• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제30권1호
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• pp.18-22
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• 2009

Laser has been widely used in various fields of medicine. Recently, noninvasive low-level laser therapeutic medical devices have been introduced in market. However, low-level laser cannot deliver enough photon density to expect positive therapeutic results in deep tissue layer due to the light scattering property in tissue. In order to overcome the limitation, this study was aimed to develop a negative pressure applied low-level laser probe to optimize laser transmission pattern and therefore, to improve photon density in soft tissue. In order to evaluate the possibility of clinical application of the developed laser probe, ex-vivo experiments were performed with porcine skin samples and laser transmissions were quantitatively measured as a function of tissue compression. The laser probe has an air suction hole to apply negative pressure to skin, a transparent plastic body to observe variations of tissue, and a small metallic optical fiber guide to support the optical fiber when negative pressure was applied. By applying negative pressure to the laser probe, the porcine skin under the metallic optical fiber guide is compressed down and, at the same time, low-level laser is emitted into the skin. Finally, the diffusion images of laser in the sample were acquired by a CCD camera and analyzed. Compared to the peak intensity without the compression, the peak intensity of laser increased about $2{\sim}2.5$ times and FWHM decreased about $1.67{\sim}2.85$ times. In addition, the laser peak intensity was positively and linearly increased as a function of compression. In conclusion, we verified that the developed low-level laser probe can control the photon density in tissue by applying compression, and therefore, its potential for clinical applications.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권4호
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• pp.387-394
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• 2013

온실가스인 $CO_2$ 배출을 줄이기 위한 연료로서 고효율 연소의 특성을 갖는 수소-천연가스 혼합연료(HCNG)가 유력한 미래 대체연료로서 주목받고 있다. 일반적으로 엔진에서의 압축비 상승은 효율 향상 및 이산화탄소 배출 저감을 위한 방법 중의 하나로서 HCNG 엔진에서도 고압축비의 적용이 효과적일 수 있으나, 수소의 높은 연소 속도 및 화염 온도로 인한 조기착화, 노킹 등의 이상연소는 엔진 부품의 파손 및 출력 저하를 초래할 수 있다. 본 연구는 HCNG 엔진에서 압축비를 변경하여 엔진 성능 및 노킹 특성을 분석하는데 목적이 있다. 기존의 CNG 엔진에 CNG 및 HCNG 연료를 적용하여 공기과잉률의 변화에 따른 연소 특성을 분석하고, 압축비 변경 후 엔진의 성능에 미치는 영향을 파악하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제33권1호
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• pp.9-14
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• 2017

This paper presents a rotordynamic analysis and the operation of a power turbine applied to a 250 kW super-critical $CO_2$ cycle. The power turbine consists of a turbine wheel and a shaft supported by two fluid film bearings. We use a tilting pad bearing for the power turbine owing to the high speed operation, and employ copper backing pads to improve the thermal management of the bearing. We conduct a rotordynamic analysis based on the design parameters of the power turbine. The dynamic coefficients of the tilting pad bearings were calculated based on the iso-thermal lubrication theory and turbine wheel was modeled as equivalent inertia. The predicted Cambell diagram showed that there are two critical speeds, namely the conical and bending critical speeds under the rated speed. However, the unbalance response prediction showed that vibration levels are controlled within 10 mm for all speed ranges owing to the high damping ratio of the modes. Additionally, the predicted logarithmic decrement indicates that there is no unstable mode. The power turbine uses compressed air at a temperature of $250^{\circ}C$ in its operation, and we monitor the shaft vibration and temperature of the lubricant during the test. In the steady state, we record a temperature rise of $40^{\circ}C$ between the inlet and outlet lubricant and the measured shaft vibration shows good agreement with the prediction.

• 대한조선학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.42-52
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• 1997

수중램제트(underwater ram-jet)는 램흡입부(ram intake), 혼합실(mixing chamber) 및 노즐(nozzle)로 구성되어 있으며, 램흡입부로 유입된 작동유체는 압력이 증가되며 이 증압된 작동유체에 혼합실로부터 고압공기를 분사하여 기 액이상류를 형성하여 노즐을 통과하면서 대기압까지 팽창을 하여 작동유체를 고속으로 가속시켜 노즐출구로부터 추력을 얻는 방식으로 차세대 초고속 선박추진장치이다. 본 연구에서는 80노트를 낼 수 있는 선내관통형(buried type vessel) 램제트의 최적 노즐형상데이터를 이용하여 제반변수(벽마찰계수, 가스속도, 기포반경, 대기온도, 질량유량비, 디퓨저면적비, 작동유체의 속도구배)의 변화가 추진특성에 미치는 영향을 파악하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제3권2호
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• pp.171-179
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• 2015

최근 건설산업에서는 천연 골재 고갈과 엄격한 환경 규제로 인하여 골재 부족 현상이 지속되고 있기 때문에 대체 골재 개발이 시급한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 기존 전로슬래그 처리방식의 문제점을 해결하기 위한 새로운 처리방식 즉, 고온 용융슬래그를 회전식 드럼내에 투입한 다음 냉각수, 압축공기 및 강철구를 이용하여 급속 냉각, 파쇄 처리하는 공정에서 발생되는 습식 급랭 전로슬래그를 콘크리트용 잔골재로 활용하기 위하여 기초물성을 검토하였다. 또한 본 연구를 통하여 콘크리트용 잔골재로써 습식 급랭 전로슬래그의 활용 방안을 제안하고자 한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.44-49
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• 2013

Hydrogen penetration into a metal leads to damages and mechanical degradations and its content measurement is of importance. For a precise measurement, a sample preparation procedure must be optimized through a series of studies on sample washing and drying. In this study, two-step washing with organic solvents and thermal soaking in inert gas were tried with a rod-shaped, API X65 steel sample. The samples were machined from a steel plate and then washed in acetone and etyl-alcohol for 5 minute each and dried with compressed air. After then, the samples were thermally soaked in a home-made nitrogen gas chamber during 10 minute at different heat gun temperatures from 100 to $400^{\circ}C$ and corresponding temperature range in the soaking chamber was from 77 to $266^{\circ}C$ according to the temperature calibration. Hydrogen residue in the samples was measured with a hot extraction system after each soaking step; hydrogen residue of $0.70{\pm}0.12$ wppm after the thermal soaking at $77^{\circ}C$ decayed with increase of the soaking temperature. By adopting the heat transfer model, decay behavior of the hydrogen residue was fitted into an exponential decay function of the soaking temperature. Saturated value or lower bound of the hydrogen residue was 0.36 wppm and chamber temperature required to lower the hydrogen residue about 95% of the lower bound was $360^{\circ}C$. Furthermore, a thermal desorption spectroscopy was done for the fully soaked samples at $360^{\circ}C$. Weak hydrogen peak was observed for whole temperature range and it means that hydrogen-related contaminants of the sample surface are steadily removed by heating. In addition, a broad peak found around $400^{\circ}C$ means that parts of the hydrogen residue are irreversibly trapped in the steel microstructure.

• 펄프종이기술
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• 제48권2호
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• pp.34-45
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• 2016

Global warming and climate change have been caused by combustion of fossil fuels. The greenhouse gases contributed to the rise of temperature between $0.6^{\circ}C$ and $0.9^{\circ}C$ over the past century. Presently, fossil fuels account for about 88% of the commercial energy sources used. In developing countries, fossil fuels are a very attractive energy source because they are available and relatively inexpensive. The environmental problems with fossil fuels have been aggravating stress from already existing factors including acid deposition, urban air pollution, and climate change. In order to control greenhouse gas emissions, particularly CO2, fossil fuels must be replaced by eco-friendly fuels such as biomass. The use of renewable energy sources is becoming increasingly necessary. The biomass resources are the most common form of renewable energy. The conversion of biomass into energy can be achieved in a number of ways. The most common form of converted biomass is pellet fuels as biofuels made from compressed organic matter or biomass. Pellets from lignocellulosic biomass has compared to conventional fuels with a relatively low bulk and energy density and a low degree of homogeneity. Thermal pretreatment technology like torrefaction is applied to improve fuel efficiency of lignocellulosic biomass, i.e., less moisture and oxygen in the product, preferrable grinding properties, storage properties, etc.. During torrefacton, lignocelluosic biomass such as palm kernell shell (PKS) and empty fruit bunch (EFB) was roasted under an oxygen-depleted enviroment at temperature between 200 and $300^{\circ}C$. Low degree of thermal treatment led to the removal of moisture and low molecular volatile matters with low O/C and H/C elemental ratios. The mechanical characteristics of torrefied biomass have also been altered to a brittle and partly hydrophobic materials. Unfortunately, it was much harder to form pellets from torrefied PKS and EFB due to thermal degradation of lignin as a natural binder during torrefaction compared to non-torrefied ones. For easy pelletization of biomass with torrefaction, pellets from PKS and EFB were manufactured before torrefaction, and thereafter they were torrefied at different temperature. Even after torrefaction of pellets from PKS and EFB, their appearance was well preserved with better fuel efficiency than non-torrefied ones. The physical properties of the torrefied pellets largely depended on the torrefaction condition such as reaction time and reaction temperature. Temperature over $250^{\circ}C$ during torrefaction gave a significant impact on the fuel properties of the pellets. In particular, torrefied EFB pellets displayed much faster development of the fuel properties than did torrefied PKS pellets. During torrefaction, extensive carbonization with the increase of fixed carbons, the behavior of thermal degradation of torrefied biomass became significantly different according to the increase of torrefaction temperature. In conclusion, pelletization of PKS and EFB before torrefaction made it much easier to proceed with torrefaction of pellets from PKS and EFB, leading to excellent eco-friendly fuels.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제20권2호
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• pp.79-83
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• 1995

과거 물분자와 전리방사선과의 상호작용에 의하여 생성된 방사능 극소입자에 관한 많은 연구결과가 보고되어 왔다. 특히 최근연구에서는 물분자의 방사성분해 에 의해 발생한 높은 농도의 수산화래디칼은 실내의 유기가스와 반응 후 저증기압의 화합물로 변하여 극소입자를 형성한다고 알려져왔다. 본 연구에서는 라돈의 첫째딸핵종인 Po-218에 대한 대기가스와 물분자와의 상호의존성을 조사할 목적으로, 실내가스의 최적제어가 가능한 라돈챔버를 사용하여 일련의 실험을 수행하였다. 제작된 정전기분광계를 사용하여 라돈의 첫째딸핵종인 Po-218이온에 대해 $0.07-5.0cm^2/V\;sec$ 범위의 이동도스펙트럼을 측정하였으며, 대기가스로 0.5ppm에서 5ppm까지의 $SO_2$가스를 사용하여 실험결과를 분석하였다. 라돈챔버내에 물분자의 첨가와 동 물분자의 방사성분해에 의하여 생성된 수산화래디칼에 의한 극소입자들의 형성과정을 확인하였으며 $PoO_x^+$ 이온 주변에 $SO_2$가스가 부착하면서 일어나는 화학반응에 대한 화학적 동특성연구를 수행하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권4호
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• pp.629-637
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• 2000

고형물 함유 유기폐수의 효율적인 메탄에너지 회수를 위해서 이상소화 반응시스템에 정밀여과시스템을 결합하여 시험하였다. 본 실험에 사용된 막분리 시스템은 산발효조내에 침지시켜 압축공기로 주기적으로 역세척하였고 셀룰로오스재질의 $0.5{\mu}m$ 크기의 막공경을 가진 카트릿지 형태의 정밀여과막을 사용하였다. 메탄발효조는 플라스틱 충진물을 반응기부피의 반 정도 채운 AUBF (Anaerobic Upflow Sludge Bed Filter) 를 사용하였다. 합성폐수는 선분 5,000 mg/L을 기질로 사용하였으며 운전부하에 따른 COD 제거특성을 조사하였다. 산발효조의 HRT는 10일에서 4.5일까지 단계적으로 감소시켰고 이때의 유기물 용적부하는 0.5에서 $1.0kg\;COD/m^3-day$ 로 변회되었다. 한편, 메탄발효조의 HRT는 2.8일에서 0.5일까지 단계적으로 감소시켰고 이때의 유기물 용적부하는 0.8에서 $5.8kg\;COD/m^3-day$까지 변화되었다. 산발효조의 경우 체류시간 4~5 일에서 80% 이상의 우수한 산선환율을 나타내었다. 메탄발효조의 경우에는 장기간의 운전을 통한 슬러지의 입상화에 기인하여 유기물 부하의 변동에 크게 관련없이 95% 이상 (처리수 COD 300 mg/L 이하)의 우수한 COD 제거특성을 나타내었다. 막분리형 이상소화공정은 산발효조의 미생물농도를 증가시켜 산전환율을 향상시킬 수 있는 가능성을 보여 주었고, 복합형 염기성 반응기는 우수한 COD 및 SS 제거를 나타내었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권6호
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• pp.790-797
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• 2011

삼상유동층에서 수력학적 유사성을 규모인자(scaling factor)를 이용하여 해석하였다. 규모인자는 직경이 다른 두 종류의 삼상유동층간의 기체, 액체, 그리고 고체입자의 체류량과 단위면적당 유효부피흐름속도를 기준으로 정의하였다. 두 종류 삼상유동층의 직경은 각각 0.102 m와 0.152 m이었다. 여과된 압축공기, 물 그리고 밀도가 2,500 kg/$m^3$인 유리구슬을 각각 기체, 액체 그리고 유동고체입자로 사용하였다. 각 삼상유동층에서 각 상들의 체류량은 정압강하법에의해 결정하였다. 기체 및 액체의 유속 그리고 고체유동입자의 크기가 각 상들을 기준으로한 규모인자와 유효부피흐름속도를 기준으로한 규모인자에 미치는 영향을 검토하였다. 직경이 다른 두 삼상유동층에서 기체 체류량의 편차는 기체와 액체의 유속이 증가함에 따라 감소하였으나 유동입자의 크기가 증가함에 따라 증가하였다. 직경이 다른 두 종류 삼상유동층에서 액체 체류량 편차는 기체와 액체 그리고 고체유동입자의 크기가 증가함에 따라 감소하였다. 두 종류 삼상유동층에서 고체입자 체류량 편차는 기체유속과 유동입자의 크기가 증가함에 따라 증가하였으나 액체의 유속이 증가함에 따라 감소하였다. 직경이 다른 두 종류 삼상유동층에서 유효부피흐름속도를 매개로 한 규모인자는 기체유속과 유동입자의 크기가 증가함에 따라 감소하였으나 액체의 유속이 증가함에 따라 증가하였다. 본 연구에서 정의된 규모인자는 삼상유동층 공정의 수력학적 유사성을 해석하는데 효과적으로 사용될 수 있었다.