• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권9호
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• pp.42-51
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• 2017

본 논문에서는 전기자동차 배터리의 충전 방안 중 하나로 여겨지는 무선전력전송을 이용할 경우 발생 가능한 보호협조 문제점을 분석한다. 전기충전을 위한 무선전력전송 시스템을 구축하기 위해서는 전원공급장치 개발이 필수적이나, 전원공급장치의 정확한 설치기준이 없기 때문에 운용 시 보호협조 상에 문제점이 발생 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 PSCAD/EMTDC로 무선전력전송 전기충전설비용 전원공급장치를 모델링하여 가능성 있는 사고를 모의해보고, 이를 해결할 수 있는 대안을 제시하고자 한다. 즉, 사고 발생 시, 전원공급장치의 60Hz 대역에서 정격차단용량(12.5kA) 상회 가능성과 20kHz 대역에서의 임피던스 병렬화로 인한 보호기기의 부동작 가능성을 시뮬레이션을 통해 확인하였고, 이에 대한 해결책으로 대칭좌표법을 이용한 사고해석 알고리즘과 사고전류를 저감시킬 수 있는 NGR 산정 알고리즘을 제안하였다. 이를 통해 60Hz 대역에서는 NGR(Neutral Ground Resister)을 도입하여 사고전류를 정격차단용량 이하로 저감시키고, 20kHz 대역에서는 중선선에 CT 설치 및 이에 대한 보호정정을 통해 보호기기 부동작이 방지됨을 확인하였다.

• 한국생산제조학회지
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• 제25권3호
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• pp.189-197
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• 2016

Green vehicles include electric vehicles, natural gas vehicles, and fuel cell vehicles (FCVs). In FCVs, pressure vessels have cylinder valves to control hydrogen flow. These valves should be of high quality in terms of safety because hydrogen is stored at ultra-high pressure in pressure vessels. Hence, safety evaluation of these valves is necessary to secure the safety of the FCV. A structural analysis of the cylinder valve was conducted in this study by using a commercial finite element analysis code. The results showed that the safety factor of valve component ranged 1.06-186.44. After categorizing, the stress components at critical points of the cylinder valve parts were evaluated using the corresponding allowable design criteria in the ASME code. The pressurization cycle test was performed as per the regulation to evaluate the safety of the valve.

• 공업화학
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• 제8권6호
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• pp.1034-1040
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• 1997

전기자동차의 동력원으로 사용되는 90Ah급 Nickel/Metal hydride 전지 11개로 구성된 module의 온도특성을 상용 software인 NISA II를 사용하여 해석하였다. 전지 module에 대한 element수를 감축하기 위하여 열전도도가 다른 여러 층을 통하여 전달되는 열흐름에 대한 해석을 전기저항 등가식을 사용하여 단순화하였으며, Cartesian coordinate의 축별로 다른 열전도도를 삽입하는 orthotropic model을 사용하였다. 전지 module의 온도를 낮추기 위하여 알루미늄 재질의 cooling fin을 전지와 전지사이에 삽입하여 실험을 수행하였고, 전지 module 최외곽에 위치한 fin에 의한 최고온도의 강하 효과는 미미하다는 결과를 얻었다. 전지 module내 전지별 온도차이를 극소화하기 위하여 cooling fin의 개수와 두께 그리고 측면 fin의 복합적인 영향에 대한 실험을 수행하였으며, 1mm 두께의 알루미늄 fin을 4개 사용하여 module내 전지별 최고온도의 차이를 $3^{\circ}C$ 이내로 줄일 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권4호
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• pp.1008-1016
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• 2019

In the SG (steam generator) of PWR (pressurized water reactor) for a nuclear plant, hundreds of U-shaped tubes are used for the heat exchanger system. They interact with primary pressurized cooling water flow, generating flow-induced vibration in the secondary flow region. A simplified U-tube model is proposed in this study to apply for experiment and its counterpart computation. Using the commercial code, ANSYS-CFX, we first verified the Moody chart, comparing the straight pipe theory with the results derived from CFD (computational fluid dynamics) analysis. Considering the virtual mass of fluid, we computed the major modes with the low natural frequencies through the comparison with impact hammer test, and then investigated the effect of pump flow in the frequency domain using FFT (fast Fourier transform) analysis of the experimental data. Using two-way fluid-structure interaction module in the CFD code, we studied the influence on mean flow rate to generate the displacement data. A feasible CFD method has been setup in this research that could be applied potentially in the field of nuclear thermal-hydraulics.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.253-257
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• 2008

지능형교통시스템 (Intelligent Transportation System: ITS) 은 도로 및 교통관리, 교통정보제공, 대중교통 및 화물차량의 운영 등 교통의 전 분야에 걸쳐 정보통신 기술, 센서 및 제어 기술을 접목함으로써 교통의 효율화와 물류비용의 절감을 목표로 하고 있다. 특히, 최근에는 전자 및 통신 기술 등 첨단기술을 활용하여 현행 교통체계를 첨단화하기 위한 노력이 빠르게 진행되고 있으며, ITS는 최근 위치정보의 폭넓은 보급과 유 무선통신기술의 발전에 따라 위치정보서비스, 텔레매틱스 서비스 등과의 결합을 통해 새로운 비즈니스 모델들을 탄생시키고 있다. 또한 기존에 중점적으로 추진되어 왔던 도로 및 차량 영역뿐만 아니라 ITS 아키텍처를 구성하는 다양한 하위 시스템들간의 통신 및 정보체계 표준화와 관계된 기술, 시스템, 서비스 등의 시장이 형성되기 시작하고 있다. 이중에서도 최근에는 이동통신기술의 발전과 복합단말의 발전을 통해 통합된 기능을 갖는 이동전화, PDA, 스마트단말 등의 개인단말 뿐만 아니라 도로와 차량내의 통신을 위한 차량탑재형 단말 등의 보급으로 단거리 무선통신기술과 스마트차드 기술을 이용한 자동요금징수시스템, 위치정보기술을 이용한 위치기반서비스, GPS를 이용하여 실시간 교통정보 서비스가 가능한 텔레매틱스 서비스 등은 본격적으로 시장을 형성해 나가고 있다. 이는 기존의 ITS 분야가 ETCS(Electric Toll Collection System), AVHS(Advanced Vehicle & Highway System), CVO(Commercial Vehicle Operation)등 교통 인프라에 초점을 맞추고 있었으나 그동안의 수익모델 부재 등으로 인해 사업자들의 적극적인 투자가 이루어지지 않아 ITS 시장 활성화에 어려움이 있어 왔다는 점을 고려해 볼 때 최근 위치정보를 이용한 사용자 서비스를 통해 민간 기업의 투자 참여와 일반 사용자들의 ITS 에 대한 관심이 매우 높아지고 있다는 점은 ITS 시장의 확대에 있어 매우 긍정적인 요인될 것으로 예상되고 있다. 본 논문에서는 이러한 ITS의 세계적인 개발 및 투자 추세, 국내의 추진 동향을 통해 살펴보고 이에 따른 국내 적용에 대한 시사점을 살펴보았다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권7호
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• pp.2878-2885
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• 2012

본 연구에서는 MR유체를 특징으로 하는 하지 재활운동 기구를 제안하고, 재활운동 기구에 적용하기 위한 소형 MR 유체 브레이크를 설계, 제작하여 성능을 평가하였다. MR유체 브레이크의 저항 특성은 MR유체에 부하되는 자기장의 변화에 의해 제어된다. 공간 제한을 고려하여 자기장 세기와 관련된 설계변수는 유한요소 프로그램인 ANSYS Workbench를 사용하여 최대 토오크가 발생할 수 있도록 결정하였다. 제안된 MR유체 브레이크를 제작하고, 자기장에 따른 토오크의 변화를 실험적으로 평가하였다. 전류를 공급하면, MR 유체 브레이크의 토오크는 증가하였으며, 그 반응은 매우 빠르게 나타났다. 공급하는 전류의 세기가 증가함에 따라 MR 유체 브레이크의 토오크는 MR유체의 빙햄 특성과 유사하게 증가하여 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.561-567
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• 2018

본 연구는 동력분산형 고속열차의 승차감을 개선하기 위하여 진행되었다. 동력분산형 고속열차 시제차량의 동역학 해석을 통해 300km/h이상의 임계속도를 갖는 등가 답면구배의 범위는 0.05에서 0.25사이임을 확인하였다. 초기에 적용된 차륜 프로파일 S1002는 4만km이상의 누적주행거리에도 불구하고 등가 답면구배는 0.033 정도였고, 안정적인 운행을 위해서는 등가 답면구배가 0.061이 넘는 XP55가 더 적합함을 확인하였다. 동력분산형 고속열차의 승차감을 개선하기 위한 방안으로 요댐퍼의 설치 각도를 $7.35^{\circ}$에서 $0^{\circ}$로 변경하고, 민감도 분석과 최적화를 통해 도출된 공기스프링 횡 및 상하방향 강성 30% 감소, 2차 수직댐퍼 및 횡댐퍼 댐핑계수를 50% 증가시키는 방안을 제안하였다. 이를 적용하면 차체 가속도를 평균 20%정도 개선시킬 수 있을 것으로 예상되었다. 도출된 승차감 개선 방법의 일부인 요댐퍼 설치각도를 $0^{\circ}$로 변경하고 횡댐퍼의 댐핑계수를 30% 증가시킨 후 경부고속선에서 300km/h 속도로 시운전을 진행하였을 때, 차체 횡가속도는 평균 34.3% 개선되었고, 본 연구에서 제안된 추가적인 개선 방안은 향후 시운전 시험 시에 적용될 예정이다. 본 연구에서 사용된 승차감 개선 프로세스는 향후 동력분산형 고속열차의 상업 운행 시에 발생할 수 있는 승차감 관련 문제 해결에 사용될 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.683-688
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• 2018

최근 하이브리드 전기자동차의 보급 확대에 따라 전기에너지 수요가 증가하고 있다. 본 연구에서는 전기에너지 수요에 대응하기 위해 에너지 하베스팅 기술을 이용해 자가발전이 가능한 3가지 구조의 현가장치 적용 선형 발전 시스템을 ANSYS MAXWELL을 사용하여 전자기 시뮬레이션을 통해 각 구조의 발전 특성을 비교 분석 하였다. 다음으로 각 모델에 대해 상용 PIDO(Process Integration and Design Optimization)툴인 PIAnO(Process Integration, Automation and Optimization)을 사용하여 최적설계를 수행하였다. 3가지 설계변수를 선정하여 실험계획법 기법 중 직교 배열표(Orthogonal Array)를 이용해 도출한 18개의 실험 점에 대해 전자기 해석을 통해 완성한 실험계획법을 바탕으로 근사 모델을 생성하였으며 진화 알고리즘(Evolutionary Algorithm)을 이용한 최적 설계를 수행하였다. 마지막으로 초기 모델과 동일한 해석 조건을 사용해 최적 설계 결과 모델에 대한 전자기 시뮬레이션을 통해 최적설계 결과를 검증 하였다. 각 선형 발전기 모델에 대해 최적의 구조에 대한 발전 특성을 비교한 결과 8pole-8slot, 12pole-12slot, 16pole-16slot 구조에서 최대 발전량은 각각 366.5W, 466.7W, 579.7W로 slot, pole 조합 수가 많아질수록 발전량이 증가하는 결과를 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.3708-3713
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• 2015

본 연구의 목적은 연료전지 자동차의 스택 시스템의 열적 특성을 파악하기 위하여 상용 수치 해석 프로그램을 이용하여 열전달 성능을 해석적으로 고찰하였다. 이를 위하여 연료전지 자동차가 일반도로 및 등판도로 등 주행 특성에 따른 스택 열관리 시스템의 냉각 특성과 에어컨의 작동 여부 등 운전 특성에 따른 스택 열관리 시스템의 냉각 특성을 고찰하였다. 스택 라디에이터로 유입되는 공기 유속이 증가함에 따라 모든 냉각수 유량조건에서 열전달 성능은 향상되었다. 공기 유속이 2 m/s에서 10 m/s로 증가함에 따라 스택 라디에이터의 열전달 성능은 냉각수 유량 20 l/min에서 105.3% 증가하였고, 냉각수 유량 120 l/min에서 221.3% 증가하였다. 스택 라디에이터는 가혹조건인 등판 각도 8% 및 속도 50 km/h에서 냉각수 입구 온도차 $9.45^{\circ}C$로 일반조건인 등판 각도 0% 및 속도 120 km/h에서 냉각수 입구 온도차인 $5.1^{\circ}C$보다 85.3% 증가했다. 또한, 연료전지 자동차가 가혹조건인 등판 주행시 에어컨 시스템을 작동할 경우 스택의 안정적 작동을 허용하는 한계 온도인 $70^{\circ}C$를 초과할 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권12호
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• pp.1035-1047
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• 2015

고고도 장기체공 축소형 전기 동력 무인기(EAV-2H+)용 프로펠러의 성능을 평가하기 위해 풍동시험과 전산해석을 수행하였다. 3종의 프로펠러에 대해 성능 곡선을 측정하고, 운용 조건을 평가하여 EAV-2H+에 적용 가능 여부를 판단하였다. 낮은 rpm 영역에서 성능 계수의 저하 경향을 확인하였다. 프로펠러 성능에 미치는 강체 천이 테이프 부착 효과를 측정하고 분석하였다. 상용 전산유체역학 코드를 사용한 성능 해석을 수행하여 시험과 해석의 추력계수-동력계수 선도가 잘 일치함을 확인하였다. 전진비에 따른 성능 계수를 비교하고 결과 차이에 기여하는 시험장치의 영향을 평가하였다. 시험에서 관찰된 낮은 rpm 영역의 성능 감소 경향을 transition SST 모델이 유사하게 모사함을 확인하였다. 낮은 레이놀즈수에 의한 깃 요소의 공력 성능 저하가 프로펠러 성능 감소의 주원인으로 분석되었다. 고고도 조건 해석으로부터 프로펠러 성능 저하를 확인하였다.