• Nuclear Engineering and Technology
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• 제27권4호
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• pp.518-531
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• 1995

단일수로 해석 모형을 다수로 해석 모형으로 대체할 경우 얻을 수 있는 열적 여유도 향상에 대한 연구를 수행하였다. 이를 위하여 17$\times$17 국산핵 연료 장전 노심에 적용할 수 있는 새로운 임계열속 상관식을 개발하였으며, 여기에 사용된 부수로 국부 조건은 다수로 해석 코드인 TORC로 계산하였다. 그리고, 고온부구로 DNBR 분석을 위하여 전 노심에 대한 단일단계 해석 모형을 개발하였다. 분석 결과 다수로 해석 모형인 TORC/KRB-1 체제를 사용할 경우 단일수로 해석 모형인 PUMA/ERB-2 체제에 비하여 약 5% 이상의 열적 여유도를 회복할 수 있는 것으로 나타났다. 이러한 열적 여유도의 증가는 두 코드간의 고온부수로 국부조건 예측 성능 차이와 임계열속 상관식의 특성 차이에서 기인한 것이다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권1호
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• pp.51-58
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• 2023

별도의 점화원 없이 스스로 점화가 가능한 접촉점화 추진제는 부식성과 독성으로 인하여 취급의 어려움이 있다. 따라서 독성이 적거나 없는 친환경 접촉점화 추진제의 개발이 필요하며, 본 연구에는 친환경 접촉점화 추진제의 기초 연구를 수행하였다. 산화제로 95%의 과산화수소, 연료로 CNU_HGFv1를 사용하였으며 액적 낙하 시험, 점화 시험 및 연소 시험을 통하여 추진제의 점화 및 연소 특성을 확인하였다. 액적 낙하 시험 결과 점화지연 시간은 9.7ms 이며, 점화시험에서는 약 27ms로 추진제로 사용하기에 충분히 빠른 것을 확인하였다. 연소시험 결과 약 11.7bar에서 연소 효율 95.4~98.1%를 달성하였으며, 하드스타트 및 연소 불안정 없이 빠르고 안정적인 연소가 가능함을 확인하였다.

• 청정기술
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• 제16권4호
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• pp.297-303
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• 2010

본 연구에서는 유체유동해석프로그램인 Fluent를 이용하여 연료극 지지채식 관형 고체산화물 연료전지(SOFC)에서의 연결재 구조에 따른 성능 변화를 고찰하였다. 실험적 사실과 부합되는 이론적 결과를 확보하기 위해서는 전기적으로 전극과 하나로 되어있는 연결재의 구조가 전지 성능에 어떠한 영향을 미치는지 살피는 것이 중요하다. 두께가 작은 연결재가 단전지 성능을 우수하게 하는 것으로 보아 옴(ohmic) 저항에 직결되는 연결재의 두께가 전지 성능에 있어 주요 변수임을 확인하였다. 일정 두께로 고정된 조건 하에 연결재 폭을 변화시킨 경우, 전지 성능은 상대적으로 큰 차이를 보이지 않았다. 이는 본 연구에서 고려한 SOFC의 관형 구조 특성상 연결재의 폭으로는 원주 방향으로 흘러가는 전류 경로를 효과적으로 단축시킬 수 없기 때문으로 사료된다.

• 한국추진공학회지
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• 제26권6호
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• pp.86-100
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• 2022

핵추진 시스템의 개념 및 특징들을 소개하고 해외 핵동력 우주추진 기술개발 동향을 정리하였다. 핵추진 원료로 사용되는 우라늄은 비에너지가 매우 높아 기존 화학추진방식 대비 우수한 비추력 성능을 내고, 탑재되는 연료의 양을 줄일 수 있어 장거리 탐사 시 매우 유리한 이점을 가지고 있다. 이러한 이유로, 최근 우주개발 선도국에서 핵추진 기술 연구에 박차를 가하고 있는바, 우주개발 경쟁에서의 우위를 점하기 위해서도 핵동력을 이용한 추진기관의 개발이 반드시 필요하다고 판단된다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.256-266
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• 2023

Hydrogen production can be classified based on the energy source, primary reactor type, and whether or not it emits carbon dioxide. Utilizing color representation proves to be an effective means of expressing these distinctive characteristics. Among the various clean hydrogen production techniques, there has been a growing interest in turquoise hydrogen production, which involves the decomposition of methane or other fossil fuels. This method offers advantages in terms of large-scale production and cost reduction through the sale of solid-carbon byproduct. In this study, an extensive literature review was conducted to select and analyze several promising candidates for turquoise hydrogen production processes. The efficiency and economics of these processes were evaluated using stream data reported in the literature sources. The findings indicate that the levelized cost of hydrogen production (LCOH) is significantly influenced by the sales of byproducts, specifically the solid-carbon and carbon monoxide byproducts.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제87권3호
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• pp.221-229
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• 2023

Urbanization and industrialization have significantly increased the amount of solid waste produced in recent decades, posing considerable disposal problems and environmental burdens. The practice of waste utilization in concrete has gained popularity among construction practitioners and researchers for the efficient use of resources and the transition to the circular economy in construction. This study employed Lytag aggregate, an environmentally friendly pulverized fuel ash-based lightweight aggregate, as a substitute for natural coarse aggregate. At the same time, fly ash, an industrial by-product, was used as a partial substitute for cement. Concrete mix M20 was experimented with using fly ash and Lytag lightweight aggregate. The percentages of fly ash that make up the replacements were 5%, 10%, 15%, 20%, and 25%. The Compressive Strength (CS), Split Tensile Strength (STS), and deflection were discovered at these percentages after 56 days of testing. The concrete cube, cylinder, and beam specimens were examined in the explorations, as mentioned earlier. The results indicate that a 10% substitution of cement with fly ash and a replacement of coarse aggregate with Lytag lightweight aggregate produced concrete that performed well in terms of mechanical properties and deflection. The cementitious composites have varying characteristics as the environment changes. Therefore, understanding their mechanical properties are crucial for safety reasons. CS, STS, and deflection are the essential property of concrete. Machine learning (ML) approaches have been necessary to predict the CS of concrete. The Artificial Fish Swarm Optimization (AFSO), Particle Swarm Optimization (PSO), and Harmony Search (HS) algorithms were investigated for the prediction of outcomes. This work deftly explains the tremendous AFSO technique, which achieves the precise ideal values of the weights in the model to crown the mathematical modeling technique. This has been proved by the minimum, maximum, and sample median, and the first and third quartiles were used as the basis for a boxplot through the standardized method of showing the dataset. It graphically displays the quantitative value distribution of a field. The correlation matrix and confidence interval were represented graphically using the corrupt method.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.431-438
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• 2023

Recently, study on hydrogen is being conducted due to environmental pollution and fossil fuel depletion. High-pressure gas hydrogen commonly used is applied to vehicle and tube trailers. In particular, high-pressure hydrogen storage tank for vehicles must comply with the guidelines stipulated in SAE J2601. There is a charging temperature limitation condition for the safety of the storage tank material. In this study, numerical analysis method were verified based on previous studies and the nozzle angle was changed for thermal management to analyze the increase in forced convection effect and energy uniformity due to the promotion of circulation flow. The previously applied high-pressure hydrogen storage tank has a length/diameter ratio of about 2.4 and was analyzed by comparing the length/diameter ratio with 8. As a result, the circulation flow of hydrogen flowing into the high-pressure hydrogen storage tank is promoted at a nozzle angle of 30° than the straight nozzle and accordingly, the effect of suppressing temperature rise by energy uniformity and forced convection was confirmed.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권4호
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• pp.505-516
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• 2023

플라스틱은 가공과 처리가 간단하여 매년 생산량이 증가하고 있으며 이에 따라 플라스틱 폐기물의 양 또한 매년 증가하고 있다. 플라스틱 폐기물 문제를 해결하기 위하여 촉매를 활용한 업사이클링 공정은 유망한 해결책으로 제시되고 있다. 다양한 금속(Ru, Pt 등) 및 지지체(TiO₂, CeO₂ 등)가 폴리 올레핀계 플라스틱의 화학적 재활용에 적용되었다. 입자 크기를 조절하고, 지지체의 특성 및 이종 금속을 도입하여 액체 연료의 선택도를 향상시키고 메탄 생성 양을 줄이려는 시도가 있었다. 한편으로는 값비싼 귀금속의 양을 줄임으로써 최적의 촉매를 찾기 위한 연구를 진행하였다. 본 논문에서는 이러한 hydrogenolysis 반응 및 hydrocracking 반응에서 경제성을 높이기 위하여 어떠한 시도들이 있었는지 살펴보고자 한다. 이러한 관점에서 촉매 업사이클링 공정을 통해 플라스틱 폐기물 문제를 해결할 가능성을 제시하고자 한다.

• Composites Research
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• 제37권1호
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• pp.40-45
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• 2024

본 연구에서는 고분자 전해질막 연료전지용 가스확산층의 투과도를 예측하기 위해 삼차원 합성곱 신경망 모델을 사용하는 방법론을 소개한다. 먼저, 기계학습 모델을 학습시키기 위해 X-선 단층 촬영을 통해 얻은 실제 가스확산층 이미지에서 형태학적 특성을 추출해 가스확산층의 대표 체적 요소로 이루어진 인공 데이터셋을 생성한다. 이러한 형태학적 특성은 다공성, 섬유 배향, 직경의 통계적 분포가 포함된다. 구축한 인공 데이터셋 대표 체적 요소들의 투과도를 평가하기 위해 격자 볼츠만 방법이 사용되었으며 각각의 대표 체적 요소들의 투과도를 도출하였다. 이러한 인공 데이터셋을 통해 삼차원 합성곱 신경망 모델을 학습시켰으며 인공 데이터셋을 학습한 삼차원 합성곱 신경망 모델이 실제 가스확산층의 대표 체적 요소 투과도 또한 잘 예측하는 것을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제34권5호
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• pp.223-234
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• 2024

This review explores the potential of pillared bentonite materials as solid acid catalysts for synthesizing diethyl ether, a promising renewable energy source. Diethyl ether offers numerous environmental benefits over fossil fuels, such as lower emissions of nitrogen oxides (NO_x) and carbon oxides (CO_x) gases and enhanced fuel properties, like high volatility and low flash point. Generally, the synthesis of diethyl ether employs homogeneous acid catalysts, which pose environmental impacts and operational challenges. This review discusses bentonite, a naturally occurring alumina silicate, as a heterogeneous acid catalyst due to its significant cation exchange capacity, porosity, and ability to undergo modifications such as pillarization. Pillarization involves intercalating polyhydroxy cations into the bentonite structure, enhancing surface area, acidity, and thermal stability. Despite the potential advantages, challenges remain in optimizing the yield and selectivity of diethyl ether production using pillared bentonite. The review highlights the need for further research using various metal oxides in the pillarization process to enhance surface properties and acidity characteristics, thereby improving the catalytic performance of bentonite for the synthesis of diethyl ether. This development could lead to more efficient, environmentally friendly synthesis processes, aligning with sustainable energy goals.