• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.38 no.1
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• pp.8-14
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• 2014

This research designed Waste Heat Recovery System(WHRS) generation system of 250kW whose working fluid is R-245fa and studied on cycle characteristics by superheater organization. It simulated two conditions; series connection and parallel connection between superheater and evaporator. In simulation of series connection of superheater and evaporator, output of 4.7% could be improved because of the increase of enthalpy by overheating of working fluid. When setting 250kW for target output, cycle flux could be reduced by 4.1%. When setting 250kW as a target output of cycle In parallel connection simulation of superheater and evaporator, cycle flux was reduced as flux of heat source fluid for superheater was increased. So, the maximum 7.9% of working fluid pump's electric power was reduced and there was no big change in cycle efficiency and net efficiency by flux ratio.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.6 no.1
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• pp.23-27
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• 2003

In this study investigations have been carried out for the evaluation of small DMFCS under passive operation conditions for use in portable powers. Under passive conditions, a maximum performance was obtained at a methanol concentration of 4 M and at a catalyst loading of $8mg/cm^2$ on both electrodes. By optimizing various parameters, we could achieve the highest performance of $55mW/cm^2$ at 1 attn and at R.T.A monopolar stack consisting of 6 unit cells with active area of $4.5cm^2/cell$ was prepared and it showed a uniform voltage distribution all over the cells and it had a power output of 1 watt and a power density of $37mW/cm^2$ A monopolar stack which consisted of 16 cells and produced a 2.4W power was also fabricated and was tested for operation of a miniature car.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.27 no.3
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• pp.95-100
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• 2016

High-power quasi-continuous-wave (qcw) operation in Yb-doped double-clad fiber lasers with near-diffraction-limited quality of the output beam is reported. Based on numerical simulation, we built a simple, all-fiberized Yb fiber laser, and a fiber-based master-oscillator power amplifier (MOPA). Both laser systems have successfully produced qcw output with average power greater than 150 W at 1080 nm and 10 ms pulse duration at 10 Hz repetition rate, corresponding to a peak power greater than 1.5 kW for 205 W of pump power at 976 nm. Laser performance, including beam quality and slope efficiency, was characterized in both configurations. Prospects for power scaling and applications are discussed.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.72.1-72.1
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• 2010

지금까지 연료전지 시스템의 효율을 극대화시키기 위한 기술들이 개발되어 왔는데, 대표적인 방법은 CHP(Combined Heat & power)와 FCT(Fuel cell & Turbine) Hybrid 시스템이다. 그러나 본 연구의 기술은 연료전지 배열을 이용한 Coanda 공기증폭기를 장착한 새로운 개념의 고효율 연료전지 시스템이다. 원래 공기 증폭기는 완만한 곡면 주위를 흐르는 유체가 곡면의 표면을 따라 흐름의 방향이 바뀌는 원리(Coanda Effect)를 이용한 장치로서, 소량의 고압유체를 구동 에너지원으로 사용하여 최고 20배에 해당하는 많은 양의 주변 유체를 빠른 속도로 이송시키는 역할을 한다. 문제는 고압의 유체원을 만드는 것인데, 본 연구에서는 발전용 연료전지 시스템의 배기가스를 활용하여 먼저 고압의 수증기를 발생시키고, 다음으로 고압의 수증기를 공기 증폭기의 구동원으로 사용함으로써 연료전지 시스템의 Air blower를 대체하는 것이다. 이러한 개념을 검증하기 위해서 고압의 스팀작동 Coanda 공기증폭기를 제작하여 선행실험을 진행하였다. 먼저 공기증폭기의 Gap 및 스팀압력에 따른 공기유량, 압력 등의 기본특성을 조사하였고, 출력 공기의 특성을 개선하기 공기증폭기의 형상 및 재료를 새롭게 설계하였다. 그리고 실제 시스템의 적용가능성을 알아보기 위해서, 예로 300kW급 용융탄산염 연료전지 발전시스템의 Air blower 대체가능성을 확인하였고, 배열이용 Coanda 공기증폭기를 활용한 고효율 연료전지 시스템의 개념설계를 수립하였다. 결론적으로 본 기술을 활용하면 연료전지 시스템의 최종 전기효율을 향상시킬 뿐 아니라는 시스템의 장기 신뢰성을 증대시키는 효과를 기대할 수 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.194.1-194.1
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• 2016

방사성 폐기물의 운반이나 장기 보관 시 방사성 물질의 침출을 차단하기 위한 유리화 기술을 실현하기 위해 이송식 아크 플라즈마에 대해 전산해석을 수행하였다. 본 연구에서는 운전전류나 아크길이와 같은 운전조건 변화에 따른 열플라즈마의 특성 변화 뿐만 아니라 150 kW급 고출력 이송식 아크 플라즈마의 최적 설계를 위하여 핵심 부품인 파일럿 노즐의 길이와 직경 변화에 따른 예상 용융영역을 전산해석 하여 방사성 폐기물의 유리화 기술을 상업적으로 이끌어내는데 기초 자료를 제공하고자 하였다. 노즐직경은 4, 5, 6 mm로 변화시켰으며, 길이는 2, 4, 6mm로 하였다. 이러한 다양한 설계조건에 대하여 운전변수로는 전류 200 A, 방전 기체인 알곤의 유량 15 L/min, 아크 길이 2 cm로 고정하였다. 전산해석 결과 노즐직경이 작을수록 아크압축 효과에 의해 중심부에서 최고 온도가 높은 열플라즈마 제트를 발생시킬 수 있으나, 반경방향으로 온도구배가 커서 고온 구간이 급격히 감소하는 경향이 예상되었다. 반면 노즐직경이 증가할수록 아크 압축효과는 줄어들지만 반경방향으로 온도가 완만히 감소하여 콘크리트가 대부분인 유리화 대상물질을 충분히 용융시킬 수 있는 $2,600^{\circ}C$ 이상의 고온 면적이 넓어지게 될 것으로 예상되었다. 또한, 노즐길이가 줄어들 경우 아크방전의 안정성은 다소 떨어 질 수 있으나 수 있으나 고온의 열플라즈마 제트가 반경방향으로 효과적으로 넓어 질 수 있음이 예측되었다. 따라서 고온 영역의 확장 관점에서 이송식 아크 플라즈마 토치를 제작할 경우 아크의 안정성을 유지하는 범위 내에서 파일럿 노즐의 직경을 크게 하고 길이는 짧게 하는 것이 효과적인 유리화를 위해 유리할 것으로 예상되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.57.1-57.1
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• 2011

본 논문에서는 소음을 저감하고 구조적 안전도를 향상시키기 위하여 10kW급 소형 복합재 풍력터빈 블레이드를 해석, 설계하였다. 풍력터빈 블레이드 설계의 기본 사항에 맞추어 블레이드의 스팬 길이는 약 4m, 중량은 30kg 내외가 되도록 설정하였다. 풍력발전기용 블레이드는 경량화가 중요하므로 유리섬유복합재 (glass fiber reinforce pastics), 탄소섬유복합재 (carbon fiber reinforced plastics)가 사용되었다. 본 설계에서는 Carbon prepreg (WSN3KY), Carbon UD(UIN150c), E-glass 등을 사용하였다. 상용 유한요소 프로그램인 NASTRAN을 이용해 Carbon prepreg (WSN3KY), Carbon UD (UIN150c)의 탄소섬유복합재만으로 구성된 블레이드 구조해석을 수행한 결과 중량 조건 및 강도의 안전도는 충족되었으나, 높은 가격을 감안하여 E-glass와 조합하여 블레이드를 재설계할 예정이다. 이번 설계는 소형 풍력발전용 블레이드 설계이므로 좌굴은 고려하지 않았으며, 향후 필요에 따라서 좌굴 및 피로해석도 수행하여 검증할 예정이다. 그리고 블레이드가 복합재로 구성되면 감쇠력이 감소할 가능성이 있다. 탄소섬유복합재로만 구성된 블레이드 구조해석에서도 최대 40cm의 변형이 예측되었으며, 감쇠값 저하 문제도 고려하여야 될 것 같아 BEMT (Blade Element Momentum Theory) 공력모델을 이용해 구조-유체 연성 결합 해석을 수행할 계획이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.11a
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• pp.276-285
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• 2005

본 과제에서는 참여기업인 두산인프라코어(구 대우종합기계)에서 양산중인 국산디젤엔진을 개조해 가스엔진을 제작하였으며, 두산인프라코어에서 500시간 내구시험을 2차례 실시하였고, 주관기관인 한국기계연구원에서 국산 ECU를 활용하여 도시가스를 연료로 실험을 수행한 후 김포매립지에서 현장 적용실험을 수행하였다. 메탄농도가 46$\sim$56%로 변하는 조건에서 350kW의 출력을 달성하였으며, 삼원촉매를 적용한 결과 2005년 배기규제를 만족하는 결과를 도출하였다. 위탁기관인 전남대에서는 촉매 특성에 관한 실험을 1차년도와 2차년도에 수행하였다. 본 과제에서 개발한 LFG(=매립지가스) 엔진은 국내에서 개발된 최초의 LFG 엔진으로서 쓰레기 매립지 뿐만 아니라 음식물 쓰레기 혐기소화 처리과정, 분뇨나 축분 등의 혐기소화 처리과정, 하수종말 처리장 등에서 발생하는 바이오가스를 이용한 발전 동력원으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.87.2-87.2
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• 2011

This paper describes internal flow of a fuel cell's blower, which is mainly used for detached house and apartment. Test blower is operated by a diaphragm, which has suction and discharge port on the top of the blower. For analyzing the internal flow of the blower, three-dimensional Navier-Stokes analysis is introduced in the present study. Hybrid grid system consisted of hexa hedral, tetra hedral and prism mesh is adopted to describe the complex geometry of the diaphragm blower. Throughout the numerical simulation, it is found that the present numerical modeling for analyzing the internal flow of the test blower is suitable for understanding the unsteady nature inside the cavity of the diaphragm. Detailed unsteady flow is analyzed using the results obtained by numerical simulation.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.26 no.12
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• pp.1-8
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• 2012

The performance and lighting characteristics of the LED depend on cooling condition because the power LED generates lots of heat. In this paper, the effect of the generated heat from power LED module on lighting characteristics and performance is measured and evaluated. For experiments, the transient temperature of a power LED module with cooling condition is measured. In addition, the temperature and lighting characteristics of the LED module are measured during the steady state. As a result, the cooling condition is less effective on the lighting characteristics of the LED module at rated current but the cooling condition extremely affects those of the LED module over the rated current. Because high temperature of the power LED module causes the low phosphor conversion, luminance efficiency becomes low and color temperature becomes high. When power LED module are driven over the rated condition, higher temperature is directly related to lighting characteristics and performance of the LED module rather than higher current.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.111-111
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• 2009

전 세계적으로 환경 보호의 차원에서 자동차 업체는 자동차의 연비 향상을 위한 차체의 경량화가 큰 이슈로 대두되고 있다. 이를 위해 알루미늄과 같은 경량화 소재를 이용하여 차체 조립에 투입하고자 연구 중에 있다. 이와 같은 레이저 용접 공정이 현장에 적용되기 위해서는 용접부의 품질을 실시간으로 모니터링하고 품질을 판단하여야 생산성을 극대화 할 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 알루미늄 AA5182 알루미늄 판재의 용가 와이어를 이용한 레이저 용접에서 용접부를 모니터링 할 수 있는 시스템을 구축하였다. 이를 위하여 레이저는 4kW급 Nd:YAG 레이저를 사용하였고, 차체용 알루미늄 판재 AA5182 1.4t를 AA5356 와이어를 이용하여 용접을 수행하였다. 모니터링 센서로는 반응 범위가 190 mn~680 nm인 센서를 이용하였고, 용접 중 센서로부터 발생된 출력전류를, 신호 증폭기와 DAQ 보드를 통해 초당 10,000 samples/sec로 계측하였다. 다양한 용접조건을 이용하여 실험을 수행하였고 이를 정량적으로 분석하였다. 계측된 신호와 용접 품질은 비선형적 관계를 가지고 있으므로 본 연구에서는 용접 품질을 예측하는 방법으로 퍼지 패턴인식 알고리즘을 이용하는 방법과 계측 신호를 이용한 인장강도 예측모델을 이용하여 병렬로 품질평가를 할 수 있는 알고리즘을 구현하였다. 이를 위하여 계측된 신호와 용접 품질과의 관계를 이용하여 퍼지 규칙 베이스 정의하였고, 신경회로망 모델을 이용하여 인장강도 예측모델을 제시하였다. 또한 품질 평가 알고리즘을 기반으로 레이저 용접부의 품질평가가 가능한 GUI 프로그램을 구현하였다.