘트 플렌트, 소각로 등은 미세 분진을 발생시키는 주원인이 되어 왔다. 최근 대기환경법은 오염 분진의 중량 규제로부터 $10{\mu}m$ 미만의 PM10에서 $2.5{\mu}m$ 미만의 PM2.5의 미세 분진에 대한 규제로 점차 심화되고 있으나, 이러한 미세분진은 고전적인 제거 방법으로는 매우 어려우며 고가의 HEPA 필터를 사용하여야 한다. 한편 코로나 방전을 이용하는 전기 집진은 미세 먼지 제거에 매우 효율적이어서 $1{\mu}m$ 미만의 미세 분지도 99%까지 제거가 가능하다는 장점이 있지만 입자크기가 클 경우에는 효율이 떨어지는 단점이 있다. 한편 사이클론 집진기는 매우 오래전부터 개발되어 사용되어 왔는데 가격이 저렴하고 운영비가 적게 들며 $10{\mu}m$ 이상의 먼지는 99% 이상 제거가 가능하여 산업현장에서 오랜 기간 사용되어 왔지만 입자크기가 $10{\mu}m$ 미만으로 가면 집진율이 급격히 떨어지는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 기존의 사이클론 집진기의 구조를 기본으로하여 사이클론 집진기 내부에 플라즈마 방전을 설치하여 원심력에 의한 집진과 코로나 방전에 의한 전기 집진을 동시에 수행할 수 있도록 하이브리드 사이클론 집진기를 제작하였다. 제작된 사이클론 집진기는 직경 30 cm 높이 120 cm의 사이클론 구조를 가지고 있으며 1 hp의 터보송풍기를 장착하여 $20m^3$/min 이상의 유량을 처리할 수 있도록 설계 제작되었다. 제작된 하이브리드 사이클론 집진기의 성능을 평가하기 위하여 $10m^3$의 체적을 가지는 테스트 챔버 내부에 사이클론 집진기를 설치하고 향을 태워 미세 먼지를 발생시킨 후 다양한 조건에서 집진 성능을 측정하여 보았다. 미세 먼지의 경우 사이클론을 작동시키지 않아도 테스트 챔버 벽면에 흡착되어 초기에는 급격히 감소하는 경향을 보여주나 일정 시간이 경과한 후에는 매우 느리게 감소하는 현상이 관찰 되었다. 코로나 방전을 하지 않고 오존 파괴기에 활성탄만 충진한 상태에서 사이크론을 작동시킬 경우 지속적으로 천천히 감소하는 경향을 보여주었으며, 코로나 플라즈마를 방전시킨 경우 미세 먼지는 HEPA filter를 장착한 것보다도 조금 빠르게 미세먼지를 제거하였다. 챔버 내부의 미세먼지가 초기 값의 1/10에 도달하는 시간은 코로나 방전 전류가 증가할수록 짧아지는 경향을 보여주었으며 최적 조건에서 100초 이내에 90% 이상 제거가 가능하였다. 하이브리드 사이클론 집진기는 집진 뿐 만 아리라 VOC 성분도 분해가 가능하여 유해물질을 제거하는 능력이 있다. 유해 가스 제거 능력을 실험하기 위하여 분진제거 실험에 사용된 챔버 안에 아세톤을 증발시켜 50 ppm이 되도록 한 후 다양한 조건에서 유해물질 제거 실험을 수행하였다. 미세먼지와는 달리 장비를 작동하지 않을 경우 매우 느리게 아세톤 농도가 감소하였다. 이는 미세 먼지와는 달리 흡착이 발생하지 않고, 측정 챔버 자체가 완전한 밀폐가 이루어지지 않아 자연적으로 조금씩 외부로 누출되기 때문으로 판단된다. 코로나 플라즈마만 방전시켰을 경우 초기 농도의 80%가 제거되는데 걸리는 시간은 약 28분 정도로 코로나 플라즈마가 VOC 제거에 효과가 있음은 확인하였으나 제거율이 그리 높지 않음을 알 수 있었다. 한편 오존 파괴를 위해 활성탄으로 충진 된 오존파괴기를 통과시킨 경우는 약 12분 경과 후 80%가 제거됨을 확인할 수 있었으나 그 이후에는 VOC의 감소가 매우 느리게 진행됨을 알 수 있었다. 한편 활성탄 대신 $MnO_2$ 복합촉매로 충진 된 오존파괴기를 통과한 경우 약 3분 정도 경과 후 80%의 아세톤이 제거됨을 관찰할 수 있었으며 코로나 플라즈마를 작동시키면서 $MnO_2$ 복합촉매로 충진 된 오존파괴기를 통과시킨 경우 약 2분 정도 경과 80% 이상의 아세톤이 제거되어 코로나 플라즈마와 복합촉매를 사용할 경우 VOC 성분이 효과적으로 제거됨을 알 수 있었다.

• Solar Energy
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• v.10 no.3
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• pp.35-45
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• 1990

An analytical equation to estimate the Rankine power cycle efficiency at maximum power for the given mass flow rates of heating and cooling fluids is derived. The accuracy of the result is shown by comparing the analytical values with those calculated one using detailed thermodynamic data. The results indicate that the thermal efficiency at maximum power depends primarily on the initial temperatures of the heating and cooling fluids, and it also depends on the pinch-temperature differences between the working fluid and the heating and cooling fluids. The efficiency at maximum power provides a measure of the power available in a practical Rankine heat engine.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2013.10a
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• pp.80-82
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• 2013

해상 물동량의 증가에 따라 선박들이 점차 대형화 되어 가고 있고 선박의 수 또한 지속적으로 늘어나고 있다. 이러한 현상은 곧 해양사고의 증가로 이어지고 있는데 이 중 인적과실에 의한 해양사고가 대부분의 원인으로 밝혀져 있다. 인적과실 중 항해나 당직근무 중 졸음에 의한 사고가 빈번한데 이를 방지하기 위하여 IMO(international maritime organization, 국제해사기구)에서는 선교 항해당직 경보시스템의 의무탑재를 시행하고 있다. 하지만 현행의 선교 항해당직 경보시스템은 재설정 방식에 따른 불편함 때문에 항해사들의 불만이 제기되고 있어 이에 대한 해소책으로 IMO에서는 모션센서를 선교 항해당직 경보시스템에 도입할 것을 권고하고 있다. 그러나 이 모션센서의 탐지기술이나 동작원리는 처음 육상용 화재경보시스템 혹은 보안시스템용으로 개발 및 제작되어진 것이므로 이를 특수한 조건인 선박의 항해당직에 적용할 때 야기될 수 있는 문제점이나 고려사항등을 검토해 볼 필요가 있다. 이 논문에서는 이 모션센서의 선교에서의 이상적인 구성, 필요한 기능, 적확한 작동여부, 모션센서와 압력센서나 음성인식센서와 같은 다른 수단과의 병용 등을 고려하여 모션센서의 최적기능 확보를 위한 성능기준을 제시하고자 한다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.4 no.1
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• pp.13-21
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• 2000

The advantages of the SITVC (Secondary Injection for Thrust Vector Control) technique over mechanical thrust vectoring systems include a reduction in both the nozzle weight and complexity due to the elimination of the mechanical actuators that are used in conventional vectoring. The optimal operating conditions of SITVC were investigated using in-house developed compressible flow analysis codes. Numerical experiments were used to examine the impact of the thrust vector direction with a variety of injection positions, mass flow rates, and injection angles on the two-dimensional expansion cone of a supersonic nozzle. The computational results showed that the optimal position of the secondary injection, with the maximum deviation angle and side thrust, was where the oblique shock generated by the secondary injection reached the end of the nozzle exit.

• Fire Science and Engineering
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• v.30 no.2
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• pp.87-91
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• 2016

Recently, it has been increasing an incidence of heart diseases which is a causative factor in sudden death as Korean population structure has been changing to an aging society. There is growing needs for A portable ventilator which automatically be operated by the pressure of the supplied oxygen and has been spread worldwide. So, we would like to present test methods in accordance with the performance requirements which are important for components of a respirator and a portable ventilator itself. And also would like to find the most suitable condition of internal pressure reduction for the performance requirements according to the changing conditions of internal pressure reduction setting of a portable ventilator.

• Journal of the Korea Convergence Society
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• v.11 no.10
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• pp.219-224
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• 2020

Industrial mixers to homogeneously blend particulate materials have been developed and widely used in various industries. However, most industrial mixers have at most two-degree-of-freedom for the operation, which limits the range of operation parameter selection for optimal blending. This paper proposes a multi-degree-of-freedom robotic mixer designed by converging a conventional drum blender and a robotic manipulator and evaluated its performance in a virtual operating environment. Discrete element simulations were conducted for mixing performance evaluation. The numerical results showed that the proposed mixer design exhibits a better mixing performance than conventional ones.

• Journal of Energy Engineering
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• v.25 no.4
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• pp.184-189
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• 2016

Recently, due to limitation of $CO_2$ gas emission and increase of demand to reduce energy consumption, lots of researches are conducted to harvest wasted heat energy with a thermoelectric module to produce electricity by Seebeck effect. This study was conducted to analyze characteristics of the thermoelectric module to apply for a heat energy harvesting device. Thermoelectric module composed of bismuth telluride was tested with various temperature conditions to analyze thermoelectric behavior of the module. Power generation efficiency of the thermoelectric module for various temperature condition was analysed with both experimental and theoretical methods. From the results, an optimum condition to harvest wasted heat energy with the thermoelectric module more efficiently was proposed.