• 한국기계가공학회지
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• 제12권6호
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• pp.93-100
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• 2013

This paper presents the development process for a bicycle monocoque frame using bolt fastening. Traditionally, bicycle frames have been constructed with metal tubes joined at their ends by welding. These frames have been brazed or soldered onto metal lugs, forming the frame. Because stress loads become greatest at the joint of the bicycle tube frame, joint construction strongly influences frame design and construction. To avoid the inherent problems of material discontinuity at frame joints, numerous designers have attempted to reduce or eliminate the number of joints in tube frames. Nevertheless, the manufacture of high quality, reliable, one-piece and jointless frames has proven difficult and expensive. In this study, a new monocoque frame adapted to a hybrid bike is proposed. The advantage of the monocoque frame, is theat is has a rechargeable battery system that is built into the frame; as a result, the emotional quality for the customer is improved. In order to estimate the design compatibility compared with that of tube frames, structural analysis is performed using finite element method. A prototype based on a modified design has also been made and stability testing has been carried out.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권6호
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• pp.2158-2165
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• 2023

Marine radioactivity monitoring is critical for taking immediate action in case of unexpected nuclear accidents at nuclear facilities located near coastal areas. Especially when the level of contamination is not predictable, mobile monitoring systems will be useful for wide-area ocean radiation survey and for determination of the level of radioactivity. Here, we used a silicon photomultiplier and a high-efficiency GAGG crystal to fabricate a compact, battery-powered gamma spectroscopy that can be used in an ocean environment. The developed spectroscopy has compact dimensions of 6.5 × 6.5× 8 cm³ and weighs 560 g. We used LoRa, a low-power wireless protocol for communication. Successful data transmission was achieved within 1.4 m water depth. The developed gamma spectroscopy was able to detect radioactivity from a ¹³⁷Cs point source (3.7 kBq) at a distance of 20 cm in water. Moreover, we demonstrated an unmanned radioactivity monitoring system in a real sea by combining unmanned surface vehicle with the developed gamma spectroscopy. A hidden ¹³⁷Cs source (3.07 MBq) was detected by the unmanned system at a distance of 3 m. After successfully testing the developed mobile spectroscopy in an ocean environment, we believe that our proposed system will be an effective solution for mobile real-time marine radioactivity monitoring.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제42권2호
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• pp.85-89
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• 2018

Observations and video documentation of interactions between animals living in dens, cavities, and other enclosed spaces are difficult, but they play an important role in field biology, ecology, and conservation. For example, bird parents visiting nests and feeding their nestlings may provide crucial information for testing of ecological hypotheses and may easily attract attention of participants of citizen-science ecological and conservation projects. Because of the nest concealment of cavity-nesting birds, their behaviors in the nest can only be studied by using video surveillance. Professional wildlife surveillance systems are extremely expensive. Here, we describe an inexpensive video setup that can be constructed with relatively little effort and is more affordable than any previously described system. We anticipate that the relatively low cost of about 250 USD for a battery-operated system is an important feature for citizen-science type of projects and for applications in heavily populated areas where the potential for theft and vandalism may be high. Based on our experiences, we provide methodological advice on practical aspects of using this system in the field for ecological research on birds. We highlight the low cost, easiness of construction, and potential availability to a large number of observers taking part in wildlife monitoring projects, and we offer technical help to participants of such research projects.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제30권1호
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• pp.23-33
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• 2009

It can be used easily to reduce rehabilitation and treatment time if diagnostic and therapeutic devices are attached to cloth or body. Therefore we developed neuromuscular wearable ultra-miniature lighting modules which can improve the neuromuscular function and verified its clinical effectiveness. The system is based on the ultra-miniature lighting treatment module and there are two types of systems. One of them is designed as an attached type and the other type is combined with clothing. The wearable ultra-miniature lighting module is composed of controller (battery, MCU, bidirectional transmitter and receiver), cable, treatment medium generating device and other peripheral devices. To verify the clinical effectiveness of this device, we observed the difference of the strength of a muscle before and after 650nm and 25mW laser irradiation on the reflex point for 1 to 4 seconds. Among 48 patients having the degenerative osteoarthritis, the muscle strength before and after irradiation of laser was $21.8{\pm}7.99$ and $27.3{\pm}8.43$. According to the result, the muscle strength after treatment was significantly increased (p<0.01). To whom having difficulty in visiting to OPD(Out-Patient Department), doctors medically examine the patients and find the therapeutic point, attachment of this wearable ultra-miniature lighting module can function as self treatment (treating instrument) and treatment assist at home. If doctor can remotely control the patient and take part in treatment, the therapeutic device could contribute to prevention and care device.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제2권2호
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• pp.227-232
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• 2016

To test the effectiveness of using an energy storage system for frequency regulation, the Energy New Business Laboratory at KEPCO Research Institute installed a 4 MW energy storage system (ESS) demonstration facility at the Jocheon Substation on Jeju Island. And after the successful completion of demonstration operations, a total of 52 MW ESS for frequency regulation was installed in Seo-Anseong (28 MW, governor-free control) and in Shin-Yongin (24 MW, automatic generation control). The control system used in these two sites was based on the control system developed for the 4 MW ESS demonstration facility. KEPCO recently finished the construction of 184 MW ESS for frequency regulation in 8 locations, (e.g. Shin-Gimjae substation, Shin-Gaeryong substation, etc.) and they are currently being tested for automatic operation. KEPCO plans to construct additional ESS facilities (up to a total of about 500 MW for frequency regulation by 2017), thus, various operational tests would first have to be conducted. The high-speed characteristic of ESS can negatively impact the power system in case the 500 MW ESS is not properly operated. At this stage we need to verify how effectively the 500 MW ESS can regulate frequency. In this paper, the effect of using ESS for frequency regulation on the power system of Korea was studied. Simulations were conducted to determine the effect of using a 524 MW ESS for frequency regulation. Models of the power grid and the ESS were developed to verify the performance of the operation system and its control system. When a high capacity power plant is tripped, a 24 MW ESS supplies power automatically and 4 units of 125MW ESS supply power manually. This study only focuses on transient state analysis. It was verified that 500 MW ESS can regulate system frequency faster and more effectively than conventional power plants. Also, it was verified that time-delayed high speed operations of multiple ESS facilities do not negatively impact power system operations. It is recommended that further testing be conducted for a fleet of multiple ESSs with different capacities distributed over multiple substations (e.g. 16, 24, 28, and 48 MW ESS distributed across 20 substations) because each ESS measures frequency individually. The operation of one ESS facility will differ from the other ESSs within the fleet, and may negatively impact the performance of the others. The following are also recommended: (a) studies wherein all ESSs should be operated in automatic mode; (b) studies on the improvement of individual ESS control; and (c) studies on the reapportionment of all ESS energies within the fleet.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.39-48
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• 2020

2017년 8월에 발생한 고창 전력시험센터를 시작으로, 현재까지 총 29건의 전기저장장치 화재가 발생하여 많은 재산피해가 보고되고 있다. 이에 대한 원인은 아직 정확하게 규명되지 않았으나, ESS(energy storage system)와 전력변환장치뿐만 아니라, 계통측 불평형 문제도 하나의 원인으로 고려되어야 할 것으로 보인다. 특히, 연계용변압기측의 순환전류가 자화전류에 영향을 미쳐, 의도치 않게 변압기의 철심이 포화되고 서지전압이 발생하여 ESS에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 부하불평형에 의한 불평형전류 발생시, ESS 연계용변압기로 순환전류의 유입과 변압기 포화로 인한 서지전압 발생 현상을 해석하기 위하여, PSCAD/EMTDC를 이용한 배전용변전소, 연계용변압기 및 수용가부하로 구성된 배전계통의 모델링을 수행한다. 또한, 이러한 문제를 해결하기 위하여, 중성점 접지 저항기(neutral grounding resistor, NGR)를 통해 순환전류의 크기를 일정 값 이내로 저감시키는 방안을 제시하였다. 이를 바탕으로 시뮬레이션을 수행한 결과, 연계용변압기의 결선방식 및 철심구조에 따라 일정 값(10[A]) 이상의 순환전류가 발생하여, ESS에 전기적인 위해 요인이 될 수 있음을 알 수 있었고, 변압기 포화로 인해 2차측에 최대 3[pu]의 서지전압이 발생될 수 있음을 확인하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권5호
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• pp.81-88
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• 2021

일반적으로 큐브위성용 전개형 태양전지판을 수납 및 전개시키기 위해 사용되는 구속분리장치는 비폭발식 나일론선 절단방식이 적용된다. 그러나 상기 방식은 태양전지판 수납 상태에서 큐브위성의 배터리 충전, PCB 및 탑재체의 전기적 점검 및 시험 등을 위한 접근 포트 연결 시 분리장치의 구속해제 및 재채결 작업이 반복적으로 요구된다. 따라서, 기존의 구속분리장치는 위성체 내부 접근을 위해서는 작업자의 번거로움 및 일관된 나일론선 체결작업 공정 유지의 어려움이 존재한다. 본 연구에서는 나일론 선 절단 없이 구속 핀 분리만으로 자유롭게 태양전지판 전개 및 수납이 가능한 Pin-puller형 태양전지판 구속분리장치를 제안하였으며, 기능 및 성능검증을 위한 분리장치의 전개시험 및 최대 분리하중 측정 시험을 통해 분리장치 설계의 유효성을 입증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권8호
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• pp.235-240
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• 2020

본 연구에서는 전투차량용 분배함에 적용된 회로기판에서 전자파 적합성(electromagnetic compatibility, EMC) 시험 간 발생한 전도 노이즈의 원인을 분석하고, 이를 개선하는 방안을 마련하였다. 규격 미충족 분배함에 대한 분석을 진행한 결과, 분배함 내 회로기판의 컨버터 및 반도체 스위칭 소자가 전도노이즈를 유발하는 것을 확인할 수 있었다. 해당 회로카드는 체계장비에 탑재되어 발전기 및 배터리로부터 전원을 공급받아 전력이 필요한 각 구성품으로 공급하는 장치이다. 규격 미충족 구성품은 냉방장치 가동을 위한 회로를 포함하는데 부하특성 확인 결과, 반도체 스위칭 소자가 냉방장치의 켬 혹은 끔 상태를 유지하는 용도로 사용된다는 것을 확인할 수 있었다. 이를 개선하기 위하여 수동필터를 추가하여 노이즈를 감소시키는 첫 번째 방법과, 노이즈의 근원이 되는 컨버터 및 반도체 스위칭 소자를 릴레이로 대체하는 두 번째 방법을 제안하였다. 두 방법에 대해 발생하는 전도 노이즈를 측정한 결과, 두 방법 모두 효과가 있었으나 기존 컨버터 및 스위치를 릴레이로 대체하는 것이 노이즈 감소에 유리함을 확인하여, 필터를 추가하는 것보다 노이즈가 발생하는 원인을 제거하는 방법을 적용하기로 하였다. 최종적으로 릴레이를 적용하여 전투차량용 분배함을 개선하였으며 체계적합성 역시 만족하는 것을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.510-514
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• 2022

본 논문에서는 고감도 보급형 방사선 측정센서 모듈 개발을 제안한다. 제안하는 측정센서 모듈은 섬광체+광증배소자(SiPM) 센서 최적화 구조설계, 센서 드라이버용 증폭과 필터 및 제어회로 설계, 근거리 통신을 포함한 제어회로 설계, 센서 기구설계 및 제작, 시제품에 적용되는 GUI 개발 등으로 구성된다. 섬광체+광증배소자(SiPM) 센서 최적화 구조 설계는 센서 구조 설계를 위한 섬광체와 광증배소자(SiPM)의 특성을 확인하여 설계한다. 센서 드라이버용 증폭과 필터 및 제어회로 설계는 SiPM을 이용하여 섬광체로 방사선에 의해 발생하는 미세 섬광신호를 처리하도록 설계한다. 근거리 통신을 포함한 제어회로 설계는 근거리 무선통신 기능을 지원하기 위한 MCU 설계 및 유선 통신 지원을 통해 데이터 전송이 가능하도록 설계를 수행한다. 센서 기구설계 및 제작은 플라스틱 섬광체에서 발생한 미세 섬광 신호를 광증배소자(SiPM)에 전달하기 위해 플라스틱 섬광체 외부에 반사지(미러링)를 감싸 발생한 섬광이 반사되어 효율을 높이도록 설계한다. 시제품에 적용되는 GUI 개발은 각 화면에 따라 상단에 날짜와 시간을 표현하며, 측정단위 및 시간, 초, 알람 레벨, 통신상태, 배터리 용량 등이 표현되도록 한다. 제안된 시스템의 성능을 평가하기 위하여 공인시험기관에서 실험한 결과는 방사선량 측정 범위가 30𝜇Sv/h ~ 10mSv/h로 측정되어서, 현재 국내외에서 상용으로 판매되는 제품들 중에서 최고수준 범위와 같은 결과가 산출되었다. 또한, ±7.4%의 측정 불확도가 측정되어서 국제 표준인 ±15% 이하에서 정상동작 됨이 확인되었다

• 전기전자학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.1461-1464
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• 2019

본 논문에서는 위치추적과 방사선 측정이 가능한 일체형 방사선 피폭 방호 소방관 인명구조 경보기를 위한 임베디드 보드 개발을 제안한다. 제안하는 방사선 피폭 방호 소방관 인명구조 경보기의 임베디드 보드는 신호 처리부, 통신부, 전원부, 메인 제어부 등으로 구성된다. 신호 처리부에서는 차폐설계, 노이즈 저감 기술 및 전자파 차감 기술 등을 적용한다. 통신부에서는 WiFi 방식을 사용하여 통신하도록 설계한다. 메인 제어부에서는 전력 소모를 최소한으로 줄이고 작고 밀도가 높으면서도 낮은 발열성을 통하여 높은 고성능 시스템을 구성한다. 일체형 방사선 피폭 방호 소방관 인명구조 경보기를 위한 임베디드 보드는 재난 및 화재현장 등 열악한 환경에 노출되어 운영하는 장비이므로 방수와 내열성을 고려한 외형도 설계 및 제작을 한다. 제안된 일체형 방사선 피폭 방호 소방관 인명구조 경보기를 위한 임베디드 보드의 효율을 판단하기 위하여 공인시험기관에서 실험하였다. 방수 등급은 소방관용 장비의 특성 상 재해 현장에서 물에 의한 침수 시에도 안정적인 성능을 유지할 수 있는 IP67 등급을 달성하였다, 동작 온도는 재해현장에서의 폭넓은 환경변화에 대응할 수 있는 -10℃~50℃의 범위에서 측정이 되었다. 배터리 수명은 붕괴사고 등의 비상 재난 상황에 대처할 수 있는 1회 충전 후 144시간 사용 가능함이 측정되었다. PCB를 포함한 최대 통신 거리는 재난 상황 시 지휘통제 차량과의 직선거리에서 기존의 50m보다 넓은 범위인 54.2m에서 작동하는 것이 측정되었다. 따라서 일체형 방사선 피폭 방호 소방관 인명구조 경보기를 위한 임베디드 보드의 그 효용성이 입증되었다.