최근 환경문제로 인해 폭발성 폐기물을 안전하게 소각 처리하는 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 유동층 소각로를 이용한 처리 공정은 기존 방법보다 연소 가스 배출량이 현저하게 낮으며, 운전의 효율 또한 높다. 본 연구에서는, 폐 추진제 중 가장 많은 양이 폐기되고 있는 Double-based Propellant를 유동층 소각로에서 소각하는 공정을 전산유체역학 프로그램으로 모사하였다. Cylindrical Bed 내부에서 일어나는 7개의 연소 반응이 안전하게 모사되는 것을 확인하였다. 이를 바탕으로 실제 공정 설계를 진행하면, 앞으로 폭발성 폐기물 처리 공정 연구에 새로운 연구 방향을 제시할 것이라 사료된다.
대형 상용차용 내연기관에서 방출되는 소음의 음압 레벨은 경우에 따라 140dBA 이상으로 환경소음 배출규제에 부합되는 배출 소음을 위하여는 소음기의 적절한 설계가 필요하다 하겠다. 소음기는 방출 소음을 저감시키는 기본적인 작용 이외에 엔진의 효율을 저하시키는 배압(back-pressure) 상승의 효과를 동반할 뿐만 아니라 차체에의 장착을 위하여 크기와 무게의 제약을 받는다. 따라서 소음기는 설계자의 경험과 과거에 사용되어 온 소음기에 대한 이해, 소음기를 구성하는 단위 요소에 대한 음향학적 해석이론, 제작 과정에서의 경험과 튜닝 등에 바탕을 두고 설계되어져 왔다. 본 연구에서는 대형 상용차에 장착되는 기존 소음기 구성요소의 투과 손실(Transmission Loss: TL)을 전달 행렬법으로 해석하여 음향학적 특성을 규명하고 개별 소음기 요소에 대한 기존의 연구 결과를 바탕으로 공명기와 다공 요소를 이용하여 기존 소음기를 재설계함으로써 배출 소음의 저감을 이루어 나간 과정을 소개하고 이를 적용 사례를 중심으로 살펴보고 있다. 소음기의 설계를 위하여 고려할 수 있는 음향학적 요소는 그 기능과 형태면에서 다양하나 본 연구에서는 대형 상용차용 소음기에 주로 사용 가능한 공명기와 다공관을 주된 설계요소로 생각하였다. 공명기는 공명 주파수 대역의 소음을 저감하는 역할을 하므로 일정한 엔진 회전수 하에서 엔진의 방출 소음중 폭발 성분에 의한 소음을 줄이는데 효과적으로 사용될 수 있지만 가속 주행시에는 회전수(rpm)의 변화에 따라 폭발 주기가 변화하게 되므로 공명기의 설계에 주의를 기울여야 한다. 내연 기관용 소음기에 빈번하게 쓰이는 다공 요소의 해석 방법으로는 Sullivan[1], Kim and Yoon[2] 등의 분할 접근 방법(Segmentation approach)과 Jayaraman and Yam[3], Munjal[4], Peat[5] 등의 연성 제거 방법(Decoupling Approach)등이 제시되었고 평면파 영역에 한하여 해서되어져 왔다. 본 논문에서는 분할 접근 방법(Segmentation Approach)을 이용하여 다공 요소로 이루어진 소음기를 해석하는데 적용하였다.
최근 다양한 생산기술의 발전을 통해 바이오연료의 생산이 크게 증가하였고, 석유와 같은 기존의 화석연료 등과 혼합연료를 만들어 소비를 장려하고 있다. 이와 같은 새로운 연료의 등장은 기존 에너지 시스템으로의 적용에 있어 화재 및 폭발의 위험성을 크게 증가시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 대표적인 바이오연료의 소비형태인 휘발유/에탄올 혼합연료를 사용하는 연소장에서 화재 및 폭발의 위험성을 예측할 수 있는 기법을 제시하는 것을 목적으로 하고 있다. 이를 위해 휘발유/에탄올 혼합기의 자연점화온도를 대상으로 수치해석하였고, 반응표면법을 이용하여 다양한 변수조건에 대해서 예측에 대한 유효성과 효율성을 판단해 보았다. 당량비, 압력, 에탄올 분율 등에 대한 자연 발화온도 변화특성은 전체적으로 에탄올 함량과 압력에 큰 의존도를 보였으며, 에탄올 함량이 줄어들수록 압력에 대한 영향이 줄어들었다. 또한 계산을 통한 실험값과 반응표면법을 통해 얻은 기대값이 매우 잘 일치함을 알 수 있었다. 따라서 연료의 혼합 등 다양한 조건에서 운전하는 연소장에서 자연점화온도를 매우 적은 데이터로서 정확하게 예측할 수 있음을 확인하였다.
주40시간제가 도입되면서 피크닉을 즐기는 세대가 늘어나고 있는 실정이다. 또한 가스에 의한 사고는 토요일과 일요일에 가장 많이 발생하고 있다. 2004년 10월 현재 부탄 캔으로 인한 사고는 전년 동기대비 인명피해가 1.5배로 늘어났다. 본 논문에서는 사용하고 버려지는 부탄 캔의 파열로 인한 과압의 영향에 대하여 Hopkinson의 삼승근법을 이용하여 계산하고,폭발장소 주변의 건축물과 인간에게 미치는 영향을 Probit 모델에 적용하여 피해예측을 평가하였다. Probit 모델에 적용하여 계산하면 50m 이격된 건물에는 손상여부 가능성이 전혀 없는 0$\%$로 나타났으며, 인간에게 미치는 영향은 l0m 이격되면 피해영향이 전혀 없는 것으로 나타났다. 또한 본 논문에서는 폭발효율을 $100\%$적용하여 계산하였다. 따라서 부탄 캔 파열로 인한 실제적인 피해영향은 본 연구에서 계산된 수치보다 더욱더 안전할 것으로 판단된다.
본 연구를 통하여 반도체 FPD 제조설비 및 클린룸에 관련한 설비의 위험성분석과 그에 대한 근원적인 안전대책을 연구하고, 설비 및 환경의 특수성을 고려한 방폭 설계 모델링화를 검토하여 관련 설비의 설계 및 제작에 기술적인 기준과 근거로 활용하고자 하며, 아래와 같은 성과로서 향후 반도체 FPD 산업의 기술적 기준 수립 및 관련 산업에 기여할 것으로 생각한다. 1) 관련 국제 기술규격과 법령, 설비의 특성을 반영한 FAB 장비의 최적화된 폭발위험장소의 모델링 도출 2) FAB 장비 및 클린 룸의 특성을 고려한 위험설비의 안전성 확보 (Fool-Proof와 Fail Safe)를 위한 안전시스템 구축방안과 안전기준 및 대책 도출 3) 향후 FAB 장비의 방폭 설계에 대한 가장 효율적인 기준 적용을 통한 신규 FAB 장비의 방폭 성능의 유연성 확보하고 수립된 안전기준을 통한 설비와 안전시스템의 신뢰성 검증 절차 운영을 위한 "안전인증제도"의 자율적 향상화.
Explosive Magnetic Generator of Frequency(EMGF)는 고폭화약의 폭발을 이용하여 화약의 폭발 에너지를 전자기 에너지로 변환 시키면서 초고주파의 강한 전자파를 발생시키는 효율적인 방법으로 연구되고 있다. 이 때 발생하는 전자파의 물리적 원인은 현재까지 명확하게 규명되어 있지 않은데, 단순한 시변 등가회로 해석만으로는 이러한 고주파 발진을 설명하기 어려운 것으로 알려져 있다. 이 논문에서는 기존에 널리 받아 들여 지고 있는 지수 감소적인 시변 인덕턴스 변화 모델에 대해서 자장압축효과를 고려한 유한요소 해석을 통해 문제점을 분석하고 보다 정확한 인덕턴스 변화 모델의 경향성에 대해서 제시하고자 한다. 그리고 이렇게 제시된 새로운 인덕턴스 변화 모델을 사용한 EMGF 출력 시뮬레이션을 통해 새로운 인덕턴스 변화 모델이 출력에 미치는 영향을 분석한다.
이동통신 시스템의 급격한 발전과 함께 다양한 모바일 융합서비스가 등장하고 있으며 이에 따른 데이터 트래픽도 폭발적으로 증가하고 있다. 이러한 급증하는 디바이스를 지원하기 위한 기지국의 수도 함께 증가하고 있기 때문에 통신사업자의 관점에서는 이러한 네트워크를 통해 소모되는 에너지 소모량을 줄이는 것이 매우 중요한 이슈 중 하나이다. 따라서 본 논문에서는 대표적인 사용자 밀집도 기반 클러스터링 기술 중 하나인 DBSCAN 알고리즘을 적용하여 사용자가 밀집된 영역을 추출하고 이렇게 추출된 서브네트워크 별로 씨닝 과정을 적용하여 기지국의 모드를 효율적으로 제어한다. 시뮬레이션을 통해 면적 당 수율과 에너지 효율 측면에서 제안 방안이 기존 방안 대비 높은 성능 결과를 가지는 것을 보인다.
인터넷 이용이 폭발적으로 증가하고, 음성, 데이터는 물론 영상을 포함한 멀티미디어 정보의 요구가 급증함에 따라 21세기의 통신 네트워크는 통신과 방송의 융합, 과대역화, 고속화, 대용량화, 지능화, 개인화로 바뀌고 있다. 이와 같은 초고속 서비스 망의 중심에는 ATM 기술이 위치하고 있으며, 아직까지 ATM과 같이 진정한 의미의 QoS를 보장할 수 있는 기술은 없는 것으로 알려져 있고, 또한 ATM은 네트워크 응용의 타입을 스스로 인식해 가장 알맞은 대역폭을 제공하므로 실시간 전송 데이터에 대해 가장 효율적으로 대응할 수 있는 기술이다. 이 논문에서는 초고속 위성통신과 발전전망의 세계적인 동향을 분석하고 이에 적합한 응용 서비스를 제공하는 모형을 제시한다.
세계 인구증가 및 지속적 발전에 따라 에너지 사용이 폭발적으로 증가하고 이를 원인으로 온실가스 배출, 기후변화, 물 부족 스트레스로 이어지는 악순환이 점차 심화될 것으로 전망됨에 따라 이에 대한 대응에 관심이 높아지고 있는 현실이다. 이와 같은 물 문제에 대한 주요 대응 방안 중 하나가 ICT(Information and Communication Technology)에 기반한 효율적 수자원 관리 기술인 스마트 워터 그리드라 할 수 있다. 본 논문에서는 스마트 워터 그리드와 기존의 스마트 파워 그리드를 비교하고, 스마트 워터 그리드의 주요 기술요소들에 대한 기술개발 동향과 표준화 동향을 살펴본다.
모바일 기기의 폭발적 증가세로 인해 플래시 메모리의 수요가 증가하고 있다. 낸드 플래시 메모리는 적은 전력 소모량과 높은 전기적 효율 때문에 많은 많은 연구가 이루어지고 있다. 반면에 stress-induced leakage current, positive-charge-assisted tunneling, thermally-assisted tunneling 등의 문제로 신뢰성이 저하되는 문제가 발생한다. 프로그램/이레이즈 동작이 반복되면 소자에서 발생하는 에러의 발생비율이 늘어나 신뢰성이 저하되게 된다. 비록 신뢰성 저하 메커니즘에 대한 연구가 많이 이루어졌으나, 워드라인 스트레스에 의한 프로그램 특성 저하에 대한 구체적인 연구가 진행되지 않았다. 본 연구에서는 플래시 메모리의 워드라인 스트레스로 인한 전기적 특성 감소 현상을 보기 위해, 플로팅 게이트의 두께를 변화시키면서, electron density와 depletion region 의 변화를 관찰하였다. 낸드 플래시 메모리의 전기적 특성을 멀티 오리엔테이션 모델을 포함한 3차원 TCAD 시뮬레이션을 이용하여 계산하였다. 프로그램/이레이즈 동작이 증가함에 따라, 플로팅 게이트에 공핍영역이 생기고, 블로킹 옥사이드와 게이트 사이에 의도하지 않은 트랩이 생기게 된다. 이로 인해 프로그램/이레이즈 동작이 증가함에 따라, 플로팅 게이트의 electron density가 감소하는 경향을 보았다. 이 연구 결과는 낸드 플래시 메모리 소자에서 신뢰성을 향상시키고 프로그램 특성을 증진시키는데 도움이 된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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