• 에너지공학
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• 제22권4호
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• pp.362-369
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• 2013

이상유동은 원자력 발전소 내 노심과 석유 수송 등 여러 산업 분야에서 빈번히 관찰된다. 이상유동영역은 두 상의 성질과 유량의 차이, 그리고 유로의 구조에 따라 결정된다. 유동영역의 판별은 시스템 설계 및 안전 해석에 있어 중요하기 때문에 많은 이론과 실험 연구들이 수행되었다. 본 연구는 파이프 내의 이상유동장에서 각 이상유동영역 및 천이경계에서의 특징 파악을 위한 기초 연구로서, 30 mm의 내경을 갖는 수직관의 수직상향류 공기-물 이상유동영역을 고속카메라와 Wire-mesh sensor(WMS)를 이용하여 판별하였다. 또한 유동양식을 정량적으로 판별하기 위해 액막 두께를 적용하였다. 판별한 실험 데이터를 Taitel 외와 Mishima와 Ishii의 유동양식선도와 비교하였다. 실험을 통해 판별한 유동영역은 기존의 유동양식선도와 전체적으로 잘 일치함을 보였다.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제17권2호
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• pp.9-18
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• 2020

The purpose of this study was to analyze the effect of the soil cone index (CI) on the tractor work load. A load measurement system was constructed for measuring the field data. The field sites were divided into grids (3×3 m), and the cone index was measured at the center of each grid. The work load measured through the plow tillage was matched with the soil cone index. The matched data were grouped at 600 kPa intervals based on the cone index. The work load according to the cone index was analyzed for engine, axle, and traction load, respectively. The results showed that when the cone index increased, engine torque decreased by up to 9%, and the engine rotational speed and brake-specific fuel consumption increased by up to 5% and 3%, respectively. As the cone index increased, the traction and tillage depth were inversely proportional to the cone index, decreasing 7% and 18%, respectively and the traction and tillage depth were directly proportional to the cone index, increasing 13% and 12%, respectively. Thus, it was found that the cone index had a major influence on the engine, axle, and traction loads of the tractor.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제17권1호
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• pp.1-12
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• 2020

This study was to develop a simulation model of a compound planetary gear reducer for the final driving shaft using a gear analysis software (KISSsoft, Version 2017, KISSsoft AG, Switzerland). The aim of this study is to analyze transmission error and the tooth load distribution through micro-geometry using the simulation model. The tip and root relief were modified with Micro-geometry in the profile direction, and crowning was modified with Micro-geometry in the lead direction. The transmission error was analyzed using the PPTE (Peak to Peak Transmission Error) value, and the tooth load distribution was analyzed for the concentrated stress on the tooth surface. As a result of modifying tip and relief in the profile direction, the transmission error was reduced up to 40.7%. In the case of modifying crowning in the lead direction, the tooth load was more evenly distributed than before and decreased the stress on the tooth surface. After modifying the profile direction for the 1st and 2nd planetary gear train, the bending and contact safety factors were increased by 31.7% and 17%, and 18.3% and 12.5% respectively. Moreover, the bending and safety factors after modifying lead direction were increased by 59.5% and 32.7%, respectively for the 1st planetary gear train, and 59.6% and 43.6%, respectively for the 2nd planetary gear train. In future studies, the optimal design of a compound planetary gear reducer for the final driving shaft is needed considering both the transmission error and tooth load distribution.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.135-135
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• 2015

Tubes are of extreme importance in industries as for fluid channels or wave guides. Furthermore, some weapon systems such as cannons use the tubes as gun barrels. To increase the service life of such tubes, a protective coating must be applied to the tubes' inner surface. However, the coating methods applicable to the inner surface of the tubes are very limited due to the geometrical restriction. A small-diameter cylindrical magnetron sputtering gun can be used to deposit coating layers on the inner surface of the large-bore tubes. However, for small-bore tubes with the inner diameter of one inch (~25 mm), the magnetron sputtering method can hardly be accommodated due to the space limitation for permanent magnet assembly. In this study, a new approach to coat the inner surface of small-bore tubes with the inside diameter of one inch was developed. Instead of using permanent magnets for magnetron operation, an external electro-magnet assembly was adopted around the tube to confine the plasma and to sustain the discharge. The electro-magnet was operated in pulse mode to provide the strong axial magnetic field for the magnetron operation, which was synchronized with the negative high-voltage pulse applied to the water-cooled coaxial sputtering target installed inside the tube. By moving the electro-magnet assembly along the tube's axial direction, the inner surface of the tube could be uniformly coated. The inner-surface coating system in this study used the tube itself as the vacuum chamber. The SS-304 tube's inner diameter was 22 mm and the length was ~1 m. A water-cooled Cu tube (sputtering target) of the outer diameter of 12 mm was installed inside of the SS tube (substrate) at the axial position. The 50 mm-long electro-magnet assembly was fed by a current pulse of 250 A at the frequency and pulse width of 100 Hz and 100 usec, respectively. The calculated axial magnetic field strength at the center was ~0.6 Tesla. The central Cu tube was synchronously driven by a HiPIMS power supply at the same frequency of 100 Hz as the electro-magnet and the applied pulse voltage was -1200 V with a pulse width of 500 usec. At 150 mTorr of Ar pressure, the Cu deposition rate of ~10 nm/min could be obtained. In this talk, a new method to sputter coat the inner surface of small-bore tubes would be presented and discussed, which might have broad industrial and military application areas.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권4호
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• pp.343-352
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• 2013

본 연구에서는 열전달 표면의 형상과 그 위에서의 유동 속도의 변화에 따른 풀 비등 열전달계수의 변화를 살펴보기 위해 평판, 낮은 핀, Thermoexcel-E, Turbo-B 표면을 사용하여 유동 속도를 변화시켜가며 임계 열유속까지 열전달계수를 측정하였다. 작동 유체로는 증류수를 사용하였고 사각 평면 히터($9.53{\times}9.53mm$)를 이용하여 네 가지 표면에서 임계 열유속까지의 데이터를 얻을 수 있도록 장치를 제작하였고 $60^{\circ}C$에서 유동 속도를 0, 0.1, 0.15, 0.2m/s로 변화시켜가며 데이터를 취했다. 실험 데이터를 보면 모든 표면에서 유동이 있을 때의 임계 열유속은 유동이 없을 때에 비해 높은 것으로 나타났다. 또한 표면적의 증가와 기포 이탈에 충분한 핀 간격 등으로 인해 낮은 핀 표면의 임계 열유속은 평판이나 Turbo-B, Thermoexcel-E 표면보다 훨씬 놓았고 평판에 비해서는 무려 5배 정도의 향상을 보였다. 한편 대형 냉동기의 증발기용으로 개발된 Turbo-B와 Thermoexcel-E 표면은 물에서 기포의 이탈 지름이 크므로 열전달계수와 임계 열유속 모두 예상보다 큰 효과를 나타내지 않았다. $50kW/m^2$이하의 저열유속에서는 모든 표면에 대해 유동 속도 증가에 따라 열전달계수가 증가하였다. 결론적으로 핵발전소의 증기발생기에 적용하기에는 낮은 핀 형상의 표면이 가장 좋은 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권12호
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• pp.1175-1183
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• 2013

전산유체역학 소프트웨어의 일부 개발자 및 사용자는 최신 전산유체역학 소프트웨어가 최소한 단상 원자로 안전문제는 타당하게 해석할 수 있을 것으로 생각하지만 계산 결과에는 여전히 제한성 및 불확실도가 존재한다. 현재 한국원자력안전기술원에서는 규제관점에서 원자로 안전문제에 대한 상용 전산유체역학 소프트웨어의 성능평가를 수행하고 있다. 본 연구에서는 축소 APR+ 원자로 내부유동 해석시다공성 모델을 적용한 상용 전산유체역학 소프트웨어의 예측 성능을 평가하기 위해 ANSYS CFX R.14 및 FLUENT R.14 에 탑재된 수치모델을 이용하여 계산을 수행하였다. 결론적으로 전산유체역학 소프트웨어에 따라 축소 APR+ 원자로 내부유동 분포는 국부적으로 차이가 발생하였다. 비록 제한된 수의 측정치로 인해 상용 전산유체역학 소프트웨어간 예측성능을 평가하기에는 다소 한계가 있으나 CFX R.14 가 FLUENT R.14 에 비해 상대적으로 타당한 예측결과를 제시하였다. 한편 적용된 차분법의 차이로 인해 동일한 격자에 대해 FLUENT R.14 가 CFX R.14 에 비해 상대적으로 많은 계산 메모리를 필요로 하였다. 따라서 대용량 병렬 계산시 가용한 계산 자원에 적합한 전산유체역학 소프트웨어가 선정되어야 한다.

• 수산해양기술연구
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• 제40권2호
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• pp.138-143
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• 2004

제주대학교 실습선 아라호에 정착된 능동형 횡동요 감쇠장치의 성능에 관해 연구하기 위하여 33$^{\circ}$00‘.44”N, 125$^{\circ}$59’.88 ”E 위치에서 선박을 정지한 후, 횡동요 감쇠장치를 정지 (Passive A.R.T), 작동 (Active A.R.T)을 했을 때 경사계에 의한 횡동요각 및 종동요각, 풍속계에 의한 풍속의 변화와 그리고 선박이 항해 중에 감쇠장치의 작동을 정지(Passive A.R.T), 작동(Active A.R.T) 했을 때 의 능동형 횡동요 감쇠장치의 성능을 분석한 결과에 대해 요약하면 다음과 같다. 1. 선박이 정지했을 때 횡동요 감쇠장치를 정지, 작동한 경우 횡동요각의 평균진폭 (Average Amplitude of Roll) 은 각각 8.30$^{\circ}$, 4.37$^{\circ}$, 횡동요각의 유의진폭(Significant Amplitude of Roll $_{{\pi}{1/3}}$)은 각각 10.10$^{\circ}$, 5.30$^{\circ}$으로 나타났다. 2. 선박이 항해 중 일 때에는 횡동요각의 평균진폭 (Average Amplitude of Roll)은 각각 5.01$^{\circ}$, 4.36$^{\circ}$, 횡동요각의 유의진폭 (Significant Amplitude of Roll$^{\circ}$) 은 각각 5.50$^{\circ}$, 5.10$^{\circ}$으로 각각 나타났다. 3. 횡동요 감쇠장치는 선박이 정치했을 때에는 47.5%, 선박이 운항 했을 때는 12.7% 정도의 감쇠 효율을 보여서 정지했을 때 그 효율이 높은 것으로 나타났다. 4. 횡동요 감쇠 장치는 종동요(Pitching)에 대해서는 거의 영향을 미치지 않았다.

• 한국식품과학회지
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• 제29권1호
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• pp.138-144
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• 1997

토양으로부터 분리한 Metarrhizium anisopliae (Metschn.) Sorok이 생산하는 biopolymer YU-122의 물리, 화학적 특성을 알아보고, 그의 식품 및 생물산업에의 응용 가능성을 검토하여보았다. Biopolymer YU-l22의 flow behavior index (n)는 0.173으로서 pseudoplastic한 non-Newtonian용액 특성을 보였으며, 농도, 온도 및 pH의 변화에 따른 점도의 변화를 검토한 결과 0.3% 이상의 농도에서부터 농도의 증가에 따라 급격한 점도의 증가를 나타냈으며, $60^{\circ}C$, pH 11.0까지 점도의 변화 없이 안정한 성질을 갖는 것으로 나타났다. 또한 기존에 보고된 다른 polymer와는 달리 $NaCl,\;CaCl_2$ 등의 무기염의 첨가에 대하여서도 점도의 변화를 나타내지 않았다. Metarrhizium anisopliae (Metschn.) Sorok이 생산하는 biopolymer YU-122의 산업적 응용성을 검토하기 위하여 유화안정제로서의 성질 및 film 형성능, 해빙시간에 미치는 영향 등을 검토한 결과 옥수수유를 사용한 경우 xanthan gum보다 4배인 120시간동안 유화효과를 나타내었다. 또한 xanthan gum보다 우수한 film 향성능을 나타내었으며, 1% biopolymer YU-122용액에서 해빙시간이 3배까지 연장되어 해빙에 미치는 영향도 매우 우수한 것으로 나타났다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권1호
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• pp.46-52
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• 2011

본 연구에서는 폐쇄형 해양온도차발전 효율 향상 방안으로 재열기, 재생기 및 다단 터빈을 적용하여 각 사이클 성능을 비교 분석하였다. 기화기 증발 열원으로 $26^{\circ}C$의 해양표층수를 이용하고 응축기 냉각 열원으로 $5^{\circ}C$의 해양심층수를 이용하는 것으로 가정하였고, 작동유체로는 암모니아를 적용하였다. 3가지 효율 향상 방안에 대한 사이클 효율, 응축기 및 증발기 용량 등 사이클 성능을 비교 분석하였다. 기본 폐쇄형 해양온도차발전 사이클에 재생기를 적용하기 위해서 사이클 시뮬레이션을 수행한 결과, 재생기 부착을 위한 열교환 라인은 터빈 출구 작동유체와 펌프 출구의 작동유체를 열교환하는 것이 사이클 효율 향상에 기여하는 것으로 나타났다. 또한, 기본 사이클에 유용도 0.9의 재열기를 적용한 결과, 터빈 2기를 적용시 사이클 효율이 3.14%로 증가하였고, 동일 총 출력에 대해서 응축기 및 증발기에 필요한 해양표층수 및 해양심층수량이 감소하였다. 사이클 성능 향상 방안으로 기본적인 폐쇄형 해양온도차발전 사이클에 재생기, 재열기 및 터빈 2기를 적용한 결과 기본 폐쇄형 해양온도차발전 사이클에 비해 효율은 약 6.5% 향상되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권9호
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• pp.557-567
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• 2016

태양열 가열을 도입한 해양온도차발전용 열교환기(증발기와 응축기)설계 최적화가 수행되었다. 출력은 100kW이고 작동유체는 R134a이며 고성능 상용튜브를 사용하였다. 열전달면적과 압력강하는 관수의 증가와 관통로수의 감소에 따라 서로 상반되는 경향이 존재하므로 이를 해결하기 위하여, 설비투자비에 관련되는 열전달면적과 압력강하에 관련되는 운전비용 최소화를 고려한 두 목적함수를 갖는 유전자 알고리즘(GA)을 이용하여 다목적설계최적화를 수행하였다. 설계최적화 결과, 구현 가능한 최적의 열전달면적 및 압력강하의 조합들이 적정한 관수 및 관통로 수에 대하여 존재하였다. 도출된 증발기와 응축기의 Pareto 선들은 설계자들에게 재정적인 면을 고려하여 선택할 수 있도록 넓은 범위의 최적해를 제공하였다. 또한, 총열전달면적 중 응축기의 열전달면적이 증발기 쪽보다 크게 나타났다.