• 제목/요약/키워드: Design temperature

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도시·건축형태와 미기후의 관계에 대한 관찰 연구 (An Observation Study of the Relationship of between the Urban and Architectural Form and Microclimate)

  • 이건원;정윤남
    • 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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    • 제8권11호
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    • pp.109-119
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    • 2018
  • 본 연구는 도시·건축형태가 도시공간 내 미시기후에 미치는 영향을 도출하고자 했다. 본 연구에서는 도시 내 미시기후에 영향을 미치는 도시·건축형태의 요소로 도시형태 및 도시조직, 건축물 형태 및 특성 등을 선정했다. 분석을 위해 2017년 8월에 기상청에서 서울시 내에 설치한 23개의 AWS 설치 지점 도시건축의 특성이 명확하게 구분되는 6곳을 선정하여 연구진의 AWS 장비를 이용하여 실측을 했다. 공간의 범위는 AWS 설치 지점으로부터 반경 500m로 한정하여, 미시기후 및 도시·건축형태 요소들을 조사했다. 분석결과, 가로의 방향, 건축물 폭, 건축물 깊이, 건축물 높이, 지형의 경사도 및 향, 교통량 등은 미시기후인 국지풍속, 일사량, 국지온도 등에 영향을 미치고 있었다. 본 연구의 결과는 폭염의 피해 저감 및 그에 따른 시민 개개인의 건강 관리에 도움을 줄 것으로 기대된다. 또한, 도시의 온도를 낮춤으로써 건축물 에너지 부하 저감 효과를 거둠으로써 건축물 에너지 소비량 감소의 효과를 통해 보다 건강하고, 지속가능한 도시 조성에 기여할 것으로 기대된다.

다양한 위상 형상에 따른 3D 프린트 복합재료 조종면의 구조 최적화 (Structural Optimization of 3D Printed Composite Flight Control Surface according to Diverse Topology Shapes)

  • 김명규;구남서;서형석
    • Composites Research
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    • 제36권3호
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    • pp.211-216
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    • 2023
  • 선박, 항공기 구조물을 설계할 때 경량화 및 강도를 만족할 수 있도록 설계하는 것은 중요하다. 현재, 경량화와 구조물의 강도를 만족시키기 위한 방법으로 3D 프린트 복합재료를 이용한 위상 최적화에 관련된 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 항공기 또는 무인기의 부품 중 하나인 조종면에 대한 3D 프린트 복합재료의 적용 가능성을 분석하기 위해 구조해석을 수행했다. 조종면의 내부 위상 형상에 대해 3가지(육각형, 사각형, 삼각형) 형상을 고려하여 굽힘 하중에 대한 조종면의 최적의 위상 형상을 분석하였다. 또한 3D 프린트 복합재료의 4가지 강화재(탄소섬유, 유리섬유, 고강내열유리섬유, 케블라)를 적용했을 때의 조종면의 굽힘 강도를 분석하였다. 3점 굽힘 실험결과와 구조해석 결과를 비교한 결과, 탄소섬유와 케블라로 제작된 육각형의 위상 형상을 갖는 조종면이 우수한 성능을 갖는 것을 확인하였다. 이를 통해 조종면에 대해 3D 프린트 복합재를 충분히 적용 가능할 것으로 판단된다.

복합재 분리형 맨드릴을 이용한 라이너 없는 복합재 추진제 탱크에 대한 시험 평가 (Test Evaluation of a Linerless Composite Propellant Tank Using the Composite Collapsible Mandrel)

  • 이승윤;김광수;윤영하;이무근;김희철
    • Composites Research
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    • 제36권2호
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    • pp.132-139
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    • 2023
  • 추진제 탱크의 경량화를 위해 비강도가 우수한 탄소섬유 강화 복합재를 이용하여 라이너 없이 복합재 추진제 탱크를 제작하기 위한 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 MEOP 1.7 MPa의 내압을 지탱할 수 있는 직경 800 mm의 복합재 추진제 탱크 축소형 시제를 설계하였고, 보스 또한 동일한 복합소재로 제작하여 무게를 줄였다. 라이너 없이 탱크를 제작하기 위해 분리형 맨드릴을 이용하였고, 맨드릴의 무게도 줄이고 경화 과정에서 맨드릴의 팽창을 줄여 치수안정성을 도모하기 위해 복합재로 맨드릴을 제작하였다. 맨드릴 상에 탄소섬유 직물 소재를 핸드레이업 공정으로 적층한 후 오토클레이브 경화 과정을 거쳐 시제품을 제작하였다. 시제품 제작 후, 상온 보증압 시험과 헬륨 기밀 시험, 그리고 상온 반복 내압 시험과 파열 시험을 수행하여 내압 강도 및 기밀 성능 요건을 충분히 만족함을 확인하였고 파열압에 대한 안전여유가 충분함을 확인하였다. 본 연구 결과를 발사체 연료탱크 개발에 적용함으로써 발사체 전체 경량화에 기여할 수 있고, 향후 극저온 성능까지 검증한다면 극저온 산화제탱크 제작에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

화강암 골재를 이용한 아스팔트 혼합물의 동탄성 계수 예측방정식 (Predictive Equation of Dynamic Modulus for Hot Mix Asphalt with Granite Aggregates)

  • 이관호;김현오;장민석
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권3D호
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    • pp.425-433
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    • 2006
  • 본 연구에서는 화강암 골재를 이용한 아스팔트 표층용 혼합물 및 기층용 혼합물의 동탄성계수를 평가하고, 배합설계에 사용된 데이터를 바탕으로 신뢰성이 높고, 간단한 형태의 동탄성계수 예측방정식을 개발하는 목표를 두고 있다. 기존의 마샬 배합설계가 아닌 슈퍼페이브 배합설계를 이용하여, 재료들의 기본 물성치를 정리하였다. 표층용(13mm 및 19mm)과 기층용(25mm) 밀입도 아스팔트 혼합물을 적용하였고, 국내의 대표적인 아스팔트 AP-3, AP-5 아스팔트 바인더를 이용하여 배합설계를 실시하였다. 최적아스팔트함량에 공극률 2%, 4%, 6%의 시편과 공극률 4%에 최적 아스팔트 함량에서 ${\pm}1%$의 아스팔트 함량을 이용하여 시편을 제작하였다. 5개의 다른 시험온도, -10, 5, 21, 40, $55^{\circ}C$ 및 0.05, 0.1, 1, 10, 25Hz의 5개의 하중주파수를 이용하여 일축압축 시험모드로 동탄성 계수를 평가하였다. 기존의 동탄성계수 예측용 Witczak 방정식을 표층용 및 기층용 아스팔트 혼합물 실험결과를 이용하여 국내 아스팔트 혼합물에 적용할 수 있는 수정된 예측방정식을 제안하였다. 예측방정식에 사용된 각각의 변수들에 의한 영향정도를 상호 비교 평가하였고, 제한된 실험 자료로 인해 예측방정식의 신뢰도는 약 80% 수준으로 평가되었다.

상용 프로그램을 이용한 열병합 발전용 고압(HP)-중압(IP) 증기터빈 모델의 성능해석에 대한 연구 (A Study on the Performance Analysis of the High Pressure - Intermediate Pressure Steam Turbine Model for Co-generation Plants using Commercial Programs)

  • 원종필;오승태;오정모
    • 해양환경안전학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.395-406
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    • 2023
  • 우리나라 열병합 발전소에서 운영되고 있는 최신 증기터빈의 출력과 효율 향상을 위한 첫 번째 기술적인 진보는 고온, 고압의 증기를 사용할 수 있는 소재 개발의 진척이라고 할 수 있다. 소재의 발전과 더불어 증기터빈의 내부효율 향상을 위한 설계적 노력의 결실로 높은 효율의 증기터빈이 제작되었다. 오랜 기간 운전 중인 증기터빈의 내부효율은 기계적 수명의 한계로 점차 손실이 발생하고 효율과 출력이 떨어지게 된다. 이러한 이유로 본 연구에서는 상용프로그램을 이용하여 열병합 발전소용 고압(HP)-중압(IP) 증기터빈의 증기유로 성능해석을 수행할 수 있는 모델을 개발하고 성능계산 방법을 제시하고자 한다. 증기터빈의 복잡한 성능계산방식으로 인해 증기터빈 실무자들에게 실질적으로 유용한 참고문헌이 될 수 있도록 주요 변수들을 제시하였다. 또한 증기터빈 성능계산에 필요한 열정산도 분석과 증기터빈 성능계산 결과의 적합성을 성능시험 결과와 비교 확인하였다.

유기물 함유량에 따른 동토 시료의 열적·역학적 거동 평가를 위한 실험적 연구 (Experimental Study to Evaluate Thermal and Mechanical Behaviors of Frozen Soils according to Organic Contents)

  • 박상영;박현태;최항석;김영석;김세원
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제23권2호
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    • pp.53-62
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    • 2024
  • 최근 오일샌드와 같은 비전통에너지 개발이 활발히 이루어지고 있는 동토 지역은 지반의 유기물 함유량이 높아 일반적인 지반과 다른 열적·역학적 특성을 지니고 있다. 본 논문에서는 캐나다 앨버타주와 국내 강원도에서 채취한 동토 시료를 대상으로 다양한 실내시험을 통해 유기물 함유량이 토양의 열적 및 역학적 거동에 미치는 영향을 평가하였다. 유기물 함유량이 증가할수록 다짐시험에서 최대 건조단위중량은 감소하고 최적 함수비는 증가하는 경향이 나타났다. 동결 일축 압축시험에서는 동결온도가 낮아질수록 시료의 강도가 증가했으나, 모든 시료는 동결 조건에서 얼음 및 부동수분의 양에 따라 복잡한 거동을 보여 유기물 함유량이 강도에 큰 영향을 미치지 않았다. 열전도도 측정시험에서는 동결 조건에서 비동결 조건보다 열전도도가 더 크게 측정되었고, 이는 물보다 얼음의 열전도도가 더 크기 때문으로 판단된다. 또한, 유기물 함유량이 증가할수록 부동 수분량도 증가하는 경향이 나타났다. 이러한 결과는 극한지 건설 프로젝트에서 지반 공학적 설계 및 시공에 중요한 엔지니어링 기초 자료로 활용할 수 있을 것이다.

소형발사체 공통격벽 추진제 탱크의 단열재 두께 변화에 따른 과도 열전달 해석 (Transient Heat Transfer Analysis of Small Launch Vehicle Common Bulkhead Propellant Tank with Different Insulation Thickness)

  • 양지윤;이경한;김상우;이수용
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.70-75
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    • 2024
  • 본 연구에서는 단열재 두께에 따른 소형발사체 공통격벽 추진제 탱크의 단열 성능을 분석하였다. 단일 파트로 이루어진 공통격벽 추진제 탱크는 탱크 연결부가 불필요하여 추진제 탱크의 경량화 설계가 가능하다. 그러나 산화제와 연료의 온도차로 인한 열전달에 의하여 추진제의 손실과 점화 지연 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서 산화제 탱크와 연료 탱크를 구분하는 공통격벽 구조의 단열 성능 확인이 필수적이다. 본 연구에서는 기화 질량(boil- off mass)을 이용한 단열 성능 분석을 위하여 단열재 두께가 50, 55, 60, 65, 70 mm인 추진제 탱크에 대해 과도 열전달 해석을 수행하였다. 이어서 추진제 탱크의 1단 비행시간 동안 발생하는 산화제의 기화 질량을 도출하였다. 그 결과, 단열재 두께가 증가할수록 기화 질량이 감소하여 단열 성능이 향상되었다.

플래시광 열처리를 통한 압전 고분자의 결정성 향상 연구 (Enhanced Crystallinity of Piezoelectric Polymer via Flash Lamp Annealing)

  • 이동훈;정성민;장학수;하동주;현동열;우유미;백창연;이민구;이경자;박정환;박귀일
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제37권4호
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    • pp.427-432
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    • 2024
  • The polymer crystallization process, promoting the formation of ferroelectric β-phase, is essential for developing polyvinylidene fluoride (PVDF)-based high-performance piezoelectric energy harvesters. However, traditional high-temperature annealing is unsuitable for the manufacture of flexible piezoelectric devices due to the thermal damage to plastic components that occurs during the long processing times. In this study, we investigated the feasibility of introducing a flash lamp annealing that can rapidly induce the β-phase in the PVDF layer while avoiding device damage through selective heating. The flash light-irradiated PVDF films achieved a maximum β-phase content of 76.52% under an applied voltage of 300 V and an on-time of 1.5 ms, a higher fraction than that obtained through thermal annealing. The PVDF-based piezoelectric energy harvester with the optimized irradiation condition generates a stable output voltage of 0.23 V and a current of 102 nA under repeated bendings. These results demonstrate that flash lamp annealing can be an effective process for realizing the mass production of PVDF-based flexible electronics.

돈슬러리 지하혐기소화조의 바이오가스생산효율에 관한 연구 (Enhancement of biogas production from swine slurry using the underground anaerobic digester)

  • ;최홍림;김재환
    • 유기물자원화
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    • 제17권4호
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    • pp.112-121
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    • 2009
  • 겨울과 여름의 평균 기온차가 무려 $32^{\circ}C$에 이르는 우리나라에서 외부환경의 영향을 감소시킬 수 있는 유기성 폐자원의 지하혐기조 효율에 관한 연구는 매우 중요하다. 돈슬러리의 지하혐기소화조의 설계인자를 구명(究明)하기 위하여 수원소재 서울대 부속목장에 $20m^3$의 용량 소화조 pilot plant를 설계, 제작하여 유기물부하율(OLR) $23.6kgVS/m^3$/일을 인입하여 종온($31{\sim}37^{\circ}C$)으로 약 40일간 운전하였다. 평균 $CH_4$ 생성율은 $5.78{\sim}8.62m^3$/일로 분석되었으며, 바이오가스의 주(主)구성가스는 $CH_4$$CO_2$ 로서 각각 67.5%, 19.6%로 나타났다. 바이오가스 생성율은 $733L/kg\;VS_{added}$, $CH_4$ 생성량은 $495L/kg\;VS_{added}$ 분석되었다. 돈슬러리의 혐기소화공정 후 돈슬러리의 생화학적 요인, 즉, TS, VS, TSS, $BOD_5$, $TCOD_{cr}$, $SCOD_{cr}$, $NH_3-N$, available P과 병원성 미생물, 즉, fecal coliforms and Salmonella는 각각 68%, 74%, 79%, 86%, 89%, 81%, 55%, 79% 감소되었으며, 미생물은 98%, 100% 사멸되었다. 본 연구에서 변형 UGAD는 돈슬러리의 바이오가스 생성과 생화학적 요인의 농도저감효과가 높은 것으로 관찰되어 산업화를 위하여 향후 심도있는 연구가 필요하다.

한국의 하추잠작 안정을 위한 환경요인에 관한 연구 (Studies on the Environmental Factors Affecting the Cocoon Crops in Summer and Autumn in Korea)

  • 이상풍
    • 한국잠사곤충학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.1-34
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    • 1974
  • 우리나라의 다회육 육잠체계를 확립하기 위해서 하추잠작을 안정시키기 위한 각종 요인 및 동요인이 실용형질에 미치는 경향을 구명코저 실시한 수개시험중 사육시기별 잠작에 관한 시험에서는 우선 우리나라에서 3회육 이상의 다회육을 할 경우 사육시기별 잠작의 정도를 구명코저 연간 11기를 4개장소, 3개년에 걸처 실시하였고, 결과에서 하추잠작이 불량했던 원인을 알고저 실시한 양잠농가의 추잠작 불안정 요인시험에서는 우리나라 전형적인 양잠농가로 추정되는 19호에 대한 주재 관찰조사 및 실험분석을 통한 실제의 불작요인을 조사하였다. 동조사에서 지적된 불작요인을 개선할 경우의 효과를 알고저 실시한 육잠기술 지도효과에서는 춘추 연40개 농가에게 불작요인을 개선 지도하였을 때 얻어지는 지도효과를 지도전년, 지도당년, 지도후년, 육잠기술 상, 하위 농가 및 춘추별로 인근 춘추 연758농가를 대조로 비교분석 하였다. 이상에서 간제되는 상엽질의 계절적 변화 추이를 알고저 시기별로 채취한 상엽분말을 동일시기 인공사료육을 통해서 양부의 판정을 시도하였고 이상에서 가장 큰 문제점으로 대두된 영양 및 온도조건이 하, 초추잠작에 있어서 누에 계량형질에 미치는 정도를 알고저 하잠시험에서는 치, 장잠별 엽질과 온도 등 4개요인을 하, 초추잠시기의 양부조건 2개수준(2$^4$), 초추잠시험에서는 하잠과 같은 4개요인에 변온 혹은 경엽구 1개수준을 추가한 3개수준(3$^4$)의 요인시험으로 실시했다. 이상에서 얻어진 시험들의 결과를 종합 요약하면 다음과 같다. 1. 사육시기별 잠작에 관한 시험 1)잠작의 일반적 경향은 춘잠은 소잠이 빠를수곡 양호하였으며 추잠은 관행소잠시기를 정점으로 하여 그 시기로부터 빠르거나 늦어질수록 점차로 불량하나, 빠를수록 급격하게 불량하다. 2) 우리나라의 잠기별 잠작은 춘(1~4기), 추(7~10기), 만추(11기), 하(5기) 초추(6기)잠 순으로 불량하였다. 3) 잠작과 영역접배를 고려한 다회 보통육은 1, 3, 8, 10기 등 4회육이 적합하고 조상 4회육은 10기 대신에 11기 대치로 무난하다. 2. 양잠농가의 추잠작 불안정 요인시험 1) 양잠농가의 수견량을 지배한 치명적인 요인은 잠실 잠구의 소독불충분에 의한 병원축적이며 2) 이차적 요인은 사육온습도 관리불량, 배게치기, 적숙엽 선정기술 불량 및 결상총과소 등이며 잠작과 경영구 요소는 관련이 없는것 같다. 3) 견층비율에는 뽕의 엽질이 가장 크게 영향되고, 다음으로 통원누적으로 인한 누에의 건강도에 영향한 것 같다. 3. 육잠기술 지도효과 1) 지도농가의 상자당 수견량 춘잠기 32.3kg, 추잠기 25.8kg으로서 대조 농가보다 각각 20%, 35%가 증수되어 연평균 29.0kg으로서 26%의 증수를 실증하였다. 2) 지도농가의 3등견 이상의 고치는 춘잠기 77.1%, 추잠기 83.7%로서 대조농가보다 각각 14.3%, 11.3%가 많았다. 3) 지도농가의 지도후년도의 상자당 수견중은 춘잠기 31.2kg, 추잠기 26.9kg, 연평균 28.9kg으로서 대조농가보다 각각 3%. 16%, 8%가 증수되였으므로 이는 기술지도의 잔류효과로 인정하였다. 4) 기술수준에 따른 잔류효과는 기술수준 상위농가는 0% 하위농가는 19%이었다. 4. 상엽질의 계절적 변화추이 1) 장잠기 상엽을 주재로 한 인공사료육의 결과는 춘> 만추≒하>추≒> 초추의 순으로 우수했다. 2) 치잠기 상엽을 주재로한 인공사료육의 결과는 춘, 만추, 추, 하, 초추 순위의 경향을 보였으나 유의차는 인정되지 않았다. 5. 하추잠작 흉작 요인시험 1) 초추잠 (1) 치잠기의 고온은 생존율과 수견량을 크게 감소케 한 요인이 었으며, (2) 장잠기의 온도는 고온순으로 생존율, 수견량 및 견질을 저해하였다. 따라서 장잠기의 적온유대가 양과 질의 양면에서 중요함이 인정되었다. (3) 치잠기 연엽과 경엽은 단견중을 다소 가볍게 하고 경과일수를 크게 연장케 하였으나 생존률, 수견량 및 견층중 등에는 영향을 미치지 않았다. (4) 장잠기의 경엽은 수량과 특히 견질을 크게 저해 하였으나 연엽, 경엽 모두 생존률에는 영향을 미치지 않았다. (5) 장잠기 온도를 변온으로 하였을 경우 치잠기 온도도 변온으로 한 것이 유리한 경향을 보였는바 평강한 문제는 금후 검토되어져야 할 것이다. 2)하 잠 (1) 치잠기의 고온은 수견량과 단견중을 크게 감소케하였으며 다음으로 생존율을 저해하였다. (2) 장잠기의 고온은 수견량, 생존율 및 견질을 크게 저해하였다.

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