• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권4호
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• pp.22-29
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• 2017

비선형특성을 갖고 있는 실제 무인기용 소형터보제트엔진의 운전 중 발생하는 결함을 효과적으로 탐지하기 위한 방안에 대해 연구하였다. 이를 위해서 동적 열역학 사이클해석을 통한 비선형 동특성 모델을 도출하였다. 실제적인 운전상황의 연출을 위해 잡음특성의 평가에 부합하는 무향칼만필터를 적용하였고 필터성능이 가미된 제어기를 설계하였다. 엔진회전수 센서의 결함을 통한 엔진 결함발생을 모사하였고, 발생된 결함의 실시간적인 탐지 방안으로 연속확률비 평가기법을 도입하였다. 이를 운전 중 엔진결함탐지에 적용한 결과 분명한 결정양상을 보임으로써 매우 효과적이고 유용함을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권4호
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• pp.484-489
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• 2012

본 논문은 선박의 주 추진기관으로 사용가능한 육상 운송수단에 탑재되어있는 대형 디젤엔진에서 배출되는 입자상 물질과 질소산화물의 배출특성을 ESC mode에 적용시켜 분석하는데 초점을 두었다. 입자상 물질은 엔진의 고부하 영역에서 다량으로 배출되는 특성을 확인 할 수 있었으며 질소산화물의 경우 배기가스 온도 측정형태와 동일한 경향으로 배출되었다. 매연여과장치를 부착하여 입자상 물질의 배출특성을 분석한 결과 mode별 1/100~1/1,000배까지 저감되었다. 그러나 급격한 엔진 부하 변동 시 저감효과는 떨어졌으며 고속-고부하 영역에서는 매연여과장치내부의 온도상승으로 일부 재생현상이 발생하여 입자상 물질의 배출 증가 결과를 초래하는 현상이 발생하였다. 시험엔진에서 배출되는 입자상 물질의 입경분포를 분석한 결과 대부분 100nm 이하의 크기를 가지는 나노 입자가 배출되었으며 매연여과장치를 부착 및 탈착하여 측정한 결과 배출수준에는 차이가 있지만 입자상 물질의 입경분포는 비슷한 경향으로 분석되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권4호
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• pp.379-384
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• 2014

가스터빈엔진의 가장 핵심 부품인 디스크와 블레이드는 고온, 고압축비, 고속 회전이라는 가혹한 환경에서 지속적으로 운용된다. 이러한 가혹한 환경과 디스크와 블레이드가 가지는 큰 회전 에너지로 인해 디스크 및 블레이드에 의해 유발되는 파손은 항공기 손상 혹은 탑승자의 피해로 이어지는 재해적 고장 혹은 한계 고장으로 이어진다. 그러므로 디스크와 블레이드의 구조적 건전성의 마진을 충분히 확보하기 위해서 본 연구에서는 디스크의 취약 부위인 도브테일의 형상을 최적화하고, 그 해의 강건성을 확인하기 위해 치수 공차와 피로 수명의 산포와 같은 불확실성에 대하여 신뢰도 해석을 수행하고자 한다. 이 결과를 통해 결정론적 방법인 최적설계의 필요성과 함께 한계를 확인하고, 향후 신뢰도 기반 최적설계의 필요성을 인지하고자 한다. 이를 위해 비선형 열-구조 연성해석과 접촉 해석을 포함한 유한요소해석을 수행하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권7호
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• pp.701-710
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• 2013

The purpose of this study is to investigate experimentally the effect of low purity methanol (LPM) on performance and smoke emission characteristics by using a four-cycle, four-cylinder, water-cooled, direct injection diesel engine with EGR system. The experiments are performed by the change of engine load in the engine load ranges of 25 to 100% with an interval of 25% under the constant engine speed of 2000 rpm. The LPM in the fuel blends contained 24.88% water by volume. The blended fuel ratios of diesel oil to LPM are maintained at 100/0, 95/5, 90/10 and 85/15% on the volume basis. In this paper, EGR rates are varied in three conditions of 0, 12.8 and 16.5%. The result shows that the brake power of a blended fuel with 15% LPM is reduced more 11.1% than that of the neat diesel oil at the full load with the EGR rate of 16.5%. At this condition, also, the brake specific fuel consumption (BSFC) is increased by 3.2%, the exhaust gas temperature is decreased by 10.7%, the smoke opacity is decreased by 18.7% and the brake thermal efficiency is increased by 7.3%. The sharp reduction of smoke opacity for a blended fuel with the LPM content of 15% at the full load without EGR system is observed by 68.4% compared with that of the neat diesel oil due to the high oxygen content of LPM.

• 연구논문집
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• 통권27호
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• pp.87-99
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• 1997

Present paper describes on/off design performance of a 50KW turbogenerator gas turbine engine for hybrid vehicle application. For optimum design point selection, relevant parameter study is carried out. The turbogenerator gas turbine engine for a hybrid vehicle is expected to be designed for maximum fuel economy, ultra low emissions, and very low cost. Compressor, combustor, turbine, and permanent-magnet generator will be mounted on a single high speed (82,000 rpm) shaft that will be supported on air bearings. As the generator is built into the shaft, gearbox and other moving parts become unnecessary and thus will increase the system's reliability and reduce the manufacturing cost. The engine has a radial compressor and turbine with design point pressure ratio of 4.0. This pressure ratio was set based on calculation of specific fuel consumption and specific power variation with pressure ratio. For the given turbine inlet temperature, a rather conservative value of $1100^\circK$ was selected. Designed mass flow rate was 0.5 kg/sec. Parametric study of the cycle indicates that specific work and efficiency increase at a given pressure ratio and turbine inlet temperature. Off design analysis shows that the gas turbine system reaches self operating condition at N/$N_{DP}$ = 0.53. Bleeding air for turbine stator cooling is omitted considering low TIT and for a simple geometric structure. Various engine performance simulations including, ambient temperature influence, surging at part load condition. Transient analysis were performed to secure the optimum engine operating characteristics. Surge margin throughout the performance analysis were maintained to be over 80% approximately. Validation of present results are yet to be seen as the performance tests are scheduled by the end of 1998 for comparison.

• 설비공학논문집
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• 제21권2호
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• pp.94-102
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• 2009

Conceptual design of scroll expander and scroll compressor for 10kW-class Stirling engine utilizing solar energy as heat source has been carried out to estimate the applicability of scroll mechanism for Stirling cycle. CO2 was chosen as working fluid, since it has lower expansion index and higher density among probably usable gases. Gas temperature at the expander inlet was set at $700^{\circ}C$, and that at the compressor inlet was at $40^{\circ}C$. System efficiency reached maximum at the pressure ratio of about 2.5, and the peak efficiency increased with increasing high side pressure. Due to safety concern, the pressure condition of 6 MPa/2.5 MPa was chosen as design condition. Orbiting scroll members for the expander and compressor were designed to have double-sided structure in order to reduce the overall scroll size and to cancel out the axial gas forces acting on the orbiting scroll base plate. By parametric study on the scroll profile, smaller possible size for the scroll members was obtained. With the shaft speed of 3600rpm, the shaft output of the designed scroll expander was calculated to be 45.4kW, while input power for the scroll compressor was 34.5kW, yielding 10.9kW for the output power of the Stirling engine. System efficiency was estimated to be about 7.3%, and overall efficiencies of the scroll expander and compressor were around 84.1% and 88.3%, respectively.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제3권1호
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• pp.43-50
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• 2000

선박용 디젤엔진에 정착되어 사용되는 기존의 터보차져 성능을 개량하기 위하여 압축기만의 수정개발을 수행한 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 터빈과의 싸이클 matching 작업을 통하여 기존의 압축기 성능에 비하여 $7\%$ 증가된 회전수와 $8\%$ 증가된 입구 공기유량으로 상향 조정되면서 효율의 큰 저하 없이 전압력비도 3.5 수준으로 증가되도록 설계점이 성공적으로 확정되었다. (2) 기존의 압축기 케이싱과 스크롤을 대부분 그대로 사용한다는 기하학적 제한조건하에서 3차원 공력 설계가 성공적으로 수행되었고, 설계된 임펠러는 3차원 압축성 난류 수치유동해석 과정을 통해 구체적인 내부 유동과 임펠러의 overall 성능을 확인하였다. (3) 터보차져 전용 시험리그에서 시제품을 성능시험한 결과, 전반적인 압축기의 성능곡선을 성공적으로 도출하였다. 대체적으로 전체 회전수별로 실험결과로 얻은 전압력비는 설계 예측치와 매우 잘 일치하는 모습을 볼 수 있었고, 단열효율의 경우, 실험치와 예측치가 서로 잘 일치하고 있었다. 설계의도대로 설계점에서의 압력비 상승과 유량의 증가 등은 만족스럽게 달성된 것으로 판단된다. (4) 베인디퓨져의 제작문제로 인하여 설계회전수에서의 surge와 choke margin이 설계의도와는 달리 좋지 않은 상태이다. 이는 본래 설계대로 베인디퓨져를 재제작하고 설치각의 크기를 조절함으로써 앞으로 진행될 추가시험에서 보완할 예정이다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제17권1호
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• pp.146-156
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• 2003

A numerical algorithm is developed to analyze the performance of a Unit-injector (UI) System for a diesel engine. The fundamental theory of the algorithm is based on the continuity equation of fluid dynamics. The loss factors that should be seriously regarded on the continuity equation are the compressibility effect of liquid fuel, the wall friction loss in high-pressure fuel lines of the system, the kinetic energy loss of fuel in the system, and the leakage of fuel out of the control volume. For an evaluation of the developed simulation algorithm, the calculation results are compared with the experimental outputs provided by the Technical Research Center of Doowon Precision Industry Co. (DPICO) ； the maximum pressure in the plunger chamber (P$\_$p/) and total amount of fuel injected into a cylinder per cycle (Q$\_$f/) at each operational condition. The result shows that the average error rate (%) of P$\_$p/ and Q$\_$f/ are 2.90% and 4.87%, respectively, in the specified operational conditions. Hence, it can be concluded that the analytical simulation algorithm developed in this study can be reasonably applied to the performance prediction of newly designed UI system.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2002년도 Proceedings of International Symposium on Remote Sensing
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• pp.750-750
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• 2002

The Airship PKNU is a roughly 12 m (32 ft) long blimp, filled with helium, whose two-gasoline power(3hp per engine) are independently radio controlled. The motors and propellers can be tilted and are attached to the gondola through an axle and supporting braces. Four stabilizing fins are mounted at the tail of the airship. To fill in the helium, a valve is placed at the bottom of the hull. The inaugural flight was on jul. 31.2002 at the Pusan, S.korea Most environment monitoring system\ problem use satellite image. But, Low resolution satellite image (multi-spectral) : 1km ∼ 250 m ground resolutions is lows. So, detail information acquisition is hard at the complex terrain. High resolution satellite image (black and white) 30m : The ground resolution is high. But it is high price, visit cycle and delivery time is long So. We want make high accuracy airship photogrammetry system. This airship can catch picture Multi. spectral Aerial photographing (visible, Near infrared and thermal infrared), and High resolution (over 6million pixel). It can take atmosphere datum (Temperature (wet bulb, dew point, general), Pressure (static, dynamic), Humidity, wind speed). this airship is very Quickness that aircraft install time is lower than 30 minutes, it is compact and that conveyance is easy. High-capacity save image (628 cut per 1time (over 6million and 4band(R,G,B,NIR)) and this airship can save datum this High accuracy navigatin (position and rotate angle) by DGPS tech. and Gyro system. this airship will do monitor about red-tide, sea surface temperate, and CH-A, SS and etc.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권4호
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• pp.293-301
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• 2017

초임계 이산화탄소 발전사이클의 다양한 특성을 분석하기 위하여 Sub-kWe급의 소형 실험장치를 설계, 제작하였으며, 터보발전기를 개발하였다. 초임계 이산화탄소 발전용 터빈에서는 팽창비가 작고, 유량이 작기 때문에 터보발전기의 회전수가 높아지게 되고, 이에 따라 회전 부품의 선정, 터빈 공력설계, 축력 및 회전체 동역학 설계가 어려워지게 된다. 이에 터보발전기의 회전수를 줄이기 위하여 노즐의 여러 채널 중 1개의 노즐만 사용하는 부분유입 방법을 세계 최초로 초임계 이산화탄소 발전용 터보발전기에 적용하였으며, 회전체의 진동을 측정하여 부분유입 노즐을 적용함에도 회전체 안정성은 허용 범위내에 있음을 확인하였다.