• 한국산업융합학회 논문집
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• 제5권4호
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• pp.313-320
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• 2002

A 2-dimensional $k-{\varepsilon}$ numerical model was developed to explore the effects of vehicle movement, jet fan and wind speed for the ventilation of road tunnels. To consider the temperature distribution in the tunnel, the energy equation was solved with a source term of the energy exhausted from vehicles. Although the tunnel ventilation can be made by the piston effect of vehicle movement, an additional ventilation is necessary when a head wind is existing. Jet fans may assist the air flow in the tunnel. However, more efficient ventilation system should be necessary, because the exhaust gas from vehicles flow along the road surface and it cannot be diffused in the longitudinal tunnel.

• 공업화학
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• 제34권3호
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• pp.226-240
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• 2023

This paper provides an overview of the trends and future directions in the development of anode materials for solid oxide fuel cells (SOFCs) using hydrocarbons as fuel, with the aim of enabling a decentralized energy supply. Hydrocarbons (such as natural gas and biogas) offer promising alternatives to traditional energy sources, as their use in SOFCs can help meet the growing demands for energy. We cover several types of materials, including perovskite structures, high-entropy alloys, proton-conducting ceramic materials, anode on-cell catalyst reforming layers, and anode functional layers. In addition, we review the performance and long-term stability of cells based on these anode materials and assess their potential for commercial manufacturing processes. Finally, we present a model for enhancing the applicability of fuel cell-based power generation systems to assist in the realization of the H₂ economy as the best practice for enabling distributed energy. Overall, this study highlights the potential of SOFCs to make significant progress toward a sustainable and efficient energy future.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.114-120
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• 2011

Fuel reforming technology for the fuel cell vehicles has been frequently applied to internal combustion engine for the reduction of engine out emissions. Since syngas which is reformed from fossil fuel has hydrogen as a major component, it has abilities to enhance the combustion characteristics with wide flammability and high speed flame propagation. In this paper, syngas was feed to a 2.0 liter SI engine with MPI to improve exhaust emissions under cold start and early state of idle condition. Syngas fraction is varied to 0%, 10%, 25%, with various ignition timings. Exhaust emission characteristics and the exhaust system temperature were measured to investigate the effects of syngas addition on cold start. Result showed that HC emission could be dramatically reduced due to the fact that syngas has $H_2$ and no HC as components. The amount of $NO_x$ emission was decreased with the increase of syngas fraction. Because the dilution effect of $N_2$ and the retard of ignition timing reduces the peak combustion temperature inside the cylinder. Exhaust gas temperature was lower than that of gasoline feeding condition. Retarded ignition timing, however, resulted in increased exhaust gas temperature approximated to gasoline condition. It is supposed that the usage of syngas in an SI engine is an effective solution to meet the future strict emission regulations.

• 한국가스학회지
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• 제18권2호
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• pp.1-9
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• 2014

석탄층 메탄가스 저류층의 개발을 위해서는 석탄층 특성에 부합하는 생산방법을 적용하는 것이 중요하지만 대부분의 개발현장에서는 경험적인 판단에 의존하여 생산방법을 선정하고 있어 결과에 대한 신뢰도가 떨어질 뿐만 아니라 복잡한 시뮬레이션 해석을 통해 최적 생산방법을 규명해야 하는 등의 많은 시간과 노력이 필요하다는 문제점이 있다. 이에 본 연구에서는 인공신경망을 활용하여 석탄층 메탄가스 최적 생산방법을 선정하기 위한 지능형 시스템을 개발하였다. 시스템 개발에 앞서 문헌 조사를 통해 석탄층 메탄가스 생산방법 선정 가이드라인을 분석하였고, 이를 활용하여 시추 방법과 유정완결법 선정 시스템, 수압파쇄공법 수행시 파쇄액 선정 시스템을 개발하였다. 개발된 생산방법 선정 시스템의 타당성 평가 결과, 높은 정확도를 나타냄으로써 본 연구에서 개발된 생산방법 선정 시스템은 향후 석탄층 메탄가스의 개발에 앞서 석탄층 특성에 부합하는 생산방법을 선정할 수 있는 효율적인 도구로 활용될 것으로 판단된다.

• Advances in Energy Research
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• 제6권1호
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• pp.75-90
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• 2019

Anthropogenic greenhouse gas emissions are rising rapidly despite efforts to curb release of such gases. One long term potential solution to offset these destructive emissions is the capture and storage of carbon dioxide. Partially depleted hydrocarbon reservoirs are attractive targets for permanent carbon dioxide disposal due to proven storage capacity and seal integrity, existing infrastructure. Optimum well completion design in depleted reservoirs requires understanding of prominent geomechanics issues with regard to rock-fluid interaction effects. Geomechanics plays a crucial role in the selection, design and operation of a storage facility and can improve the engineering performance, maintain safety and minimize environmental impact. In this paper, an integrated geomechanics workflow to evaluate reservoir caprock integrity is presented. This method integrates a reservoir simulation that typically computes variation in the reservoir pressure and temperature with geomechanical simulation which calculates variation in stresses. Coupling between these simulation modules is performed iteratively which in each simulation cycle, time dependent reservoir pressure and temperature obtained from three dimensional compositional reservoir models in ECLIPSE were transferred into finite element reservoir geomechanical models in ABAQUS and new porosity and permeability are obtained using volumetric strains for the next analysis step. Finally, efficiency of this approach is demonstrated through a case study of oil production and subsequent carbon storage in an oil reservoir. The methodology and overall workflow presented in this paper are expected to assist engineers with geomechanical assessments for reservoir optimum production and gas injection design for both natural gas and carbon dioxide storage in depleted reservoirs.

• 멤브레인
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• 제15권3호
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• pp.224-232
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• 2005

생체 폐를 대신해서 임시적으로 제공하는 폐 보조 장치(LAD)의 사용은 기계 환기술의 단순화와 체외순환 막형 인공폐의 기능을 결합하여 급성호흡부전 환자에 적합하다. 본 연구에서의 주 관심은 폐 보조 장치에서의 막 진동 효율에 있었으며 정량적인 실험 측정은 혈액 용혈에 대한 막 진동 의존을 확인하기 위하여 실행하였다. 또, 혈액 용혈은 막 진동이 이루어질 때 한계 용혈의 가진 주파수 대에서 결정하였다. 최대 기체 전달율을 보이는 675의 중공사 막으로 이루어져 있는 유형 5의 가진 주파수에서 최대 진폭의 발생 및 중공사에 진동의 전달에 의해 최대 산소 전달율이 일어났다. 이 주파수가 혈류량에 가동 가능했던 제 2 형태의 공진 주파수가 되어 높은 각 혈류량 비에서 $25{\pm}5$ 헤르쯔까지 가진이 되었으며, 혈액 용혈은 $25{\pm}5$ 헤르쯔의 가진 주파수에서 상대적으로 낮았다. 따라서 우리는 이 폐 보조 장치의 한계 용혈 주파수가 $25{\pm}5$ 헤르쯔인 것으로 결정했다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제24권1호
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• pp.91-101
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• 2017

최근 레이저를 이용하여 전자 소자 및 모듈을 절단하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 레이저를 이용하여 LED 모듈을 초고속 절단하기 위한 기초 연구를 수행하였다. 특히 기존의 다이싱(dicing) saw의 절단 속도를 훨씬 능가하는 100 mm/s의 초고속 레이저 절단의 가능성을 검토하였다. 이를 위하여 LED 모듈의 구성 재료인 copper/ceramic 및 silicone/ceramic 이종 복합 기판을 제작하여 레이저 절단 후, 절단면의 표면 특성, 표면조도, 굽힘 강도를 다이싱 saw를 이용하여 절단한 샘플과 비교하였다. 복합 기판에 대한 최적의 레이저 절단 조건을 찾기 위하여, 세라믹 및 구리 단일 기판의 레이저 절단을 통하여 다양한 레이저 공정 조건들에 대한 영향 검토하였다. 절단면의 표면 특성이 가장 좋은 최적의 레이저 절단 조건은 Ar 보조 가스의 사용, 높은 레이저 파워 및 높은 보조 가스의 압력이었다. Copper/ceramic 및 silicone/ceramic 이종 복합 기판에 대하여 레이저 절단과 다이싱 saw로 절단한 기판의 절단면을 비교한 결과, 레이저로 절단된 기판이 다이싱 saw 절단에 비하여 표면이 거칠고 표면 특성이 약간 나쁘다. 레이저 절단면의 평균 표면조도는 약 $9{\mu}m$ 이며, 다이싱 saw로 절단된 절단면의 표면조도는 약 $4{\mu}m$ 이었다. 그러나 다이싱 절단의 절단 속도(3 mm/s)를 고려하면 레이저 절단면의 표면 morphology가 비교적 균일하고, 표면조도도 다이싱 절단의 경우와 큰 차이가 없기 때문에 어느 정도 만족할 만한 결과를 얻었다고 판단된다. 또한 레이저 절단된 기판의 굽힘 강도가 다이싱으로 절단된 기판의 굽힘 강도보다 동등하거나 약간 열세이었다. 그러나 향후 레이저의 절단 조건이 좀 더 최적화된다면 LED 모듈의 초고속 레이저 절단이 가능할 것으로 판단된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제35권6호
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• pp.507-514
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• 2003

Recently dry decontamination/surface-cleaning technology using plasma etching has been focused in the nuclear industry. In this study, the applicability of this new dry processing technique are experimentally investigated by examining the etching reaction of $UO_2$, Co, and Mo in r.f. plasma with the etchant gas of $CF_4/O_2$ mixture. $UO_2$ is chosen as a representing material for uranium and TRU (TRans-Uranic) compounds while metallic Co and Mo are selected because they are the principal contaminants in the used metallic nuclear components such as valves and pipes made of stainless steel or inconel. Results show that in all cases maximum etching rate is achieved when the mole fraction of $UO_2\;in\;CF_4/O_2$ mixture gas is $20\%$, regardless of temperature and r.f. power. In case of $UO_2$, the highest etching reaction rate is greater than 1000 monolayers/min. at $370^{\circ}C$ under 150 W r.f. power which is equivalent to $0.4{\mu}m/min$. As for Co, etching reaction begins to take place significantly when the temperature exceeds $350^{\circ}C$. Maximum etching rate achieved at $380^{\circ}C\;is\;0.06{\mu}m/min$. Mo etching reaction takes place vigorously even at relatively low temperature and the reaction rate increases drastically with increasing temperature. Highest etching rate at $380^{\circ}C\;is\;1.9{\mu}m/min$. According to OES (Optical Emission Spectroscopy) and AES (Auger Electron Spectroscopy) analysis, primary reaction seems to be a fluorination reaction, but carbonyl compound formation reaction may assist the dominant reaction, especially in case of Co and Mo. Through this basic study, the feasibility and the applicability of plasma decontamination technique are demonstrated.

• 한국레이저가공학회지
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• 제7권3호
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• pp.11-24
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• 2004

In automotive industry, light weight vehicle is one of issues because of the air pollution and the protection of environment. Therefore, automotive manufacturers have tried to apply light materials such as aluminum to car body. Aluminum welding using laser has some advantages high energy density and high productivity. It is very important to understand behavior of plasma and keyhole in order to improve weld quality and monitor the weld state. In this study, spectral analysis was carried out to verify the spectrum for plasma which is generated in laser welding of A 6000 aluminum alloy. Two photodiodes which cover the range of plasma wavelength was used to measure light emission during laser welding according to assist gas flow rate and welding speed. Analysis of relationship between sensor signals of welding variables and formation of keyhole and plasma is performed. To determine the level of significance, analysis of variation (ANOVA) was carried out.

• 한국추진공학회지
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• 제17권3호
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• pp.15-20
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• 2013

Graphite는 고온/고압의 가스가 추진기관 내의 구동장치에 유입되지 않게 기밀 소재로 사용되며, 마모 과정에서 윤활막을 형성하여 구조물 안에서 윤활과 기밀을 돕는다. 본 연구는 기밀 소재로 사용되는 Graphite의 고온 마모 시험을 통해 고온 마모 특성을 평가하였다. 고밀도 Graphite (HK-6)에 대하여 실제 작동환경에 기초 한 온도, 미끄럼 속도, 접촉 하중 조건에 따른 마모 특성을 평가 및 고찰하였다. 마모 표면 관찰을 통해 마모 메카니즘을 파악하고 고온 마모 특성을 통하여 최적화된 작동 환경 조건에 대하여 제안 하였다. 결과적으로, 상온에서 보다 고온 환경에서 윤활막 형성에 유리 하여 마찰 계수가 비교적 낮게 나타나는 것을 알 수 있다.