• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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• pp.256-257
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• 2017

최근 산업 및 에너지 관련 분야에서의 전력변환기술 및 제어기술의 중요성이 계속 화두가 되어 왔다. 전통적인 전력변환 토폴로지는 2레벨 시스템이 일반적이었다. 하지만 고압 시스템 분야에서는 2레벨, 3레벨 혹은 그 이상의 멀티레벨 토폴로지가 적용되고 있다. 이런 멀티레벨 토폴로지를 사용함으로써 출력 전류의 고조파 저감등의 이점들을 가질 수 있다. 특히, 양방향 케스케이드 NPC 토폴로지는 케스케이드 하프브리지 토폴로지에 비해 몇가지 이점들을 가지는데 파워 셀 혹은 서브모듈의 개수를 줄일 수 있고 트랜스포머의 사이즈를 줄 일수 있다. 이 논문에서는 이러한 모듈러타입의 고압 케스케이드 NPC 토폴로지 인버터의 파워 스택 개발에 대한 내용을 담고 있다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.135-136
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• 2014

본 논문은 계통연계형 인버터를 위한 비례공진제어 기반의 케스케이드전류-전압 제어기 설계에 대해 다루고있다. 인버터가 계통연계모드로 동작할 때 인버터는 계통의 보조 전력원으로서의 역할을 하기 때문에 전류원으로 정의된다. 이때 LCL 필터가 연결된 계통연계형 인버터의 출력 LC 단에 비선형 지역적 부하가 연결될 경우 기존의 단일 전류 제어기만으로는 비선형 부하로 인한 고조파 왜곡에 대처하기 힘들고 독립운전모드와의 모드절환시 매끄러운 과도 특성을 보장하기 힘들다. 따라서 본 논문에서는 비례다중공진제어기를 활용한 내부 출력 전압, 외부 출력 전류 루프로 구성된 케스케이드 전류-전압 제어기를 제안하였고 제안된 방식이 고조파 보상과 모드 절환시의 매끄러운 과도 특성에 효력을 보임을 PSIM 시뮬레이션을 통해 검증하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.170-170
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• 2009

AIP(Air Independent Propulsion)시스템에 적용되는 연료전지 스택의 경우 연료의 이용율을 극대화시키는 것이 매우 중요하다. 일반적인 연료전지 스택은 물배출과 성능의 안정화를 위해 이론적 요구량보다 양론적으로 많은 양을 공급하여, 반응에 사용되지 않고 배출되는 연료 가스가 많아 이용율이 낮다. 여러 단으로 구성되어 전 단에서 사용하고 남은 연료 가스를 다음 단에 재공급하여 사용하는 케스케이드 구조의 연료전지 스택을 적용하게 되면 연료이용율을 90% 이상으로 높일 수 있다. 그러나 연료전지 스택에서 반응에 의해 발생한 물과 응축된 가습수가 재공급되면 연료전지 스택의 성능과 내구성에 악영향을 주는 플러딩현상이 발생하게 된다. 반면 반응수와 응축수를 제거할 때 스택에 재공급되는 연료 가스의 가습수가 같이 제거되면 낮은 가습도로 스택에 공급되는 문제점도 있다. 따라서 연료 가스의 가습도를 잘 유지하면서 액화된 물만 원활하게 제거할 수 있는 기액분리기의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 CFD(Computational Fluid Dynamics)해석을 활용하여 다양한 디자인의 기액분리기를 설계하고 실험을 통해 각 디자인의 장단점을 분석하였다. 결과를 바탕으로 최적의 기액분리기를 개발하고 제작 및 평가를 통해 성능을 검증하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권12호
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• pp.3148-3165
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• 1993

A cascade wind tunnel test for a turbine nozzle, which was designed for a small turbo jet engine in a previous study, has been conducted to evaluate its aerodynamic performance and losses. The large-scale blades were based on the mid-span profile of the nozzle. Oil film flow structure, and then 3-dimensional velocity components were measured in the flow passage with a 5-hold pressure probe, in addition to turbulent intensities at mid-span of cascade exit using a hot-wire anemometer. From this study, 3-dimensional growth of horseshoe and passage vortices in the downstream direction was clearly understood with near-wall flow phenomena. In addition, secondary flow and losses associated with the blade configuration were obtained in detail.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.148-151
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• 2008

In a double-passage cascade apparatus, only two blades are installed in order to increase the accuracy of experimental result by applying bigger blade than the size of multi-blades on the same apparatus. However, this causes difficulties to make correct periodic condition. In this study, sidewalls are designed to meet periodic condition without removing the operating fluid or adjusting tail boards. Surface Mach number on the blade surface is applied to a responsible variable, and 12 design variables which are related with sidewall profile control are selected. A gradient based optimization is adopted for wall design and CFX-11 is used for the internal flow computation. The computed result shows that it could obtain the same flow structure by modifying only the sidewalls of the double-passage cascade apparatus.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권1호
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• pp.46-52
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• 2010

본 논문에서는 천연가스 액화 플랜트 산업에서의 경쟁력 확보를 위한 핵심기술인 2단 압축 인터쿨러 방식을 적용한 액화공정에 대해 시뮬레이션을 수행하였다. 이 공정들은 기본 케스케이드 공정을 기초로 하였으며, 모든 공정에 2단 압축 방식을 적용하였다. 먼저 프로판, 에틸렌, 메탄 사이클에 각각 인터쿨러를 적용하였으며 성능 특성을 비교하였다. 모든 사이클에 인터쿨러를 적용한 공정의 COP가 13.7 ~ 20.5%로 가장 크게 증가하였고, LNG 단위 생산량 당 소요 에너지는 기본 케스케이드 공정에 비해 23.8% ~ 35%로 가장 크게 감소하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권1호
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• pp.72-78
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• 2008

본 연구에서는 블레이드 구조 변형 효과를 고려하여 스테이터-로터 상호간섭 케스케이드 모델의 성능평가를 위한 유체-구조 연계해석 시스템을 개발하였다. 고정된 스테이터와 회전하는 로터는 상호간섭 영향이 유동해석에 고려되었으며, 레이놀즈-평균화 난류 방정식인 Spalart-Allmaras 모델과 k-ω SST 난류 모델이 압축성 유동박리 효과를 고려한 유동하중을 예측하기 위해 적용되었다. 정적인 유체-구조 연계해석과 수렴율 증진을 효과적으로 수행하기 위하여 큰 인공 감쇠를 가지는 연계 Newmark 시간적분 기법을 적용하였다. 수치실험을 통해 탄성축 위치에 따른 구조변형 효과가 케스케이드 성능에 미치는 영향을 파악하였다. 구조변형 효과가 고려된 경우 일반적인 강체 블레이드 모델에 대한 성능예측 결과와 다소 차이가 유발될 수 있음을 보였으며 공력탄성학적 영향을 고찰하였다.

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제2권10호
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• pp.713-722
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• 2013

본 논문에서는 깊이정보를 이용하여 케스케이드 방식에 기반한 실시간 손 영역 검출 방법을 제안한다. 실험 환경 조명 조건의 변화로부터 빠르고 안정적으로 손 영역을 검출하기 위해 깊이정보만을 이용한 특징을 제안하며, 부스팅과 케스케이드 방법을 이용한 분류기를 통해 손 영역 검출 방법을 제안한다. 먼저, 깊이정보만을 이용한 특징을 추출하기 위해 입력영상의 중심 깊이 값과 분할된 블록의 평균 깊이 값의 차이를 계산하고, 모든 크기의 손 영역 검출을 위해 중심 깊이 값과 2차 선형 모델을 이용하여 손 영역의 크기를 예측한다. 그리고 손 영역으로부터의 특징 추출을 통한 학습 및 인식을 위해 케스케이드 방식을 적용한다. 본 논문에서 제안한 분류기는 정확도를 유지하고 속도를 향상시키기 위하여 각 스테이지를 한 개의 약분류기로 구성하고 검출율을 만족하면서 오류율이 가장 낮은 임계값을 구하여 과적합 학습을 수행한다. 학습된 분류기를 이용하여 손 영역을 분류하고, 병합단계를 통해 최종 손 영역을 검출한다. 마지막으로 성능 검증을 위해 기존의 다양한 아다부스트와 정량적, 정성적 비교 분석을 통해 제안하는 손 영역 검출 알고리즘의 효율성을 입증한다.

• 동력기계공학회지
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• 제14권2호
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• pp.28-33
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• 2010

In this research, cascade liquefaction process was simulated using two-staged direct expansion with inter-cooler. Evaporated gaseous refrigerant which has low pressure and temperature from the inter-cooler is mixed with gaseous refrigerant from outlet of 1st compressor, and flows into 2nd compressor. Therefore this prevents superheating compression. Compressor work of process which includes inter-cooler to all cycles shows the lowest value of 338.68 MW and it is lower 16.34% than that of basic process. Refrigeration capacity shows decreasing tendency as applied inter-cooler and that of process which includes inter-cooler to all cycles shows the lowest value of 449 MW. COP was increased when the inter-cooler was applied, and process which includes inter-cooler to all cycles shows highest value of 1.33. It shows that COP was increased because decrement of compressor work by applying inter-cooler was higher than decrement of refrigeration capacity.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.519-522
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• 2010

블레이드 구조변형 효과를 고려한 스테이터-로터의 케스케이드 모델의 상호간섭의 평가를 위하여 유체-구조 연계 해석 시스템을 수행하였다. 고정된 스테이트와 회전하는 로터는 상호 간섭 영향이 유동해석에 고려되었다. 또한 정적인 유체-구조 연게해석과 수렴률 증진을 효과적으로 수행하기 위하여 큰 인공감쇠를 가지는 Newmark 시간 적분 기법을 적용하였다. 수치 실험을 통해 탄성축 위치에 따른 구조 변형 효과가 케스케이드 성능에 미치는 영향을 파악하였다. 구조 변형 효과가 고려된 경우 일반적인 강체 블레이드모델에 대한 성능 예측 결과와 다소 차이가 유발될 수 있음을 보였으며 공력 탄성학적 영향을 확인하였다.