• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권3호
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• pp.417-428
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• 2021

낮은 반응성으로 인해 복잡한 공정이 필요한 무연탄은 순환유동층 내의 동적 거동을 통해 연소 특성이 고찰되어야 한다. Pilot 규모의 0.1MW_th 급 순산소 순환유동층 연소로에서의 무연탄 연소 특성을 고찰하기 위하여 본 연구에서는 전산유체해석 기법을 이용하였다. 순산소 순환유동층 보일러는 연소로(0.15 m l.D., 10 m High), 싸이클론, 재순환부 등으로 구성되었고 동일한 크기의 3D 모델 반응기를 구축하였다.실험에 사용한 무연탄은 평균 입도 1,070 ㎛, 밀도 2,326 kg/m³이다. 공기 연소에서 순산소 연소로의 연소 환경 변화에 따른 반응기 내부의 기-고 흐름 패턴을 고찰하였다. 이때, 공기 연소와 순산소 연소에서 온도 분포는 비슷한 양상을 보이지만 압력 분포는 순산소 연소에서 더 낮음을 알 수 있었다. 더불어 공기 연소에 비해 순산소 연소에서 더 높은 CO₂ 농도를 가지므로 이산화탄소 포집이 활발히 이루어질 것을 예상해 볼 수 있다. 결과적으로 본 연구를 통해 무연탄 활용 시 순환유동층 반응기의 최적화된 설계 및 운전에 기여할 수 있음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.281-286
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• 2021

국제해사기구는 최근의 황함유량 규제강화에 따라 선상의 배출가스 오염문제를 최근 선제적 대응방침을 제시하고 있다. 물론, 연료유 품질향상 및 배출가스 저감에 대한 논의 또한 지속적으로 진행되고 있는 상황이다. 국제적으로 가장 큰 관심사 중 하나인 연료유 품질정보는 황 함유량 기준이 현행 3.5%에서 2020년까지 0.5%로 한층 더 강화된 규정을 적용하게 되면서 그 관심이 증가되고 있다. 선사 및 수급자 측면에서 고려해보면, 연료유의 기본품질은 국내외적인 연료유 정보, 기본성상, 실선 및 함정의 적용을 위한 특성간의 상관성 정보까지 확대된 개념이라고 볼 수 있다. 이와 관련하여, 본 논문에서는 ISO 8217에 의한 기본 연료유 품질분석 결과를 제시하고, 연료의 점화성, 분산성, 기타특성에 대해서 분석하였다. 또한, 선박용 연료유 샘플과 희석율에 따라 점화성, 분산성을 분석하였고, 군용 연료유의 기본품질을 인용자료와 실험실 내 산출값 내에서 확인하고자 하였다. 물론, 현재의 연료유의 기본품질에 대한 규격이 일반적으로 통용되고 있으나, 연료유의 성상과 조성이 매우 복잡한 상황이다. 즉, 그 기본품질에 대한 해석이 매우 어려운 것은 기본규격의 범위를 벗어나는 사례가 다수 존재하고 있기 때문이다. 연료유의 기본품질과 선박에서의 운항최적화, 군용연료에서의 연료효율이라는 측면에서 연료유의 기본품질에 대해서 다양한 인자분석은 매우 핵심이라고 판단하고, 희석에 따른 그 기준의 적용 범위에 대해서 가능성을 제시하고자 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.561-567
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• 2018

본 연구는 동력분산형 고속열차의 승차감을 개선하기 위하여 진행되었다. 동력분산형 고속열차 시제차량의 동역학 해석을 통해 300km/h이상의 임계속도를 갖는 등가 답면구배의 범위는 0.05에서 0.25사이임을 확인하였다. 초기에 적용된 차륜 프로파일 S1002는 4만km이상의 누적주행거리에도 불구하고 등가 답면구배는 0.033 정도였고, 안정적인 운행을 위해서는 등가 답면구배가 0.061이 넘는 XP55가 더 적합함을 확인하였다. 동력분산형 고속열차의 승차감을 개선하기 위한 방안으로 요댐퍼의 설치 각도를 $7.35^{\circ}$에서 $0^{\circ}$로 변경하고, 민감도 분석과 최적화를 통해 도출된 공기스프링 횡 및 상하방향 강성 30% 감소, 2차 수직댐퍼 및 횡댐퍼 댐핑계수를 50% 증가시키는 방안을 제안하였다. 이를 적용하면 차체 가속도를 평균 20%정도 개선시킬 수 있을 것으로 예상되었다. 도출된 승차감 개선 방법의 일부인 요댐퍼 설치각도를 $0^{\circ}$로 변경하고 횡댐퍼의 댐핑계수를 30% 증가시킨 후 경부고속선에서 300km/h 속도로 시운전을 진행하였을 때, 차체 횡가속도는 평균 34.3% 개선되었고, 본 연구에서 제안된 추가적인 개선 방안은 향후 시운전 시험 시에 적용될 예정이다. 본 연구에서 사용된 승차감 개선 프로세스는 향후 동력분산형 고속열차의 상업 운행 시에 발생할 수 있는 승차감 관련 문제 해결에 사용될 수 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제40권2호
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• pp.177-187
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• 2019

백두산에서는 밀레니엄 대분화 이후로도 수 차례의 화산활동이 계속되어 마그마 거동 감시 연구의 필요성이 지속적으로 제기되고 있다. 마그마방의 깊이 및 규모를 파악하기 위해서는 다양한 지구물리학적 접근이 필요하며, 본 연구에서는 전기비저항 탐사의 적용성을 검토하고자 한다. 국경으로 인해 공간적 제한이 있는 백두산에서 심부에 위치한 마그마를 탐사하기 위해서는 측선의 길이가 수십 킬로미터 이상이 되는 대규모 전기탐사가 이루어져야 하며, 이를 위해서는 분산계측 시스템의 도입과 이에 최적화된 탐사 설계가 필수적으로 요구된다. 따라서 자체 개발된 분산계측 시스템을 활용하는 탐사설계안을 제시하고 전산실험을 통해 적용 가능성을 분석하였다. 단일 측선과 비동일선상 송신원 배열을 사용한 탐사설계안을 이용하여 다수의 측선 설치가 필요한 일반적인 3차원 탐사에 준하는 역산 해석 결과를 얻을 수 있음을 확인하였으며, 이 탐사설계안이 백두산 심부 물리탐사에 유용하게 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국HCI학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.49-60
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• 2019

자율주행차량에서 전기자동차의 등장까지 자동차 산업은 급속도로 변화하고 있다. 이러한 변화 속에서 운전자가 자동차를 어떻게 제어하고 안전과 편의를 얻을 것인가에 대한 HMI 연구는 더욱 중요해지고 있다. 본 연구는 차량 제조사들이 어떠한 관점으로 주행상황을 이해하고 있으며, 운전자의 인터랙션을 어떻게 정의하고 한계 짓는가에 대해 이해하고자 하였다. 이를 위해 HMI에 대한 선행 연구를 리뷰하였으며, 15인의 참가자가 직접 5개 제조사의 차량을 실제 도로에서 운전하고 인터페이스를 사용해보는 온로드 연구를 수행하였다. 연구 결과를 통해 본 연구는 주행 중 운전자가 쉽게 제어할 수 있는 버튼과 스위치 류가 제조사별로 상이했으며, 주행 중 보다 집중적으로 제어할 수 있는 버튼과 제어하기에 어려운 버튼이 존재함을 확인하였다. Audi 차량은 '컨트롤러의 선택과 집중', BMW 차량은 '드라이빙 중심의 최적화', Benz의 차량은 '단순화와 최소화', Lexus의 차량은 '조작분산의 제거', KIA의 차량은 '시각적 안정감'을 HMI의 특징적 키워드로 도출할 수 있었다. 이것은 각 제조사들이 운전자의 드라이빙 제어 영역에 대한 정의와 해석이 다름을 보여준다. 본 연구는 외관으로 드러나지 않는 차량별 HMI의 특성을 실제 주행상황에서 파악해보았다는 점에서 기존의 연구와 차별적인 의미를 갖는다. 군집주행, 자율주행과 같은 주행환경의 변화와 HMI의 변화에서도 실제 주행을 통해 인터랙션의 차이를 확인해보는 본 연구의 접근이 유용하게 활용될 수 있기를 기대한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권9호
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• pp.517-524
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• 2019

오버드라이버 허브클러치는 자동차 6단 자동 변속기 미션에 장착되어 엔진의 여유출력을 이용해 연료사용을 절감시켜주는 부품이다. 본 연구에서는 오버드라이버 허브클러치 제품에 대해 피어싱 공정 중 펀치에 가해지는 하중 및 소재 처짐량을 최소화 하고자 한다. 공정 중 펀치의 하중과 처짐량에 영향을 줄 수 있는 다이 클리어런스(die clearance)와 전단각도(shear angle) 그리고 마찰계수(friction coefficient)를 설계 변수로 설정했다. 또한 펀치의 하중과 소재 처짐량에 대해 각 설계 변수들의 영향도를 확인하기 위해 민감도 분석(sensitivity analysis)을 진행했다. 그 결과 전단 각도, 마찰 계수, 다이 클리어런스 순으로 하중 및 처짐량에 대해 민감한 것으로 조사되었다. 이를 통해 펀치의 하중과 소재 처짐량을 목적함수로 설정하고, 반응표면법(Response Surface Method)을 통해 각 설계 변수들과 목적함수의 방정식을 도출했다. 이를 통해 설정된 설계 변수들의 최적 값을 도출해 유한요소해석에 적용한 결과 펀치의 하중 및 소재의 처짐량이 기존대비 22.14% 개선됐다.

• 한국광학회지
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• 제30권2호
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• pp.37-47
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• 2019

야간 감시를 위해 원적외선에서 사용하는 4개의 구면 및 비구면 거울을 갖는 반사식 전방위 비전 시스템 광학계를 제안한다. 이 반사식 전방위 비전 시스템은 유사 카세그레인식 수광부 반사경 시스템과 역 유사 카세그레인식 결상부 반사경 시스템으로 설계되었으며, 그에 따른 설계 과정과 성능 분석을 상세히 제시한다. 이 비전 시스템의 반화각과 F-수는 각각 $40{\sim}110^{\circ}$와 1.56으로 설정하였다. 그리고 원적외선 파장 영역에서 비전 시스템을 사용하기 위해서 상의 크기가 원적외선용 마이크로 볼로미터의 크기와 가능한 같아야 하므로 상의 크기를 $5.9mm{\times}5.9mm$에 맞추어 설계를 진행하였다. 최적화 설계 후 $40{\sim}110^{\circ}$의 반화각 범위에서의 상 크기의 비율은 48.86%이며, 나이퀴스트 주파수인 20 lp/mm의 공간주파수에서 원적외선의 변조전달함수 값이 0.381에 도달하였다. 또한 20 lp/mm의 공간주파수에서 원적외선 영역에 대한 공차의 누적 확률은 99.75%였다. 또한 역 유사 카세그레인식 구조의 결상부 부경을 온도 변화에 따른 변조전달함수 값을 개선시키는 보상자로 선택하여 반사식 전방위 비전 시스템의 운용 온도 범위인 $-32^{\circ}C$에서 $+55^{\circ}C$의 온도 범위에서 비열화 해석 및 보상화 과정을 진행하였다.

• 보존과학회지
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• 제38권2호
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• pp.154-165
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• 2022

문화유산의 현색(顯色)은 제작기법 해석, 보존처리 활용, 상태 모니터링의 중요한 기초 자료이다. 이 연구에서는 권응수 초상을 대상으로 디지털 색관리시스템 기반 색재현 과정을 체계적으로 정립하고, 문화유산 기록 및 보존에 적합한 현색 활용방안을 제안하였다. 전체적인 색재현 과정은 촬영 환경 세팅, 색기준차트 측정, 디지털 사진 촬영, 색보정, 색공간 설정 순으로 진행되었다. 연구 결과, 사진기 제조사 프로파일이 적용된 디지털 이미지는 현색과 비교하여 평균 𝜟10.1의 색차를 보인 반면, 디지털 색재현 이미지는 평균 𝜟1.1의 색차를 보여 현색과 거의 유사한 것을 알 수 있다. 이 결과는 디지털 사진 촬영 환경과 조건을 최적화했더라도 디지털 사진기 제조사의 보정 알고리즘에 의존할 경우 대상 문화유산의 현색 기록에 어려움이 있는 것을 의미한다. 따라서 문화유산은 RAW 이미지 기반의 색보정 및 색공간 설정을 통해 디지털 색재현이 필요하며, 이는 현색 기록화를 위해 매우 중요한 과정이다. 또한 디지털 색재현을 통한 현색 기록은 문화유산의 보존상태 평가와 보존처리 및 복원의 중요한 기초자료가 될 수 있으며, 퇴색 및 변색 현상의 모니터링을 위한 기준 데이터로 활용성이 높을 것으로 판단된다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.103-112
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• 2009

원자력발전소에서 센서의 주기적 교정은 안전운전을 위해 꼭 필요하다. 그러나 실제 드리프트가 발생하여 교정을 요하는 센서는 약 2% 미만이다. 또한, 센서의 작동 상태를 매 핵연료 주기마다 수행하는 것은 고장 혹은 드리프트가 발생한 센서를 최대 18개월까지 감지하지 못한 채 운전할 위험이 있다. 원전의 안전운전 및 불필요한 교정을 줄이기 위해 센서의 상시 교정 감시가 필요하다. 이를 위해 주성분 분석과 Support Vector Regression(SVR)을 이용한 PCSVR 알고리즘을 개발하였고, 고리원전 3호기의 출력증발 데이터를 이용하여 검증하였다. 주성분분석은 선형변환을 통한 입력공간의 축소 및 노이즈 제거 효과를 나타내며, AASVR은 해석학적 및 기계학적 모델로 모델링하기 힘든 복잡계를 쉽게 나타낼 수 있는 장점이 있다. SVR의 세가지 파라미터는 반응표면분석법에 의해 최적화하였다. 센서의 고장탐지를 위해 모델 출력의 잔차를 슈하르트 관리도, EWMA, CUSUM 및 일반화우도비검정(GLRT)을 통해 그 결과를 비교하였다. 미세한 드리프트에 대해 CUSUM과 GLRT가 우수한 결과를 보였다. 개발된 알고리즘은 수출형 원전 APR1000 설계시 적용가능 할 것으로 판단된다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제5권6호
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• pp.583-591
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• 2015

벨트 구동 방식의 소프트 하이브리드 자동차에 적용될 TAS(Torque Assist System)의 성능을 평가하기 위해서는 가속 성능과 연비 성능이 기존 차량보다 우수하여야 한다. 엔진, 모터, 그리고 배터리와 같은 벨트 구동 TAS의 핵심 구성 요소들은 자동차 연비 성능에 큰 영향을 미친다. 따라서, 전체 시스템 관점에서의 효율을 향상시키기 위해서는 핵심 동력원들을 제어하는 동력 분배 알고리즘에 대한 연구가 필수적이다. 본 논문에서는 등가 연료 관점에서 통일된 해석 방법을 적용한 연료 소모량을 최소화하는 동력 분배 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘이 차량의 상태 정보 및 요구 동력을 고려한 구속 조건을 만족하면서 엔진의 연료소모량을 최소화하는 제어 변수들을 통해 연비 성능을 높이는 데 기여하는 것을 확인하였다. 제안한 운전 전략의 최적화 과정은 연구 개발 과정에서 시행 착오를 줄일 수 있고 제어 변수들의 특성을 빠르고 정확하게 관찰할 수 있다. 따라서 연료 소모량을 최소화하는 운전 전략을 도출해내는 방법으로 활용 가능하다.