• 한국가스학회지
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• 제22권3호
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• pp.7-12
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• 2018

화석연료를 연소할 때 연소로 내의 고온의 온도 분위기에서 열적 질소산화물이 발생하게 된다. 연소기기에서 질소산화물을 저감하기 위한 여러 가지 방법 중에 배기가스 재순환 방법이 널리 쓰이고 있다. 본 연구에서는 배기가스 재순환 배관에 코안다 노즐을 사용하고 양쪽 출구가 트인 재순환하는 버너에 대하여 냉간 유동 특성을 전산유체해석을 통해 살펴보았다. 재순환 배관이 원통 버너의 접선방향으로 설치되어 있어서 버너 내부에서 선회유동이 형성되어 원통 버너 중심 부분에 역류가 생기는 현상을 관찰하였으며 이는 한쪽이 막힌 재순환 버너와 유사한 경향임을 확인 하였다. 본 연구로부터 양쪽 출구가 트인 재순환 버너에서 재순환 유입량은 한쪽이 막힌 버너보다 약 5% 증가하는 것을 확인하였고 양쪽 트인 버너에서 배기가스 재순환 배관의 유입구 위치의 출구에서는 전체 영역에서 유입 유동이 형성되고 반대편의 출구에서는 총 유량은 배출되지만 원통의 가운데 부분은 역류가 일어나는 것을 확인하였다. 배출되는 출구에서 배출되는 유량은 유입되는 출구에서의 유입량보다 3~5배 유량이 크게 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.78-85
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• 2020

멤브레인(membrane) LNG 운반선 화물창(cargo containment)의 공사 작업대인 비계 시스템(scaffolding system)은 다양한 형상의 부재들로 구성된 대형 트러스 구조물이다. 비계 시스템의 설치 기간 및 공정을 단축하기 위해서는 모듈의 탑재 단위를 기존의 2단에서 8단으로 대형화하는 것이 매우 효과적이다. 모듈이 대형화하여 탑재 하중이 증가하면 메인 수직 파이프를 연결해주는 핀(pin)과 홀(hole) 주위의 국부 응력 증가가 예상되므로 구조안전성을 확보하기 위한 사전 평가가 중요하다. 본 연구에서는 인장강도 시험을 통해 파손 취약 부위를 확인하고 이에 대한 구조 안전성을 정량적으로 검토하기 위해 접촉 응력 해석을 수행하였다. 인장강도 시험을 통해 최상부의 수직 방향 파이프에 발생하는 평균 하중 부근에서 홀의 변형이 육안으로 관찰되었으며, 홀 주위의 응력 크기는 접촉 응력 계산을 통해 확인하였다. 접촉 문제를 Herzian 접촉 응력 관점에서 접근하였고, 핀과 홀을 포함하는 부분의 재료 항복강도와 접촉 응력의 비교를 통해 8단 탑재의 가능성을 검토하였다. 결과로서, 기존 재료의 비계를 이용한 8단 탑재 방안은 부적합함을 확인하였으며, 파손 취약 부위에 대한 정량적 구조평가 결과를 바탕으로 8단 탑재 시의 구조안전성 확보를 위한 방안들을 제시하였다.

• 에너지공학
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• 제18권1호
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• pp.49-55
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• 2009

금속의 수소취화는 수소를 사용하는 설비의 안전성을 위협하는 중요한 문제이므로, 수소 환경에서 금속의 취화평가법에 관한 연구의 필요성이 요구되고 있다. 수소사회를 대비하기 위하여 대용량의 수소공급방법에 관한 연구가 진행되고 있는데, 기존의 천연가스 배관을 통한 공급방안이 검토되고 있다. 본 연구에서는 배관 내부에 수소혼합가스가 흐르면 배관모재부 및 용접부의 손상이 우려되므로, 국내에 건설되어 운용되고 있는 X65 천연가스 배관의 모재부를 대상으로 수소취화 거동에 대하여 연구하였다. 재료의 수소침투는 전기분극법을 사용하였으며 강도평가에는 소형펀치시험법을 사용하였다. 수소장입량의 증가에 따라서 금속의 강도가 저하되는 현상이 발견되는 재료도 있으나, 본 연구에 사용한 X65강의 모재부에서 수소취화의 영향은 거의 나타나지 않았으므로 수소영향에 의한 X65강 모재부의 강도저하는 발생하지 않는 것으로 판단된다. 또한 소형펀치시험을 이용함으로써 금속재료의 수소취화에 의한 기계적 강도변화를 평가할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.303-312
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• 2006

본 연구에서는 GFRP 보강근의 인장특성치 시험을 위한 그립 시스템의 적합성을 검증하기 위하여 캐나다 규준에서 제안하는 그립(CSA 그립), ASTM에서 제안하는 그립(ASTM 그립) 및 프리스트레싱 강연선의 정착에 일반적으로 사용되는 쐐기형 그립 등을 사용하여 GFRP 보강근에 대한 인장특성치 시험을 실시하였다. 또한, 현재 외국에서 상용화되고 있는 대표적인 2종류의 GFRP 보강근(나선형 GFRP 보강근, 모래분사형 GFRP 보강근) 및 국내에서 자체 제작한 원형 GFRP 보강근을 대상으로 하여 인장특성치 분석을 위한 시험을 실시하고 각각의 제안된 그립의 적용성 여부를 검토하였다. 본 시험에 사용된 시험편의 제작, 가력 및 측정장치의 설치 등은 CSA S806-02에서 제안하는 권고사항에 따라 실시하였다. 외국의 상용화된 GFRP 보강근에 대하여 그립의 종류를 달리하여 실시된 본 시험결과에 의하면, CSA 그립을 사용하여 시험된 GFRP 보강근의 인장강도가 가장 높은 값을 보이는 것으로 나타났다. 그러나 ASTM 그립을 사용한 시험편에서 관측되는 강도저하 현상은 CSA 그립을 사용한 시험체에 비하여 약 10% 미만인 것으로 관측되었다. 한편, CSA 그립은 제작공정이 까다로울 뿐만 아니라 재사용이 불가능하여 경제성 측면에서도 불리한 것으로 파악되었다. 따라서, 실용적인 측면에서 판단하면 GFRF 보강근의 인장시험에는 ASTM 그립이 적절할 것으로 판단된다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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• pp.27-27
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• 2010

청정에너지원의 수요가 증가함에 따라 에너지원의 공급로의 역할을 하는 강관의 수요가 증가하고 있다. 소재가공 기술의 발전과 함께 경량의 고장력 강재의 적용은 공급로의 역할을 하는 강관의 비용절감 및 자원의 효율적 이용 측면에서 지속적으로 연구 개발을 이어왔다. 이러한 추세에 따라 구조용 또는 라인파이프용 강관에서도 고장력 강재의 적용과 함께 고인성 그리고 용접성의 향상을 위한 다양한 라인파이프용 강재의 개발과 이의 적용이 그간 활발히 진행되어왔다. 용도상 반드시 필요한 특성인 고장력, 고인성, 용접성 등 외에도 다양한 강재의 사용에 따른 제조공정상 즉 용접공정에서 발생될 수 있는 용접부의 기계적 특성 변화에 대한 특성 연구 및 기술 연구가 계속 되어왔다. 주로 강관을 생산하는데 쓰이는 ERW (Electric Resistance Welding) 공정에서도 이러한 문제점을 해결하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다. ERW는 높은 생산성과 낮은 제조비용의 장점을 가지고 있으나 용접 후 용접부의 기계적 특성 감소로 인한 단점이 있다. 때문에 기계적 특성향상을 위해 최적의 용접조건에 대해 연구해야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 4가지 합금강관의 ERW 용접시 용접 입열량의 변화와 용접부의 후열처리를 통한 미세조직의 변화와 기계적 특성에 대해서 고찰하였다. 4강종 시편의 미세조직을 OM, SEM을 통한 분석 이후 인장시험 및 경도시험 등을 통해 기계적 특성을 평가하였다. 대부분의 시편에서 입열량의 증가에 따라 Ferrite 분율이 증가하였고 용접중앙부의 Ferrite 양이 용접경계부 보다 많았다. Ferrite 집중부의 분포가 극명하게 관찰되었던 DP780 (적정) 강종과 미세하게나마 Ferrite 집중부가 존재하였던 K55 (과소, 과대) 강종에서 나란히 경도 하락 현상이 관찰되었다. 이는 강종마다 고유의 Ceq, 합금 중 Mn 농도, 입열량 등에 의한 복합적인 이유 때문으로 판단된다. 탄소가 0.3~0.4 wt% 함유된 중탄소강인 S45C, K55의 경우 용접중앙부와 용접경계부의 페라이트 분율 차이가 큰 것을 알 수 있었다. 이는 용접시 열에 의한 탈탄현상으로 인해 나타나는 현상으로 판단된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제22권5호
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• pp.227-232
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• 2012

차세대 원자력발전용 고온 열교환기 소재로 이용될 가능성이 높은 Ni-Cr계 고온합금인 Inconel 617과 Hastelloy X의 표면처리에 따른 FLiNaK(LiF-NaF-KF) 용융염 하에서의 고온물성에 대한 연구를 수행하였다. Inconel 617과 Hastelloy X기판 상에 각각 PVD인 arc discharge 및 sputtering법에 의해 TiAlN 및 $Al_2O_3$ 박막을 코팅 하였다. 이러한 표면처리가 이들 합금의 FLiNaK 용융염 하 고온 안정성에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 용융염 하 Ni-Cr계 고온합금의 부식 원리를 이해하기 위해, 용융염 수송 loop에 사용 중 파단된 Inconel 파이프에 대한 미세구조 분석을 수행하였다. 표면처리 된 합금들을 $600^{\circ}C$ 용융염 내에서 열처리 하였으며, 열처리 전후 시편들에 대해 상형성, 미세구조 등 고온 물성 변화를 측정하였다. 연구결과 코팅되지 않은 경우 보다 TiAlN 및 $Al_2O_3$ 박막이 코팅된 소재에서 보다 우수한 고온 안정성을 보여주었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권2호
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• pp.201-207
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• 2013

여름철 서중 콘크리트 타설시 높은 온도로 인하여 시멘트 수화반응이 촉진되어 수분의 증발 및 응결이 빨라지게 되며, 이로 인해 컨시스턴시(consistency)가 크게 저하되고, 콜드조인트(cold joint)가 발생한다. 이러한 문제 해결을 위하여 냉각 파이프, 얼음, 액체질소 등을 사용한 냉각 등의 방법이 사용되고 있으나, 사용상의 어려움과 에너지 소비에 따른 경제성 감소 등의 문제점을 가지고 있다. 이 중 지연제의 사용은 경제적이지만 첨가량을 과도하게 사용하면 콘크리트의 경화불량이 발생하기 쉽고, 응결시간 관리가 어려울 수 있다. 또한, 현재 지연제의 인력투입으로 인한 정확한 계량 및 투입이 어렵고 분진발생 등 작업성에 문제가 있다. 따라서 이 연구에서는 분말형 지연제를 의약분야에서 보편적으로 사용하는 정제화 방법을 이용하여 타블렛을 제작하였고, 모르타르의 플로우 테스트 및 응결 시험을 검토한 이 후 콘크리트의 물리적 특성 및 역학적 특성 시험을 실시하여 품질성능에 영향을 미치는지 확인 하였다. 그 결과 리그닌 설폰산염 지연제보다 글루코산염 지연제를 정제화 했을 때 보다 좋은 효과를 발휘 하는 것을 보여 주었다. 또한, 정제화 방법 적용으로 인해 콘크리트의 품질성능을 저하하지 않고 정확한 계량 및 분진발생 등과 같은 관리상의 어려움을 해결할 수 있는 가능성을 보여주었다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.292-303
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• 2011

본 연구에서는 현재 전 세계적으로 해안선 회복공법의 주류가 된 연성방어 중 하나인 샌드바이패싱을 위한 새로운 시스템을 제안하고자 한다. 검증을 위하여 경제성을 고려한 연구장비를 설계 및 제작하였다. 본 장비의 모래 토출율 예측은 일반적인 하천준설 시스템에 적용시켜 정류상태에서 시간당 토출된 물과 토사 무게를 측정 분석하는 방법으로 수행했다. 자료의 분석 결과, 본 시스템은 이론치에 약 9.6% 차이로 근접한 618 ton/hr의 토출율을 나타냈다. 본 토사류는 고밀도 흐름으로 가정했을 때 비교적 높은 수준으로 예측이 가능함을 알았다. 현장실험에 의한 토출율을 기초로 모래의 토출부피를 예측하였다. 본 시스템과 동일한 400 HP 엔진, 흡입 파이프 300 mm (12 inch), 토출 파이프 250 mm(10 inch)인 미국 플로리다 South Lake Worth Inlet에 설치되어 있는 고정식 샌드바이패싱 장비는 함미비가 20% 수준이며 토사 토출율이 $110\;m^3/hr$이다. 본 연구에서 제안된 장비의 펌핑 능력은 함미비가 동일할 때, 플로리다 설비와 거의 유사한 토사 효율이 $103\;m^3/hr$로 예측된다. 본 장비는 플로리다에 설치된 고정식이 아니며 친수성을 고려한 이동식 형태이다. 플로리다 South Lake Worth Inlet 설비의 샌드바이패싱 단가는 미화 8~9 달러/$m^3$이다(Brunn, 1993). 본 시스템은 모래량이 적은 경우에 적절하며 이동을 위한 별도의 장비가 필요하지 않으므로 경제적이고 운행을 위해 25~30 l/hr의 경유가 소모된다. 많은 양의 모래이동을 위해 다수의 소형장비를 동시에 운영하는 시스템은 추후 연구대상이 될 것으로 기대된다.

• 청정기술
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• 제14권1호
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• pp.53-60
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• 2008

본 연구에서는 내경이 각각 5.80 mm와 10.07 mm인 두 개의 수평 이중관열교환기 내에서의 탄화수소계 냉매의 응축열전달과 압력강하에 대한 실험을 $35.5{\sim}210.4\;kg/m^2\;s$의 질량유속과 응축온도인 $40^{\circ}C$에서 수행하였다. 탄화수소계 냉매 R-290과 R-600a의 응축열전달계수가 프레온계 냉매인 R-22보다 높았다. 응축압력강하는 R-600a > R-290 > R-22 순으로 나타났고, 내경이 5.8 mm인 관 내 보다 10.07 mm인 관 내의 압력강하가 R-600a에서는 $6{\sim}15%$ 정도 높았으며, R-290과 R-22에서는 각각 $9.8{\sim}12.5%$와 $2.1{\sim}4.6%$ 정도 높게 나타났다. 실험으로 구한 응축열전달계수와 종래의 상관관계식을 비교해 본 결과, 모든 관경에 대해 Haraguchi 등의 상관관계식과 가장 좋은 일치를 보였다.

• 한국자기학회지
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• 제15권6호
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• pp.325-331
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• 2005

자기누설탐상시스템은 지하에 매설된 배관에서 발생되는 부식이나 크랙 또는 기계적 변형을 탐지하기 위한 방법으로 비파괴검사 방법의 하나이다. 지하 매설 배관은 Nd 자석에 의해 착자가 되고, 배관에 부식이 발생했을 경우 배관의 단면적이 작아지게 되어 자기누설이 발생하며, 발생된 자기누설을 홀센서로 검출하여 부식의 유무, 크기, 모양 등을 판별하게 된다. 지하 매설 배관은 자기누설탐상시스템을 이용하여 정기적으로 검사하기 때문에 처음 검사하는 배관이 아닌 경우는 자기누설탐상시스템의 착자시스템에 의해서 검사 이후에 잔류자화가 존재하게 된다 이렇게 배관에 존재하는 잔류자화에 의해서 자기누설탐상시스템에 의한 착자 정도가 변화하게 되어 검출 신호에 영향을 준다. 검출된 결함신호에는 결함에 대한 정보뿐만 아니라 잔류자화에 대한 정보도 포함되어 있기 때문에 결함신호로부터 결함의 크기와 모양을 판정하기 위해서는 잔류자화에 대한 정보를 제거하거나 보정해주어야 한다. 따라서 본 논문에서는 배관의 잔류자화의 영향을 배관의 잔류자화 방향과 크기에 따라 해석하고, 실험을 통하여 확인하고 분석하였다. 또한 잔류자화에 의한 영향을 보정하기 위한 방법을 제시하였다.