• 대한기계학회논문집B
• /
• 제31권10호
• /
• pp.823-831
• /
• 2007

This paper presents the experimental and simulation study of a loop heat pipe (LHP) that can be applied to present electronics, space missions and thermal control systems. The present experimental study was carried out employing sintered alumina ceramic wick ($d=2.96\;{\mu}m$, ${\phi}=0.61$). High purity R-134a, R-22 and water were also used as alternative working fluids in addition to ammonia. The experimental study showed that the maximum heat transfer performance for the test LHP in the vertical top heating mode was over 100 Watts when ammonia was used as the working fluid. The simulation results have been compared with the experimental results to validate a simulation model based on the thermal resistance network that was developed to evaluate the performance of LHPs, focusing on their prospective applications in electronics. The simulation model is based on the loop overall energy, mass, and momentum balance. The simulation program can predict the effects of various parameters which affect the performance of LHP within 5% compared with the experimental results.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
• /
• 제13권6호
• /
• pp.590-596
• /
• 2020

상용전력망과 계통연계가 어려운 도서지역에서는 독립적인 마이크로그리드로 생산된 에너지를 효율적으로 관리할 수 있는 방법을 찾는 것은 매우 중요한 일이다. 본 논문에서는 태양광과 풍력의 하이브리드 모델을 적용한 소규모 마이크로그리드에서 생산된 전력을 전력계측기와 수집된 데이터의 응답속도 테스트를 거쳐 P2P전력거래를 위한 프로슈머관리시스템을 구현하였다. 마이크로그리드 프로슈머 관리시스템의 전력망은 Mesh구조로 이루어져 있으며 P2P전력거래는 3곳의 독립적으로 구축된 off-grid 사이트에서 전력계측기와 DC전력전송기를 이용하여 테스트하였고, 이때 전력계측기의 측정값은 전압(평균값) : 380V + 0.9V, 전류(평균값) : + 0.01A, 전력 : 1000W ( - 1W)로 오차 허용범위인 ±1%이내로 나타나 그 유의성을 확인하였다. 실시간으로 50개의 데이터를 동시 전송하여 메인화면 0.32초, 일 발전량 2.61초, 누적발전량 2.77초, 전력거래 0.11초 등의 응답속도가 나타나 서버의 안정화를 확인하였다. 따라서 본 시스템은 한국전력의 중계 없이 독립적인 망으로 활용될 수 있는 P2P 전력거래시스템으로서 그 타당성이 입증되었다.

• 한국정보과학회논문지:데이타베이스
• /
• 제35권3호
• /
• pp.208-217
• /
• 2008

센서 네트워크에서 센서 노드들은 소형 배터리로 동작하면서 환경에 대한 정보를 수집하는 기능을 가지고 있다. 최근 관련 하드웨어 기준이 발전하고 있지만, 여전히 에너지와 관련된 제약조건이 주요한 고려사항이 되고 있다. 즉 일반적으로 센서 노드의 전원은 교환이나 충전이 곤란한 경우를 가정하고 있으며, 따라서 이러한 상황을 기본 가정으로 하여 응용을 개발하여야 한다. 에너지 소모는 메시지의 전송에 큰 영향을 받게 되므로, 질의처리를 위한 메시지의 수를 줄일 수 있는 알고리즘이 필요하다. 이를 위해서 일반적으로 다른 센서들과 협력하여 관련된 정보를 미리 유지하도록 하여 불필요한 전파를 막게 하는 기법들이 활발하게 연구되고 있다. 본 연구에서는 센서 노드들간의 부모-자식 관계를 이용하여 메시지의 수를 줄일 수 있는 조를 제안하였다. 즉 부모노드들은 자신의 자식노드들에 대한 위치 정보 및 각 자식들의 자손들을 모두 포함하는 영역정보(MBA)를 유지하도록 한다. 이는 각 노드가 유지해야 할 정보의 양을 줄이면서도 분산 방식으로 정보가 관리될 수 있게 된다. 또한 유지하는 정보의 정확성을 높임으로써 불필요한 메시지의 수를 크게 줄일 수 있게 된다. 마지막으로 다양한 실험을 거쳐 제안한 구조의 이러한 장점을 보여주었다.

• Journal of Information Processing Systems
• /
• 제14권4호
• /
• pp.989-1009
• /
• 2018

Rapid advances in science and technology with exponential development of smart mobile devices, workstations, supercomputers, smart gadgets and network servers has been witnessed over the past few years. The sudden increase in the Internet population and manifold growth in internet speeds has occasioned the generation of an enormous amount of data, now termed 'big data'. Given this scenario, storage of data on local servers or a personal computer is an issue, which can be resolved by utilizing cloud computing. At present, there are several cloud computing service providers available to resolve the big data issues. This paper establishes a framework that builds Hadoop clusters on the new single-board computer (SBC) Mobile Raspberry Pi. Moreover, these clusters offer facilities for storage as well as computing. Besides the fact that the regular data centers require large amounts of energy for operation, they also need cooling equipment and occupy prime real estate. However, this energy consumption scenario and the physical space constraints can be solved by employing a Mobile Raspberry Pi with Hadoop clusters that provides a cost-effective, low-power, high-speed solution along with micro-data center support for big data. Hadoop provides the required modules for the distributed processing of big data by deploying map-reduce programming approaches. In this work, the performance of SBC clusters and a single computer were compared. It can be observed from the experimental data that the SBC clusters exemplify superior performance to a single computer, by around 20%. Furthermore, the cluster processing speed for large volumes of data can be enhanced by escalating the number of SBC nodes. Data storage is accomplished by using a Hadoop Distributed File System (HDFS), which offers more flexibility and greater scalability than a single computer system.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제6권5_6호
• /
• pp.641-659
• /
• 2010

Structural Health Monitoring (SHM) gradually becomes a technique for ensuring the health and safety of civil infrastructures and is also an important approach for the research of the damage accumulation and disaster evolving characteristics of civil infrastructures. It is attracting prodigious research interests and the active development interests of scientists and engineers because a great number of civil infrastructures are planned and built every year in mainland China. In a SHM system the sheer number of accompanying wires, fiber optic cables, and other physical transmission medium is usually prohibitive, particularly for such structures as offshore platforms and long-span structures. Fortunately, with recent advances in technologies in sensing, wireless communication, and micro electro mechanical systems (MEMS), wireless sensor technique has been developing rapidly and is being used gradually in the SHM of civil engineering structures. In this paper, some recent advances in the research, development, and implementation of wireless sensors for the SHM of civil infrastructures in mainland China, especially in Dalian University of Technology (DUT) and Harbin Institute of Technology (HIT), are introduced. Firstly, a kind of wireless digital acceleration sensors for structural global monitoring is designed and validated in an offshore structure model. Secondly, wireless inclination sensor systems based on Frequency-hopping techniques are developed and applied successfully to swing monitoring of large-scale hook structures. Thirdly, wireless acquisition systems integrating with different sensing materials, such as Polyvinylidene Fluoride(PVDF), strain gauge, piezoresistive stress/strain sensors fabricated by using the nickel powder-filled cement-based composite, are proposed for structural local monitoring, and validating the characteristics of the above materials. Finally, solutions to the key problem of finite energy for wireless sensors networks are discussed, with future works also being introduced, for example, the wireless sensor networks powered by corrosion signal for corrosion monitoring and rapid diagnosis for large structures.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제18권11호
• /
• pp.817-825
• /
• 2017

AC 방식 마이크로그리드는 다양한 DC/AC 인버터를 AC 네트워크에 연결하여, DC 방식 마이크로그리드의 약점을 극복 하고 있다. 그러나 소규모 마이크로그리드에서 일반적으로 발생하는 심각한 부하 불평형 현상에 의하여, AC 마이크로그리드 시스템의 성능을 약화시킬 수 있다. 이것은 마이크로그리드 내의 불평형 부하로 인하여 상별 에너지 흐름과 전압조정기능이 제한되기 때문이다. 이러한 불평형 전압문제를 해결하기 위하여, 3상 4-Leg 방식의 인버터가 제안되고 있지만, 이를 안정적으로 운용할 수 있는 제어알고리즘이 미비한 실정이다. 따라서, 본 논문에서는 부하 불평형에 의해서 발생하는 인버터의 전압 불평형 문제를 해결하고 안정적으로 제어하기 위하여 d-q제어를 기반으로 3상4선식 인버터의 각상 개별제어 알고리즘을 제안하였다. 또한, 이 알고리즘을 바탕으로 Matlab/Simulink를 이용하여 4-Leg 방식의 전압제어기 모델링을 수행하였다. 이 모델링과 250KW급 시험장치를 바탕으로 인버터의 출력전압 제어특성을 분석한 결과, 정상상태에서는 기존의 방식과 비슷한 특성을 보이지만, 과도상태에서는 제안한 각상 개별제어 방식이 기존의 방식보다 안정적으로 동작하여 제안한 방식의 유용성을 확인할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.498-498
• /
• 2013

Atmospheric Pressure Plasmas have pioneered a new field of plasma for biomedical application bridging plasma physics and biology. Biological and medical applications of plasmas have attracted considerable attention due to promising applications in medicine such as electro-surgery, dentistry, skin care and sterilization of heat-sensitive medical instruments [1]. Traditional approaches using electronic devices have limits in heating, high voltage shock, and high current shock for patients. It is a great demand for plasma medical industrial acceptance that the plasma generation device should be compact, inexpensive, and safe for patients. Microwave-excited micro-plasma has the highest feasibility compared with other types of plasma sources since it has the advantages of low power, low voltage, safety from high-voltage shock, electromagnetic compatibility, and long lifetime due to the low energy of striking ions [2]. Recent experiment [2] shows three-log reduction within 180-s treatment of S. mutans with a low-power palm-size microwave power module for biomedical application. Experiments using microwave plasma are discussed. This low-power palm-size microwave power module board includes a power amplifier (PA) chip, a phase locked loop (PLL) chip, and an impedance matching network. As it has been a success, more compact-size module is needed for the portability of microwave devices and for the various medical applications of microwave plasma source. For the plasma generator, a 1.35-GHz coaxial transmission line resonator (CTLR) [3] is used. The way of reducing the size and enhancing the performances of the module is examined.

• 터널과지하공간
• /
• 제31권4호
• /
• pp.270-288
• /
• 2021

본 연구에서는 입자기반 개별요소모델(grain-based distinct element model, GBDEM)을 이용하여 암석 균열의 역학적, 수리적 거동을 평가할 수 있는 수치해석기법을 제시하고 해석해와의 비교를 통해 검증하였다. 이는 DECOVALEX-2023 프로젝트 Task G의 일환으로 수행된 벤치마크 모델링 연구로, Task G는 결정질 암반 내 균열의 열-수리-역학적 복합거동을 해석하기 위한 수치해석기법을 개발하는 데에 목표가 있다. 본 연구에서는 사면체 개별 입자들을 이용하여 해석모델을 생성하고 3DEC을 이용하여 입자와 접촉에서의 거동을 해석하였다. 이 과정에서 등가연속체 개념을 적용해 입자기반모델의 미시물성을 산정할 수 있는 새로운 기법을 제시하였다. 한편, 균열 경사각과 거칠기, 경계응력조건 및 압력 조건에 따른 해석을 실시하여 각 해석조건이 균열의 수직, 전단방향 거동에 미치는 영향을 살펴보았다. 해석 결과, 제안된 수치모델은 경계응력에 따른 균열의 미끄러짐(fracture slip)과 유체 압력에 따른 균열의 개방(fracture opening), 균열 경사에 따른 응력 분포, 거칠기로 인한 전단변위의 구속 등을 합리적으로 재현하고 있음을 확인하였다. 수치해석을 통해 계산된 균열의 수직방향, 전단방향 변위는 모두 해석해를 통해 계산된 값과 거의 일치하는 결과를 보였다. 본 연구의 해석모델은 Task G에 참여하는 국외 연구팀들과의 의견 교류와 워크숍을 통해 지속적으로 개선하는 한편, 향후 다양한 조건의 실내시험에 적용하여 타당성을 검증할 예정이다.

• 터널과지하공간
• /
• 제31권6호
• /
• pp.593-609
• /
• 2021

본 연구에서는 입자기반 개별요소모델(grain-based distinct element model, GBDEM)을 이용하여 결정질 암석 내 포함된 균열의 열-역학적 거동을 평가할 수 있는 수치해석기법을 제시하고 열에 의한 균열의 미끄러짐 거동을 해석하였다. 이는 DECOVALEX-2023 프로젝트 Task G의 일환으로 수행된 벤치마크 모델링 연구로, Task G는 결정질 암반 내 균열의 열-수리-역학적 복합거동을 해석하기 위한 수치해석기법을 개발하는 데에 목표가 있다. 여기에서는 Voronoi diagram을 이용하여 다면체 개별입자의 집합체로서 해석모델을 생성하고, 입자 및 입자간 접촉에서 발생하는 열-역학적 거동을 개별요소프로그램인 3DEC을 통해 해석하였다. 암석 시험편의 탄성거동을 재현하기 위하여 등가연속체 개념을 적용하여 입자와 접촉의 미시물성을 산정하였으며, 균열에 상응하는 접촉에는 Coulomb slip model을 부여하여 인장강도와 전단강도를 갖는 불연속면을 모사하였다. 경계응력과 열응력에 의한 균열의 거동을 수치적으로 모델링하였으며, 경계조건에 따라 균열의 미끄러짐이 발생하는 열-역학적 메커니즘을 정량적으로 분석하였다. 해석 결과, 본 연구에서 제시한 해석모델이 암석 내 열팽창과 열응력의 증가, 균열 응력과 변위, 경계조건의 영향 등을 합리적으로 재현하고 있음을 확인하였다. 본 연구의 해석모델은 Task G에 참여하는 국외 연구팀들과의 의견 교류와 워크숍을 통해 지속적으로 개선하는 한편, 향후 실내실험에 적용하여 타당성을 검증할 예정이다.