• 항공우주기술
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• 제5권2호
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• pp.174-180
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• 2006

액체로켓엔진에서 연료와 산화제를 가압하는 역할을 하는 핵심부품인 터보펌프는 극저온 산화제와 구동 터빈의 고온 환경이 동일 축에 분포하고 있으며 내부 회전부 간극이 매우 작고 회전속도가 높아 기계적으로 대단히 열악한 환경에서 동작한다. 따라서 사고 위험도를 낮추기 위한 구조 해석 및 시험이 필수적인데, 본 연구에서는 특히 터보펌프 케이징의 구조해석 및 응력 측정이 이루어졌다. 기존의 단품 레벨에서의 해석에서 벗어나 연료펌프와 산화제펌프의 케이징 조립체 레벨에서 내압기밀시험 조건에 대한 구조해석이 이루어졌으며 이를 통하여 케이징 간 체결효과 및 실 부분의 접촉 압력을 성공적으로 고려할 수 있었다. 또한, 연료펌프 케이징에 나타나는 높은 수준의 응력 집중 현상을 해석과 측정을 병행함으로써 성공적으로 예측하였다.

• 설비공학논문집
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• 제23권8호
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• pp.543-548
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• 2011

New concept of wind energy conversion system is proposed to increase the energy density at a given working space. The quality of wind for wind power generation is depend on its direction and speed. However, the quality is not good on land because wind direction is changeable all the time and the speed as well. The most popularly operated wind turbine system is an axial-flow free turbine. But its conversion efficiency is less than 30% and even less than 20% considering the operating time. In this research, a cross-flow type wind turbine system is proposed with a convergent-divergent duct system to accelerate the low speed wind at the inlet of the wind turbine. Inlet guide vane is also introduced to the wind turbine system to have continuous power generation under the change of wind direction. In here, the availability of wind energy generation is evaluated with the change of the size of the inlet guide vane and the optimum geometry of the turbine impeller blade was found for the innovative wind power generation system.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2004년도 제23회 추계학술대회 논문집
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• pp.201-204
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• 2004

본 연구에서는 대상엔진의 설계점, 정적 탈설계점 및 동적 탈설계점 성능해석을 위하여 상용코드(GSP)와 함께 기 개발한 해석용 코드를 사용하였다 고도, 속도 및 출력변화를 포함하는 다양한 임무조건에 따른 엔진의 정적 성능과 이를 바탕으로 한 동적 특성도 분석하였다. 특히, Power setting 자체보다는 Throttle setting을 통한 출력과 엔진 회전수, 그리고 터빈의 열 과부하특성을 응답시간과 함께 예측함으로서 추후 엔진제어장치인 FADEC 시스템 설계에 활용토록 하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.23-27
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• 2008

본 논문에서는 실수코드 유전 알고리즘(RCGA)과 인공신경망(ANN)을 이용하여 항공기용 터보 축엔진의 결함 진단에 관한 연구를 수행하였다. 인공신경망만을 이용하여 엔진의 결함을 판단 할 경우 많은 학습데이터 때문에 지역 최소점으로 수렴하는 단점이 있다. 이를 개선하기 위해 전역 최소점을 찾는 능력이 뛰어난 실수코드 유전 알고리즘을 사용하였다. 5% 이내의 RMS 결함오차로 높은 결함 예측 신뢰도를 가짐을 확인하였다.

• 풍력에너지저널
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• 제9권4호
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• pp.9-15
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• 2018

In a previous study, a technique for measuring wind speed and direction by using a roll-rotating three-axis ultrasonic anemometer was proposed and verified by wind tunnel tests. In the tests, instead of a roll sensor, roll angle was trimmed to make no up flow in the transformed wind speeds. Verification was done in point of the residual error of the rotation effect treatment. In this study, roll angle was measured from the roll motor encoder and the transformed wind speed and direction on the test section axis were compared with the ones provided to the test section. As a result, up to yaw $20^{\circ}$ at a wind speed of 12 m/sec or over, the RMS error of wind speed was within the double of the ultrasonic anemometer error. But at yaw $30^{\circ}$, it was over the double of the ultrasonic anemometer error. Regardless of wind speed, at yaw $20^{\circ}$ and $30^{\circ}$, the direction error was within the double of the ultrasonic anemometer error. But at yaw $10^{\circ}$ or less, it was within the error of the ultrasonic anemometer itself. This is a very favorable characteristic to be used for wind turbine yaw control.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.23-32
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• 2021

Conventional wind power generators have limited installation sites due to low efficiency due to reverse resistance or high cut-in speed. To compensate for these problems, this study proposed another new type of tilting wind turbine. The key to this method is the structural design of a cylindrical cam with a guide groove that allows the blade to tilt. As the blade rotates by the cam, it tilts according to the angle. In the section that generates torque by receiving drag, the blade is made perpendicular to the wind. And it is a structure that creates a parallel state with the wind in the section where reverse resistance occurs. We prepared six types of cams considering the length of the section subject to drag, reverse resistance, tilting section. The performance was analyzed as the maximum value of the output, torque coefficient, and efficiency coefficient, which is indicated by setting different wind speed and low TSR.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.476-481
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• 2016

화력발전은 화석연료인 석탄을 연소시켜 얻은 열에너지로 물을 끓여 증기를 만들고 그 증기로 터빈을 운전시켜 터빈축에 연결된 발전기로 전기를 얻는 방식이다. 따라서 하절기에는 화력발전소 Deaerator의 표면온도는 $70^{\circ}C$, Storage Tank의 표면온도는 $67^{\circ}C$, 공기온도는 $50^{\circ}C$를 상회한다. 이런 현상은 기기와 작업자에게 부적합한 영향을 끼친다. 특히, Deaerator와 Storage Tank에 인접해 있는 작업자는 복사열전달의 영향을 받아 더 높은 체감온도를 느끼게 된다. 따라서 본 논문에서는 전산해석을 통해 Deaerator 부근의 열유동 특성을 파악하고 단열재를 사용하였을 때와 복사차폐막을 사용하였을 때의 효과를 비교하여 최적의 냉각조건을 제시하였다. Case 1은 현재 발전소의 형상이고 Case 2는 Case 1에서 단열재를 추가로 사용한 형상이고 Case 3은 Case 1에서 복사차폐막을 사용한 형상이다. 유동은 벽면과 열원의 온도 차이에 의해 발생되었고 오른쪽 상단부에 고온의 공기가 포집된다. 온도 분포에서 작업자표면의 최대 온도를 비교해보면 단열재를 사용한 Case 2가 복사효과 저감에 가장 효율적인 것으로 나타났다.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.33-43
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• 2016

본 논문에서는 항공고등학교 정비실습 교육과정에서 Solidworks를 이용하여 제작한 3D 학습 자료를 활용하는 방법에 대해 연구하였다. 현행 교과서는 연소실분해조립 실습과정을 2D 사진을 기반으로 설명을 하고 있기 때문에 학생들이 입체로 조립되는 가스터빈 기관 연소실의 분해조립순서를 익히고, 부품 내부의 상호관계를 이해하는데 많은 어려움이 있다. 연소실은 가스터빈기관을 구성하는 주요 구성품중에서도 가장 중요한 핵심부품으로써 연소실 분해 조립 실습교육은 학생들이 정확하게 이해하고 학습해야만 한다. 제작된 3D 학습 자료에서는 정투상도 기법을 응용하여 연소실 부품과 같은 3차원 객체를 X, Y, Z 축을 기준으로 부품이 $360^{\circ}$ 회전하는 애니메이션을 제작해 학생들이 다양한 각도에서 회전하는 물체를 관찰할 수 있도록 하였으며, 학습효과를 높이기 위해 물체의 정면, 평면, 측면을 동시에 관찰할 수 있는 등각보기에서 부품의 회전 영상을 애니메이션으로 추가하였다. MS office power point 2007을 기반으로 전용 viewer를 제작하여 제작된 3D 학습 자료를 학생들이 쉽게 이용할 수 있도록 하였으며 3D 학습 자료를 활용한 학습지도안을 제안하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.95-104
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• 2022

Micro hydropower is a readily available renewable energy source that can be harvested utilizing hydrokinetic turbines from shallow water canals, irrigation and industrial channel flows, and run-off river stream flows. These sources generally have low head (<1 m) and low velocity which makes it difficult to harvest energy using conventional turbines. A horizontal-axis screw turbine was designed and numerically tested to extract power from such low-head water sources. The 3-bladed screw-type turbine is placed horizontally perpendicular to the incoming flow, partially submerged in a narrow water channel at no-head condition. The turbine hydraulic performances were studied using Computational Fluid Dynamics models. Turbine design parameters such as the shroud diameter, the hub-to-shroud ratios, and the submerged depths were obtained through a steady-state parametric study. The resulting turbine configuration was then tested by solving the unsteady multiphase free-surface equations mimicking an actual open channel flow scenario. The turbine performance in the shallow channel were studied for various Tip Speed Ratios (TSR). The highest power coefficient was obtained at a TSR of 0.3. The turbine was then scaled-up to test its performance on a real site condition at a head of 0.3 m. The highest power coefficient obtained was 0.18. Several losses were observed in the 3-bladed turbine design and to minimize losses, the number of blades were increased to five. The power coefficient improved by 236% for a 5-bladed screw turbine. The fluid losses were minimized by increasing the blade surface area submerged in water. The turbine performance was increased by 74.4% after dipping the turbine to a bottom wall clearance of 30 cm from 60 cm. The final output of the novel horizontal-axis screw turbine showed a 2.83 kW power output at a power coefficient of 0.63. The turbine is expected to produce 18,744 kWh/year of electricity. The design feasibility test of the turbine showed promising results to harvest energy from small hydropower sources.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.774-780
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• 2021

회전익 항공기의 보조동력장치(APU, Auxiliary Power Unit)는 지상 운용/비행 중 주 동력 기관의 시동, 환경제어시스템용 고압 공기 공급, 비상발전기 등의 역할을 수행한다. 보조동력장치(이하 'APU')는 소형 가스터빈엔진형태로 구성되어 있으며, 해당 구성품의 시동 원리는 전기 시동 모터를 사용하는 방식으로, 축을 회전시켜 시동에 필요한 동력을 발생시킨다. 본 연구에서는 회전익 항공기에 장착된 APU의 시동 모터 운용성 확보를 위해 APU와 APU 시동 모터 간 축간 분리 장치(Over-Running Clutch) 적용을 통한 품질개선을 수행하였다. APU 시동 모터는 초기 APU 시동이 주 역할이지만, 운용 시 실제 작동 시간 이후에도 APU 기어축의 회전력에 의해 무 부하 회전을 하게 되어 구성품/부품 간 과도한 마찰력이 지속적으로 발생하였다. 이러한 현상은 시동 모터 내부 브러시 마모를 유발하게 되고, 결과적으로 항공기 운용을 위한 APU 작동 시간 증가 시 브러시 운용 수명 감소와 APU의 운용성에 영향을 미치게 된다. 따라서 본 연구에서는 APU 시동 모터의 운용성/내구성 향상을 위하여 시동 모터 브러시 마모와 APU 작동시간의 연동성을 분리하는 축간 분리 장치(Over-Running Clutch)적용하여 시험으로 효과를 검증하였고, 설계변경에 따른 기술적 타당성을 분석하였다.