• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권4호
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• pp.1213-1224
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• 2024

The liquid lead-bismuth cooled fast reactor has been in a single-phase, low-pressure, and high-temperature state for a long time during operation. Considering the requirement of calculation efficiency for long-term transient accident calculation, based on a homogeneous hydrodynamic model, one-dimensional heat conduction model, coolant flow and heat transfer model, neutron kinetics model, coolant and material properties model, this study used the fully implicit difference scheme algorithm of the convection-diffusion term to solve the basic conservation equation, to develop the transient analysis program NUSOL-LMR 2.0 for the lead-bismuth fast reactor system. The steady-state and typical design basis accidents (including reactivity introduction, loss of flow caused by main pump idling, excessive cooling, and plant power outage accidents) for the ABR have been analyzed. The results are compared with the international system analysis software ATHENA. The results indicate that the developed program can stably, accurately, and efficiently predict the transient accident response and safety characteristics of the lead-bismuth fast reactor system.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.7582-7588
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• 2015

광대역 통신을 위한 대표적인 비동기 전송방식인 TR 방식은 동기식 레이크 수신기에 비하여 하드웨어 복잡도가 낮아서 주목을 받아왔다. 최근에는 TR 방식보다 효과적인 데이터 전송을 할 수 있는 BCM 방식이 효율적인 비동기 방식으로 인정받고 있다. BCM 방식의 수신기로는 CMSA 방식이 널리 사용되고 우수한 성능을 가진 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 프레임간 혹은 심볼간 간섭이 존재하는 환경에서, BCM으로 송신된 신호에 대하여 CMSA 방식보다 성능이 우수한 수신기를 제안한다. 제안하는 방식은 TR 방식에서와 같이 상관기를 이용한다. TR방식에서는 하나의 기준신호에 근거한 상관기를 사용하는 반면, 제안하는 방식은 BCM으로 전송된 신호를 복조하기 위하여 블록 코드를 이용한 블록 코드 상관기를 사용한다. 모의실험을 통하여, 제안하는 방식은 CMSA 방식보다 비트오율 측면에서 더 우수한 성능을 나타낸다. 특히, 채널모델 CM4 에서 BER = $10^{-3}$ 일 때, SNR 측면에서 5 dB 이득을 얻을 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권3호
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• pp.296-303
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• 2016

In this paper, a numerical experiment on a tidal turbine was performed based on a water wheel design using the commercial CFD code ANSYS-CFX to contribute to the development of water wheels. The water wheel type tidal turbine was studied with different numbers of rotor blades (including ten, twelve and twenty blades types) and with different blade shapes (Straight, Curved and Zuppinger types) for comparison at several values of tip speed ratio (TSR) ranging from 0.7 to 1.2. The numerical results indicated that the 10-bladed type and the Straight-bladed type turbines absorb the highest power efficiency, up to 43 % at TSR 0.9. In addition, the 20-bladed and the Curved-bladed types showed the lowest performances in all cases of TSRs comparing with the others. Besides that, it was found that this turbine operates much effectively at low range of TSR, especially at TSRs 0.9 and 1 for all cases of blade shapes and all numbers of blades.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.53-59
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• 2015

Tidal turbine, which is relatively similar to wind turbine in term of operational principle, has become a potential solution for the sustainable development of global energy. This paper introduces author's work on tidal turbine which aims to improve the power efficiency by the adaption of counter-rotating concept. The turbine system is modelled and analyzed using computational simulation commercial code. Compared with other works, the counter-rotating tidal turbine presented here is expected to operate stably with high performance throughout a wide range of tip-speed-ratio. Moreover, the equability of individual performance of each rotor is an advantage.

• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제11권2호
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• pp.10-25
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• 2007

With the sharp increase of the oil price, the issue of the energy saving requires even higher propulsive efficiency of the propellers. Traditionally the propellers have been designed with the criteria such as that of Lerbs optimum based on the lifting line theory and the empirical formulae of Lerbs and van Manen giving relations of the wake pitch with the wake non-uniformity. With the aid of the high speed computer, it is now possible to apply the time-consuming iterative approaches for the solution of the lifting surface problems. In this paper we formulate the variational problem to optimize the efficiency of the propeller operating in the given ship wake using the lifting surface method. The variational formulation relating the spanwise circulation distribution with the propulsive efficiency to be maximized is however non-linear in circulation distribution functions, thus the iterative method is applied to the quasi-linearized equations. The blade shape design also requires the iterative procedures, because the shape of the blade which is represented by the lifting surface is unknown a priori. The numerical code was validated with the DTNSRDC propeller 4119 which is well-known to be optimum in uniform inflow condition. In addition existing (well-designed) commercial propellers were selected and compared with the results of the open water tests and the self-propulsion tests.

• Steel and Composite Structures
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• 제51권6호
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• pp.587-600
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• 2024

In order to investigate the seismic performance of regionally confined concrete circular column with trapezoid stirrups (TRCCC) under high axial compression ratio, the confinement mechanism of regionally confined concrete was analyzed. Three regionally confined concrete circular columns with trapezoid stirrups were designed, and low cyclic loading tests were conducted at three different axial compression ratios (0.9, 1.1, 1.25) to study the failure mode, hysteresis curve, skeleton curve, deformation capacity, stiffness degradation and energy dissipation capacity of the specimens. The results indicate that the form of regional confinement concrete provides more uniform confinement to the normal confinement, and the confinement efficiency at the edges is 1.4 times that of normal confined concrete. The ductility coefficients of the specimens were all greater than 3 under high axial compression ratios, and the stiffness and horizontal bearing capacity increased with the increase of axial compression ratio. Therefore, it is recommended that the code of design specifications can appropriately relax the axial compression ratio limit for TRCCC. Finally, the spacing between stirrups of TRCCC was analyzed using ABAQUS software. The results showed that as the spacing between the stirrups decreased, the cracking load and peak load of TRCCC increased continuously, but the rate of increase decreases.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.547-553
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• 2017

현재 의료분야에서는 방사선 차폐체로서 납(Pb)이 널리 쓰이고 있다. 하지만 납은 무게가 매우 무거워 납치마 등의 방호복은 장시간 착용이 어려우며, 인체에 치명적인 납 중독의 위험이 상시 가지고 있다는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 납을 대체 할 수 있는 물질에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 현재 납의 대체물질로써 대표적인 바륨(Ba)과 요오드(I) 등은 우수한 차폐능을 가지고 있지만, 30keV 근처의 에너지 영역에서 특성 X선을 방출하는 특성을 가지고 있다. 환자나 방사선 종사자의 경우 차폐체를 인체에 접촉하고 있는 경우가 많으므로 차폐체에서 발생되는 특성 X선이 인체에 직접 조사되어 방사선 피폭을 증가시킬 위험이 매우 높다. 본 연구에서는 바륨(Ba)과 요오드(I)등에서 발생되는 특성 X선을 제거하기에 적절한 이중구조 차폐체를 방사선 수송코드 중 하나인 FLUKA 수송코드를 개발하여 선행연구로서 진행된 MCNPX 시뮬레이션과 비교 분석하여 이중구조 차폐체의 차폐율에 대한 신뢰성을 검증하고자 하였다. MCNPX와 FLUKA를 이용하여 황산바륨($BaSO_4$)과 산화비스무스($Bi_2O_3$)로 이루어진 다양한 두께조합의 이중구조 차폐체를 설계하였으며, IEC61331-1에 제시된 모식도를 기하학적으로 동일하게 시뮬레이션 상에 구현하였다. 또한, 120 kVp의 연속 X선 스펙트럼에 대한 차폐체의 투과스펙트럼과 흡수선량을 납과 비교 평가하였다. 평가결과, $0.3mm-BaSO_4/0.3mm-Bi_2O_3$ 와 $0.1mm-BaSO_4/0.5mm-Bi_2O_3$ 구조에서는 33 keV와 37 keV의 특성 X선을 모두 흡수하였으며, 90 keV 이상의 고에너지 X선에 대해서도 납과 거의 유사한 차폐효율을 보였다. 또한, FLUKA의 수송코드는 33 keV 이하에서는 cut-off 가 발생하여 저에너지 X선 광자에 대한 전산모사에 제약이 있지만, 40 keV 이상의 고에너지 영역에서 MCNPX와의 상대오차가 6 % 이내로 신뢰성이 매우 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.1017-1019
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• 2013

핵폭발이나 원자력 발전시설 사고와 같이 대규모 방사선사고 발생 시 주변지역은 감응방사선 또는 방사선 낙진으로 인해 오염된다. 이러한 오염지역을 원격에서 탐지하여 오염물질에 대한 분포 및 오염 정도를 확보한다면 오염물질 제거뿐만 아니라 오염에 대한 피해를 최소화 할 수 있다. 본 논문에서는 오염 물질을 탐지하기 위해 스테레오로 구성할 검출기 개발의 일환으로 MCNP코드를 이용하여 검출기의 차폐체 및 콜리메이터를 설계하고 임의 위치의 방사선원으로부터 검출되는 선량을 전산모사 후 결과를 분석하였다. 본 논문의 결과는 방사선 탐지를 위한 효율적인 검출기 구조를 설계를 위한 기초자료로 활용될 것이다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제50권7호
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• pp.1051-1059
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• 2018

Fast periodic pulsed reactor is a type of reactor in which the fission bursts are formed entirely with external reactivity modulation with a specified time periodicity. This type of reactors could generate much larger intensity of neutron beams for experimental use, compared with the steady state reactors. In the design of fast periodic pulsed reactors, the time dependent simulation of the power pulse is majorly based on a point kinetic model, which is known to have limitations. A more accurate calculation method is desired for the design analyses of fast periodic pulsed reactors. Monte Carlo computer code MCNP6 is used for this task due to its three dimensional transport capability with a continuous energy library. Some new routines were added to simulate the rotation of the movable reflector parts in the time dependent calculation. Fast periodic pulsed reactor IBR-2M was utilized to validate the new routines. This reactor is periodically in prompt supercritical state, which lasts for ${\sim}400{\mu}s$, during the equilibrium state. This generates long neutron fission chains, which requires tremendously large amount of computation time during Monte Carlo simulations. Russian Roulette was applied for these very long neutron chains in MCNP6 calculation, combined with other approaches to improve the efficiency of the simulations. In the power pulse of the IBR-2M at equilibrium state, there is some discrepancy between the experimental measurements and the calculated results using the point kinetics model. MCNP6 results matches better the experimental measurements, which shows the merit of using MCNP6 calculation relative to the point kinetics model.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권4호
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• pp.253-259
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• 2004

본 연구에서는 디지털 X-선 영상시스템의 최적화 설계를 위하여 몬테카를로 방법을 이용한 영상모의실험용 코드를 visual $C^{++}$ 프로그래밍 언어를 사용하여 개발하였다. 디지털 X-선 영상시스템으로 Gd$_2$O$_2$S(Tb) 섬광체 및 광센서 어레이를 고려하였으며, 일반적인 실험 환경을 모사하기 위해 2차원 평행 그리드를 포함시켰다. X-선과 피사체, 그리드 및 섬광체와의 반응, 그리고 섬광체에서 발생된 빛의 거동 및 광센서 어레이에서의 수집을 몬테카를로 방법을 이용하여 모사하였다. Gd$_2$O$_2$S(Tb) 섬광체의 두께는 66$\mu\textrm{m}$로 설정하였으며, 광센서 어레이의 픽셀 피치는 48$\mu\textrm{m}$ 그리고 픽셀의 포맷은 256${\times}$256으로 가정하였다. 다양한 모의실험조건에서 X-선 영상을 획득한 후 객관적인 영상시스템의 성능평가 지표인 SNR(signal-to-noise ratio), MTF(modulation transfer function), NPS(noise power spectrum), DQE(detective quantum efficiency) 등을 계산하였으며, 이를 통해 화질을 평가하였다. 본 연구에서 개발된 영상모의실험 코드는 다양한 디지털 X-선 영상시스템에 대해 여러 설계변수들에 대한 성능을 예측함으로써 영상시스템 최적설계에 활용될 수 있다.