• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권11호
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• pp.386-393
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• 2019

본 연구에서는 전투차량 발전기에 적용된 전압조정기에 대하여 야전 운용간 발생한 고장현상의 근본원인을 도출하고, 이를 해소하기 위한 개선방안을 수립하고자 하였다. 전압조정기의 고장품 분해점검을 포함한 고온 운용시험, 온도 포화시험 등의 장비점검과 시험분석을 수행한 결과, 전압조정기 내부에 그을음이나 저항소자의 크랙현상 등 열에 의한 손상을 확인할 수 있었고 고온 운용환경에서 전압조정기의 내부온도가 외부온도 대비 비교적 높게 측정된 것을 확인할 수 있었다. 또한, 시험을 통해 확인한 최대온도 측정치를 저항소자의 사양에 적용한 결과, 온도상승에 따른 저항 값의 물리적인 변화에 의해 전력마진이 불충분할 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 이로부터 고장현상이 내부 발열과 불충분한 내열성에 기인한 것으로 추정할 수 있었으며, 최소한의 설계변경으로 내열성을 충분히 향상시킬 수 있는 최적의 개선 방안을 도출하고자 하였다. 개선방안은 회로변경을 통해 소비전력을 감소시키면서 전력마진을 충분히 확보하는 방안과 내부 전자소자에 열적인 영향성을 감소시킬 수 있는 구조변경 방안을 수립하였다. 이에 대한 검증은 기존 전압조정기와 개선방안이 적용된 전압조정기에 대해 고온운용 비교시험을 수행하여 측정된 결과를 바탕으로 내열성 개선여부를 확인하고자 하였다. 결과적으로, 동일한 고온조건에서 설계변경을 통해 개선된 전압조정기의 내부 측정온도가 기존 대비 크게 감소한 것을 보임으로써 전압조정기의 내열성이 향상된 것을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.44-54
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• 2018

복합발전플랜트 배열회수보일러 고압증발기의 기기인 분배기에 대하여 설계조건과 과도운전조건을 고려하여 응력 및 피로에 관한 안전성을 평가하였다. 먼저, 배열회수보일러 튜브군 모델의 해석결과로부터 분배기의 상부에 연결되는 수직 강수관, 하부에 연결되는 수직 급수배관, 열교환기의 입구헤더로 향하는 수평방향의 방사형 배관들에 대하여 노즐하중을 도출하였다. 이와 같이 구한 노즐하중은 분배기의 상세모델에 대한 설계조건과 과도운전조건의 해석 시에 노즐 단면에 가해지는 하중으로 사용하였다. 분배기의 상세한 해석모델을 만들고 설계조건의 내압과 노즐하중에 대한 정적구조해석을 수행하였다. 설계조건에서 최대응력은 수평방향 배관의 노즐 보어에서 발생하였다. 최대응력 위치의 국부 1차 막응력이 쉘과 노즐에서 허용기준보다 작으므로 ASME Code의 허용기준을 만족하는 것으로 나타났다. 배열회수보일러에 주어진 8가지 과도운전조건을 고려하여, 분배기의 상세모델에 대하여 열해석을 수행하고, 과도운전 시의 내압, 노즐하중, 열하중에 대한 과도구조해석을 수행하였다. 과도운전조건에서 최대응력은 분배기 상부의 수직 강수관 노즐 부위에서 발생하였다. ASME Code에 의거하여 수직 강수관 노즐 부위의 피로수명을 평가하였다. 결과적으로 계산된 누적피로사용계수가 허용기준보다 작으므로 기대수명 동안에 피로파손에 관하여 안전한 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.662-669
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• 2017

군용 회전익 항공기는 임무 특성상 피탄 환경에 노출이 많이 되며, 피탄 후 연료누설에 의한 화재는 인명 손실로 직결된다. 피탄 시 조종사 및 승무원 생존성 향상을 위해 회전익 항공기 연료탱크는 내탄 성능과 내 폭발 성능이 요구된다. 내탄 성능은 자기밀폐성 셀을 연료탱크에 적용하여 만족시킬 수 있으며, 내폭발 성능은 폭발가능 영역의 산소 농도를 낮추는 방법과 열에 의한 연료의 증발을 최소화하여 가연성 연료 증기의 생성을 억제하는 방법을 통해 만족시킬 수 있다. 한국형 기동헬기는 피탄에 대한 내폭발 요구도를 만족시키기 위해 불활성가스발생장치를 통해 연료탱크 내 불활성 가스를 충진 시켜 산소농도를 낮추는 방법을 적용하고 있다. 본 논문에서는 국내 무기체계 양산단계의 부품국산화 업무 절차에 따라 개발된 불활성가스 발생장치의 개발 과정 전반에 대하여 기술하고 있다. 순수 국내 기술력을 통해 개발/제작 되었으며, 단품 성능 시험 및 항공기 장착 시험을 통해 기 장착되어 있는 제품 대비 동등이상의 성능을 가짐을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권6호
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• pp.397-402
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• 2016

원자력 발전소와 화력 발전소에서는 양질의 전기를 생산하기 위해서는 발전기에 연결된 고압 및 저압 증기터빈에 최적량의 증기를 공급하여야 한다. 터빈에 증기를 공급하거나 차단하는 특수한 밸브인 터빈출력제어장치를 사용하고 있으며, 이 터빈출력제어장치는 유압서보 액추에이터로 구동 된다. 발전소에서는 유압시스템에서 생성되는 기체로 인하여 유압서보 액추에이터의 성능이 저하되거나, 생성된 기체가 압축되면서 발생하는 열로서 씰을 태우고 마모를 증가시켜서 빈번한 고장이 유발된다. 일부 발전소에서는 고정형 오리피스를 사용하여 공기를 배출하고 있지만 많은 유량배출에 따른 동력 손실과 빈번하게 작동되는 펌프, 전기모터 및 밸브 등의 고장을 발생시킨다. 본 연구에서는 기존의 고정형 오리피스와 같이 초기에 많은 량의 공기를 배출하고 정상운전에서는 매우 미세한 유량만 통과 시킬 수 있는 부하 감응형 공기 배출밸브를 모델링하고 해석하여 장착함으로서 유압서보 액추에이터의 제어 정밀성 확보와 기체 압축으로 인한 고장을 방지할 수 있게 하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제2권3호
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• pp.165-174
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• 2004

원자력발전소에서 발생하는 이온교환수지와 가연성잡고체 혼합폐기물을 유리화하기 위하여 유도 가열식 저온용융로를 이용한 실증시험을 수행하였다. 금속 티타늄 고리(Ti-ring)를 이용한 유리의 초기점화에 필요한 에너지는 약 290 kWh로 평가되었다. 혼합폐기물의 투입 중 고주파발생기의 출력은 160∼190 kW로 임피던스는 0.55∼0.65 $\Omega$ 범위 내에서 안정적으로 유지되었다. 이온교환수지 단독투입 시 보다 가연성잡고체와 혼합 할 경우 CO 발생농도는 1/40 정도로 낮아졌는데, 이는 1.8배 정도 높은 연소에너지를 갖는 가연성잡고체가 혼합폐기물의 완전연소를 유도한 것으로 평가되었다. 혼합폐기물의 공급량에 적당한 최적 산소 버블링에 의해 유리 용탕 내부로의 미연폐기물의 함침은 발생하지 않았으며 유리 용탕은 지속적으로 공정 건전성을 유지하였다. 유리 용탕의 부피가 증가하는 팽창(swelling) 현상 때와 정상 일 때 발생가스를 측정, 비교한 결과 swelling 현상 때는 NO와 같이 환원성 가스의 농도 보다 산화성 기체인 $NO_2$의 농도가 높은 것으로 나타났다. 실증시험에 사용된 이온교환 수지와 가연성잡고체의 각각 투입량은 368kg과 751kg 이었으며, 74 정도의 감용비를 달성하였다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제9권9호
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• pp.721-736
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• 2019

본 논문에서는 대심도에 위치한 지하역사(지하 6층) 및 터널에서 화재가 발생했을 경우 제연설비 작동에 따른 연기의 거동을 측정하였다. 열풍기를 이용하여 열부력 효과를 구현한 연기발생장치를 이용하여 화재연기를 생성하였다. 화재발생 위치는 승강장 위 및 스크린도어 외부에 위치한 터널부의 승강장 위의 2가지 위치를 선정하였다. 승강장 화재발생시 승강장에 설치된 환기구를 통하여 연기가 배출되도록 하는 제연모드가 일반적인데 본 연구에서는 승강장 양단에 위치한 터널부의 환기구를 통한 배기도 같이 동작되도록 설정하여 실험을 수행하였다. 다양한 위치에서 연기농도 및 풍향풍속을 측정하였고 화면을 취득하여 연기의 이동 및 제연을 분석하였다. 승강장 내부에서 화재가 발생하였을 경우와 선로부에서 화재가 발생하였을 경우 승강장의 송풍기의 제연모드 동작과 터널의 송풍기의 배연 동작으로 인하여 연기배출이 원활하였고 화재 발생 인근 구역으로의 연기전파가 억제되었다. 본 연구에서 제시한 승강장 및 승강장 양단부의 터널에 적용되는 송풍기를 같이 운전하는 제연모드를 통하여 승강장 화재 및 화재열차 정차시 화재 연기로부터 승객들에게 보다 안전한 대피환경을 제공할 수 있을 것이다.

• Investigative Magnetic Resonance Imaging
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• 제13권1호
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• pp.31-39
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• 2009

목적 : 본 연구는 PRF(Proton Resonance Frequency)를 이용한 MR 온도감시 영상에서 시간 해상도를 keyhole방법 적용으로 향상시키고자하였다. 제시된 keyhole방법과 기존 온도영상 방법 사이의 비교를 위해 온도 값에 대한 RMS(Root Mean Square) 오차와 SNR(Signal to Noise Ratio)을 비교하였다. 대상 및 방법 : PRF 방법과 GRE(Gradient Recalled Echo)를 이용하여 MR 온도영상을 구현하였으며 장비로는 임상용 1.5T MRI 장치를 이용하였다. 인체모사 조직인 2% 한천 젤 팬텀과 돼지 근육조직으로 실험을 수행하였다. 2.45GHz대역의 마이크로파 발생장치로 MR호환 동축 슬롯 안테나를 구동하여 MRI장치 내에서 대상 조직과 팬텀을 5분간 가열하였다. 가열 직후 10분 동안에 순차적으로 MR 원 데이터를 획득하였다. 획득된 원 데이터는 PC로 전송되어 전체 위상을 부호화하여 얻은 원 데이터의 바깥영역과 K-space의 중앙 영역을 각각 128, 64, 32, 16으로 위상부호화된 데이터로 keyhole영상을 재구성하였다. 256개로 전체 부호화된 자체-참조 온도영상과 RMS 오차를 비교하였으며, zero-filling 영상과 SNR비교를 하였다. 결과 : keyhole 온도 영상에서 위상부호화 수가 128, 64, 32, 16으로 줄어들수록 RMS 오차로 산출한 온도의 차이가 0.538, 0.712, 0.786, 0.845$^{\circ}C$ 만큼 증가하였으나 SNR 값은 keyhole의 위상부호화 수가 줄어도 유지되었다. 결론 : 본 연구는 고정된 매트릭스 크기에 keyhole 방법 적용을 이용하여 온도 감시에서의 시간해상도 증가와 SNR 값을 유지하는 결과를 도출하여 성공적인 적용을 보여 주었다. 본 연구를 기반으로 한 다음 연구에서는 최적화된 변수를 이용한 keyhole 방법 적용으로 최소 온도 오차의 실시간 MR 온도 감시가 가능할 것이라 예상된다.