• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.28-34
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• 2015

The groundwater heat pump (GWHP) systems have great potential for heating-cooling system which use annual constant groundwater temperature for heat source. Generally, the performance of GWHP system significantly depends on the geological and hydraulic properties such as hydraulic conductivity, thermal conductivity, soil condition so on. Therefore, in order to use GWHP systems efficiently, it is necessary to analyze the effect of design factors on the system performance. However, there are a few researches on the optimum design method for the open-loop geothermal system. In this research, the design factor in the open-loop geothermal system was analyzed quantitatively for the optimal design method by using numerical simulation. As a result, it was found that the temperature change of heat source depends on the design factor.

• 대한기계학회논문집A
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• 제27권11호
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• pp.1889-1896
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• 2003

In the microfluidic applications, viscous-driven pumping mechanism is a promising one since the viscous effect increases significantly as the size of device decreases, relative to the inertial effect. However, there exist a few drawbacks we have to improve such as low efficiency and small volume flow rate. In the present study, an optimum design synthesis is proposed to enhance the performance characteristics of the micropump with single rotating cylinder. First, the unstructured grid CFD method is described and validated by comparing its results to the previous results. Next, an automated optimum design synthesis tool is constructed by combining the aforementioned CFD analysis model with the mathematical optimization model. This technique is used to improve the performance characteristics of newly designed viscous-driven pump. The presented results show that the fluid dynamic optimization tool is robust and may be applied to other microfluidic device design applications.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.143-150
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• 2008

EGR(exhaust gas recirculation) is an attractive means of improving the fuel economy of spark ignition engines, as it offers the benefits of charge dilution (lower pumping and cooling losses) while allowing stoichiometric fuelling to be retained for applications using the three-way catalysts. However, the occurrence of excessive cyclic variation with high EGR normally prevents substantial fuel economy improvements from being achieved in practice. Therefore, the optimum EGR rate in Gasoline-Hybrid engine should be carefully determined in order to achieve low fuel consumption and low exhaust emission. In this study, 2 liters gasoline engine with E-EGR system was used to investigate the effects of EGR on fuel economy, combustion stability, engine performance and exhaust emissions. EGR tolerance with load variation was found to be more sensitive than with rpm variation. With optimal EGR rates, the fuel consumption was improved by 5.5% while a combustion stability was guaranteed.

• 한국광학회지
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• 제1권2호
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• pp.155-161
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• 1990

메틸알코올 레이저의 여기용으로 저속축류형의 가변파장 $CO_2$ 레이저를 제작하였다. 파장가변은 ZnSe Brewster 창과 반사 회절격자를 사용하였으며, 반사 회절격자는 Blaze wavelength 10.6$\mu\textrm{m}$, 100grooves/mm 인 평면형이다. 실험은 $CO_2$ 레이저의 연속발진 출력특을 살펴보고, $CO_2$ 레이저의 전 발진구간을 파장가변시켜 얻어진 출력분포를 $CO_2$ 레이저의 이득 곡선과 비교하였다. 연속발진 출력은 기체 혼합비 $CO_2: N_2$ : He=1:3:10, 전류 55mA, 압력 14 torr 일 때 100W를 얻었다. 가변된 파장은 10.4$\mu\textrm{m}$ 영역의 R(6)-R(38), P(6)-P(36), 9.4$\mu\textrm{m}$ 영역의 R (10)-R(32), P(10)-P(38)의 약 60여개의 회전선이 발진함을 확인하였고, 이 때의 파장은 9.3295$\mu\textrm{m}$에서 10.7648$\mu\textrm{m}$까지 변화하였다. 각 영역에서 얻어진 출력분포는 $CO_2$ 레이저의 이득곡선과 잘 일치하였고, 최대 출력은 20W 정도였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권7호
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• pp.709-716
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• 2013

팬 필터 유닛 (FFU)은 청정실 천정에 설치되어 정화된 공기를 공급하는 장치이다. FFU가 대형화되면서 출구면에서 속도가 불균일해지고 결과적으로 청정실에서 생산되는 제품의 품질 또는 생산성을 떨어뜨리게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 가이드 베인이 설치되는데 가이드 베인은 속도를 균일하게 하지만 유동저항을 유발하여 동력이 일정하게 주어진 경우 공급되는 유량을 감소시킨다. 따라서 속도 균일성을 확보하면서 유량 감소를 최소화하는 최적설계가 요구된다. 본 연구에서는 FFU의 외벽과 중앙에 설치된 가이드 베인의 각도와 길이를 변경하면서 수치해석을 수행하여 가이드 베인의 성능 개선 방안을 도출하였다. 외벽에 설치된 가이드 베인의 경우, 형상을 변경하여 유량이 1.5% 감소하는 조건에서 속도 균일도를 3.7% 향상시킬 수 있었다. 중앙 가이드 베인의 경우 유량이 0.7% 감소하는 조건에서 속도 균일도를 2.9% 향상시킬 수 있었다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제7권3호
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• pp.103-115
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• 2000

갈색 침전물의 생성은 우리나라 지하수의 개발 및 공급에 있어 흔히 발생하는 문제 중의 하나인데, 이에 따라 색도, 맛, 탁도 및 용존 철 함량 등의 항목에 있어 먹는 물 수질 기준을 초과하게 되고, 물 공급 시스템에 스케일링의 문제를 야기하게 된다. 경기도 파주 지역 지하수의 경우에도 양수 후 몇 시간 내에 갈색 침전물이 형성되어 수질을 악화시키고 있다. 본 연구에서는 지하수의 탁도를 유발하는 원인과 지화학적 반응 경로를 이해하고자, 평형열역학 및 반응속도론적 접근을 통하여 갈색 침전물의 형성과정을 파악하였다. 본 연구결과는 침전물의 형성을 최소화하기 위한 적정 양수 기법은 물론 수질 향상을 위한 최적 수처리 기법을 설계하는데 있어 중요한 자료로 활용될 것이다. 파주 지역의 암반 지하수는 물/암석(편마암)반응에 의해 Ca-$HCO_3$형의 수질 특성을 보인다. SEM-EDS 및 XRD 분석 결과, 갈색 침전물은 비정질의 함철 산화물 또는 수산화물로 해석된다. 다양한 공극 크기(6, 4, 1, 0.45, 0.2 $\mu\textrm{m}$)를 갖는 여과지를 이용한 다단계 여과 결과, 이들 침전물은 크기에 있어 대부분 1 내지 0.45$\mu\textrm{m}$의 입도를 갖는 콜로이드 형태이지만, 질량 분포로 볼 때는 1 내지 6$\mu\textrm{m}$범위가 우세함(총 질량의 약 81%)을 알 수 있다. 다량의 용존 철(II)은 지하수 유동 중에 철 함량이 높은(최대 3wt.%) 단층 파쇄암 내의 녹니석(clinochore)의 용해로부터 기원하는 것으로 판단된다. PHREEQC 프로그램을 이용한 포화지수 계산 및 pH-Eh 관계도에 대한 검토 결과, 침전물은 함철 수산화물임이 확인되며, 환원 조건에 있던 심부 지하수가 양수에 의해 산소에 노출되면서 화학성 변화(특히, 산화)에 의하여 침전함을 알 수 있다. 양수 이후의 시간 경과와 더불어 양수된 지하수의 pH, DO, 알칼리도는 점차 감소하며. 탁도는 증가하다가 일정 시간 경과 후 감소하는 경향을 보인다. 양수 이후의 경과 시간에 따른 용존 철(II)의 농도 감소율(즉, 반응 속도)은 Fe(II)=10.l exp(-0.0009t)로 표현된다. 따라서 갈색 침전물의 생성 반응은 양수 및 양수 후 저장 과정 중에 산소의 유입에 따른 산화 반응에 기인하며, 그 반응은 시간, 산소분압 및 pH에 의존함을 알 수 있다. 탁도를 제거하여 음용 가능한 수질을 확보하기 위해서는, 충분한 시간 동안 충분한 크기를 갖는 탱크 내에서의 다단계 저장 및 폭기를 거친 이후에 응집된 침전물에 대한 여과가 제안된다. 이때, 비용 절감 차원에서 상이한 입도 조건에서의 다단계 여과가 효과적일 것으로 생각된다. 한편, 개발 관정 내에서의 스케일링을 최소화하기 위해서는 심부 지하수로 산소가 풍부한 천층 지하수가 유입되는 과정을 최소화할 필요가 있다. 이를 위해서는 적정 채수량 범위 내에서의 지속적인 양수가 효과적일 것이다. 아울러, 산소가 풍부한 천층 지하수의 채수를 위한 별도의 관정 설치도 고려할 수 있을 것이다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.128-135
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• 2008

EGR(exhaust gas recirculation) is considered as a most effective method to reduce the NOx emissions. But high EGR tolerance is always pursued not only for its advantages of the pumping loss reduction and fuel economy benefit in Gasoline-Hybrid engine. However, the occurrence of excessive cyclic variation with high EGR normally prevents substantial fuel economy improvements from being achieved in practice. Therefore, the optimum EGR rate should be carefully determined in order to achieve low fuel consumption and low exhaust emission. In this study, 2 liters gasoline engine with E-EGR system was used to investigate the effects of EGR on fuel efficiency, combustion stability, engine performance and exhaust emissions. With optimal EGR rates, the fuel consumption was improved by 4%. This improvement was achieved while a reduction in NOx emissions of 75% was accomplished. Increase of EGR gas temperature causes the charge air temperature to affect the knock phenomenon and moreover, the EGR valve lift changes for the same control signal.

• 설비공학논문집
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• 제29권3호
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• pp.127-133
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• 2017

Performance analysis has been carried out on a high side scroll compressor that had a fixed scroll equipped with a circular oil groove on its thrust surface. Oil was supplied to the oil groove through an intermittent opening from a high pressure oil reservoir formed inside the orbiting scroll hub. Oil in the groove was then delivered to both suction and back pressure chambers by pressure differentials and viscous pumping action of the orbiting scroll base plate. Mathematical modeling of this oil groove system was incorporated into a main compressor performance simulation program for an optimum oil groove design. The study findings were as follows. Pressure in the oil groove can be controlled by changing its configuration and the oil passage area. With an enlarged oil passage, the pressure in the oil groove heightens due to an increased flow rate, but the pressure elevation in the back pressure chamber is small, resulting in reduced friction loss at the thrust surface between the two scrolls. On the other hand, by increasing the oil passage area, the oil content in the refrigerant flow increases. Considering all these factors, the energy efficiency ratio could be improved by about 3.6% under the ARI condition by an optimal oil groove design.

• Tribology and Lubricants
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• 제25권6호
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• pp.387-398
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• 2009

The operation condition of recently designed pistons for high power and high speed diesel engine become more severe due to the increment of combustion pressure and temperature. So, in order to overcome high temperature, the application of the mono-metal cast aluminum alloy piston featuring an enclosed cast-in open cooling gallery has increased. In this research, it is developed a PCJ (piston cooling jet) rig tester, described the test procedure and validated the performance of sample piston cooling gallery design. Then the test rig will be used for developing the design technology of piston cooling gallery. The test rig is composed with oil reservoir and pumping system, oil jet system, piston fixing and moving system, collecting oil measuring system, and data measuring and recording system. It will be measured collecting efficiencies under conditions of a few piston positions, oil jet pressures and oil viscosities for a piston cooling gallery. Furthermore, the PCJ rig tester will be used for the optimum design of the oil cooling gallery which being applied to increase the cooling efficiency of pistons in diesel engines satisfying the EURO V emission regulation and the more.

• KIEAE Journal
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• 제17권3호
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• pp.119-124
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• 2017

Purpose: Groundwater heat pump (GWHP) system has high coefficient of performance than conventional air-source heat pump system and closed-loop type geothermal system. However, there is problem in long-term operation that groundwater raise at the diffusion well and reduced at the supply well. Therefore, it is necessary to accurately predict the groundwater flow, groundwater movement and control the groundwater level in the wells. In this research, in consideration of hydrogeological characteristic, groundwater level and groundwater movement were conducted analysis in order to develop the optimal design method of the two-well system using the pairing pipe. Method: For the optimum design of the two-well system, this research focused on the design method of the pairing pipe in the simulation model. Especially, in order to control the groundwater level in wells, pairing pipe between the supply well and diffusion well was developed and the groundwater level during the system operation was analyzed by the numerical simulation. Result: As the result of simulation, the groundwater level increased to -2.65m even in the condition of low hydraulic conductivity and high pumping flow rate. Consequently, it was found that the developed system can be operated stably.