• 해양환경안전학회지
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• 제26권5호
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• pp.569-575
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• 2020

본 연구에서는 선박 전원용 연료전지 시스템 모델을 개발하여 순수한 산소를 공급하여 진행한 실험 결과의 비교를 통하여 연료전지 시스템 모델을 검증하였다. 검증된 모델을 활용하여 공기 압축기를 사용하여 공기를 공급할 경우에 대하여 산소를 공급한 경우와의 연료전지 출력 특성을 비교 검토하였다. 또한, 연료전지 시스템의 열물성치 변화가 스택의 출력에 어떠한 영향을 미치는지에 관하여 검토하였다. 그 결과 본 연구의 실험 범위에서 캐소드 공급 가스로 순수한 산소를 공급한 경우의 모델링을 통한 계산 결과와 실험 결과는 전 부하 영역에서 거의 동일한 전압 및 출력을 얻을 수 있었다. 560 A의 일정한 부하에서 캐소드 공급용 산소를 대신하여 공기를 공급한 경우 각각의 스택 전압은 약 14 V, 스택 출력은 약 8 kW, 스택 효율은 약 3 % 및 전체 시스템 효율은 8 % 정도 낮아짐을 알 수 있었다. 본 연구에서 검토한 열물성치 중에서 스택에 대한 냉각수의 열전달 계수가 스택의 출력에 가장 큰 영향을 미침을 알 수 있었다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제26권2호
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• pp.75-81
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• 1983

태양열(太陽熱) 축열장치(蓄熱裝置)의 개발(開發)을 위(爲)한 기초자료(基礎資料)를 얻기 위(爲)하여 태양열(太陽熱)의 축열매체(蓄熱媒體)로 돌을 이용(利用)한 평판집열기(平板集熱器)을 제작(製作)하여 집열기(集熱器)의 효율(效率), 총열전달계수(總熱傳達係數), 집열기(集熱器)에 의(依)한 상승온도등(上昇溫度等)을 분석(分析)하고 이를 열원(熱源)으로 벼와 고추에 대(對)한 건조실험(乾燥實驗)을 하였다. 초기함수율(初期含水率) 24.5%인 벼를 14.5%까지 건조(乾燥)시키는데 상온통풍건조(常溫通風乾燥)에서는 약(約) 18일(18日), 튜브형집열기(型集熱器)에서 약(約) 12일(12日), 평판집열기(平板集熱器)에서 약(約) 10일(10日)이 소요(所要)되었으며 통고추 건조(乾燥)의 경우 일광건조(日光乾燥)에서 약(約) 68시간(68時間), 튜브형집열기(型集熱器)에서 약(約) 38시간(38時間), 평판집열기(平板集熱器)에서 약(約) 36시간(36時間)이 소요(所要)되었다. 고추를 절단(切斷)하여 건조(乾燥)할 경우 수평(水平)으로 절단(切斷)하는 것이 효과적(效果的)이었으며 건조(乾燥) 과정중(過程中) capsanthine과 capsaicine성분(成分)의 변화(變化)는 건조방법(乾燥方法)이나 절단방법(切斷方法)에 따라 고추의 품질(品質)에 영향(影響)을 미치는 정도(程度)는 아니라고 사료(思料)되었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제45권6호
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• pp.731-744
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• 2013

Energy security is a topic of high importance to many countries throughout the world. Countries with access to vast energy supplies enjoy all of the economic and political benefits that come with controlling a highly sought after commodity. Given the desire to diversify away from fossil fuels due to rising environmental and economic concerns, there are limited technology options available for baseload electricity generation. Further complicating this issue is the desire for energy sources to be sustainable and globally scalable in addition to being economic and environmentally benign. Nuclear energy in its current form meets many but not all of these attributes. In order to address these limitations, TerraPower, LLC has developed the Traveling Wave Reactor (TWR) which is a near-term deployable and truly sustainable energy solution that is globally scalable for the indefinite future. The fast neutron spectrum allows up to a ~30-fold gain in fuel utilization efficiency when compared to conventional light water reactors utilizing enriched fuel. When compared to other fast reactors, TWRs represent the lowest cost alternative to enjoy the energy security benefits of an advanced nuclear fuel cycle without the associated proliferation concerns of chemical reprocessing. On a country level, this represents a significant savings in the energy generation infrastructure for several reasons 1) no reprocessing plants need to be built, 2) a reduced number of enrichment plants need to be built, 3) reduced waste production results in a lower repository capacity requirement and reduced waste transportation costs and 4) less uranium ore needs to be mined or purchased since natural or depleted uranium can be used directly as fuel. With advanced technological development and added cost, TWRs are also capable of reusing both their own used fuel and used fuel from LWRs, thereby eliminating the need for enrichment in the longer term and reducing the overall societal waste burden. This paper describes the origins and current status of the TWR development program at TerraPower, LLC. Some of the areas covered include the key TWR design challenges and brief descriptions of TWR-Prototype (TWR-P) reactor. Selected information on the TWR-P core designs are also provided in the areas of neutronic, thermal hydraulic and fuel performance. The TWR-P plant design is also described in such areas as; system design descriptions, mechanical design, and safety performance.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권4호
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• pp.274-281
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• 2015

국내 연안에 위치해 있는 화력 및 원자력 발전소는 발전시설 냉각을 위해 해수를 사용한다. 입구를 통해 배출되는 온배수는 유량이 상당하여 입구 근처에 큰 운동에너지가 존재한다. 이러한 제한된 입구에서 빠른 흐름이 존재하는 제트류 영역에 설치된 수직축 터빈의 성능을 수치적으로 조사하였다. 제트류 영역에서 입구와 터빈간 거리, 입구 직경과 수직축 터빈의 직경에 따른 성능 변화를 TSR=3.0에서 조사하였다. 또한, 입구가 1개인 경우와 2개인 경우에 대해 직경이 다른 터빈을 배치하여 성능 및 발전량을 비교하였다. 입구가 1개인 경우 입구로부터 터빈과의 거리가 증가함에 따라 터빈 효율이 감소함을 알 수 있었고, 터빈 직경과 입구 직경이 동일할 때 효율이 가장 좋은 것을 알 수 있었다. 입구가 2개인 경우는 효율 및 총 발전량을 고려하여 입구와 동일한 크기의 터빈을 각각 배치하는 것이 좋은 것을 확인하였다. 본 연구는 방수로 입구 전방에 설치된 수직축 터빈을 개념적으로 설계하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제3권3호
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• pp.183-192
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• 2005

자연환기는 처분장의 작업 환경 및 위생, 부유 방사성 핵종의 노출 등과 같은 안전문제에 있어 자연환기 자체만으로는 기계적 강제 환기에 비해서 덜 효과적이지만 처분장 내의 수분제거, 작업 환경 조성과 관련하여 라돈 (Rn) 가스의 희석과 같은 향후 처분장의 장기적 환경을 위해서는 중요한 역할을 할 수 있고, 환풍기와 같은 환기 설비를 이용해야하는 기계환기에 비해 경제적으로 매우 효과적 일수 있다. 본 논문에서는 지하 처분장의 건설 및 운영 기간동안 자연환경 조건에 따라 처분장에 스스로 생기는 자연 환기의 타당성에 대하여 기술하였다. 자연 동굴을 통한 자연환기 유사에 의해 밝혀진 증거들과, 수직갱을 갖는 산악 도로터널에서의 자연 환기 측정, 그리고 주어진 자연환기 압력에 의한 공기 발생량 계산 등을 통해서 자연 환기는 한국형 지하 방사성 폐기물 처분장에 잠재적으로 매우 유익함을 알 수 있다. 효과적으로 유도된 자연 환기는 방사성 폐기물 처분장 내에 발생하는 열과 습도, 그리고 라돈 가스를 제어하기에 경제적으로 좋은 방법이 될 수 있다. 자연환기를 통해 처분장의 전반적 열적 특성은 개선될 수 있고, 수분으로 포화된 공기는 효과적으로 건조되고 그 건조상태 유지 기간은 확장 될 수 있을 것이다.

• Macromolecular Research
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• 제13권4호
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• pp.314-320
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• 2005

Crosslinked poly(vinyl alcohol) (PVA) membranes were prepared at various crosslinking temperatures using poly(acrylic acid-co-maleic acid) (PAM) containing different PAM contents. The thermal properties of these PVA/PAM membranes prepared at various reaction temperatures were characterized using differential scanning calorimetry (DSC). The proton conductivity and methanol permeability of PVA/PAM membranes were then investigated as PAM content was varied from 3 to 13 wt%. It was found that the proton and methanol transport were dependent on PAM content in their function both as crosslinking agent and as donor of hydrophilic -COOH groups. Both these properties decreased monotonously with increasing PAM concentration. The proton conductivities of these PVA/PAM membranes were in the range from $10^{-3}\;to\;10^{-2}S/cm$ and the methanol permeabilities from $10^{-7}\;to\;10^{-6}cm^{2}/sec$. In addition, the effect of operating temperature up to $80^{\circ}C$ on ion conductivity was examined for three selected membranes: 7, 9 and 11 wt% PAM membranes. Ion conductivity increased with increasing operating temperature and showed and S/cm at $80^{\circ}C$, respectively. The effects of crosslinking and ionomer group concentration were also examined in terms of water content, ion exchange capacity (IEC), and fixed ion concentration. In addition, the number of water molecules per ionomer site was calculated using both water contents and IEC values. With overall consideration for all the properties measured in this study, $7{\sim}9\;wt%$ PAM membrane prepared at $140^{\circ}C$ exhibited the best performance. These characteristics of PVA/PAM membranes are desirable in applications related to the direct methanol fuel cell (DMFC).

• 터널과지하공간
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• 제21권5호
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• pp.394-405
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• 2011

본 연구에서는 복공식 지하 압축공기에너지 저장공동의 역학적 변형 및 누출 거동의 복합거동을 파악할 목적으로 비등온 다상다성분 유체유동 및 역학적 거동의 연계해석이 가능한 TOUGH-FLAC 해석을 실시하였다. 지하압축공기에너지 저장 공동의 초기 및 장기 운영 과정에서 고압 압축공기 인입 입출에 따른 콘크리트 라이닝 내부에 발생하는 응력 양상을 살펴보고 저장공동 내부 압력 및 온도 변화를 파악함으로써 기밀성능을 평가하였다. 최대 저장공동 운영압력 8 MPa 조건에서 콘크리트 라이닝 내부에서는 공기침투압에 의한 유효응력의 감소와 접선방향의 인장응력의 증가에 따라 인장균열이 발생할 수 있음을 확인하였다. 콘크리트 라이닝 내부의 인장균열 발생에 따른 투과특성 증가 모델을 이용한 해석 결과, 저장공동 천정부 및 측벽부 일부에서 인장파괴가 발생하여 이들 영역에서의 투과계수는 초기 $10{\times}10^{-20}m^2$에서 $5.0{\times}10^{-13}m^2$까지 증가하였다. 한편, 콘크리트 라이닝 내부 인장균열 발생 및 투과특성 증가에도 불구하고 저장공동 내부 압축공기 압력은 주변 암반의 기밀성능으로 인해 일정하게 유지되고 공기누출량은 일일주입량의 0.02%에도 못 미쳐 복공식 지하 압축공기에너지 저장공동의 유효성을 확인할 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권5호
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• pp.1802-1813
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• 2023

Conjugate heat transfer between liquid metal and solid is a common phenomenon in a liquid-metal-cooled fast reactor's fuel assembly and heat exchanger, dramatically affecting the reactor's safety and economy. Therefore, comprehensively studying the sophisticated conjugate heat transfer in a liquid-metal-cooled fast reactor is profound. However, it has been evidenced that the traditional Simple Gradient Diffusion Hypothesis (SGDH), assuming a constant turbulent Prandtl number (Pr_t,, usually 0.85 - 1.0), is inappropriate in the Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations of liquid metal. In recent decades, numerous studies have been performed on the four-equation model, which is expected to improve the precision of liquid metal's CFD simulations but has not been introduced into the conjugate heat transfer calculation between liquid metal and solid. Consequently, a four-equation model, consisting of the Abe k - ε turbulence model and the Manservisi k_𝜃 - ε_𝜃 heat transfer model, is applied to study the conjugate heat transfer concerning liquid metal in the present work. To verify the numerical validity of the four-equation model used in the conjugate heat transfer simulations, we reproduce Johnson's experiments of the liquid lead-bismuth-cooled turbulent pipe flow using the four-equation model and the traditional SGDH model. The simulation results obtained with different models are compared with the available experimental data, revealing that the relative errors of the local Nusselt number and mean heat transfer coefficient obtained with the four-equation model are considerably reduced compared with the SGDH model. Then, the thermal-hydraulic characteristics of liquid metal turbulent pipe flow obtained with the four-equation model are analyzed. Moreover, the impact of the turbulence model used in the four-equation model on overall simulation performance is investigated. At last, the effectiveness of the four-equation model in the CFD simulations of liquid sodium conjugate heat transfer is assessed. This paper mainly proves that it is feasible to use the four-equation model in the study of liquid metal conjugate heat transfer and provides a reference for the research of conjugate heat transfer in a liquid-metal-cooled fast reactor.

• 농업과학연구
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• 제9권1호
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• pp.357-370
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• 1982

태양열(太陽熱)을 이용(利用)한 곡물(穀物)의 건조(乾燥)와 저장(貯藏)을 겸할 수 있는 농가용(農家用) 태양열(太陽熱) 저장고(貯藏庫)의 개발(開發)에 필요(必要)한 기초자료(基礎資料)를 얻기 위(爲)하여 구조(構造)가 간단(簡單)하고 가격(價格)이 저렴한 콘크리트 벽체의 저장고(貯藏庫)와 그 지붕을 대신(代身)한 태양열집열기(太陽熱集熱器)를 설계(設計) 제작(製作)하여 집열기(集熱器)의 성능(性能)을 실험(實驗)에 의(依)하여 구(求)하였으며 집열기(集熱器)에서 가열(加熱)된 공기(空氣)와 상온통풍(常溫通風)에 의(依)한 벼의 건조특성(乾操特性)을 비교(比較) 분석(分析)하였다. 건조(乾操)된 곡물(穀物)의 저장시(貯藏時)에 그 온도(溫度)를 예측(豫測)할 수 있는 simulation model을 개발(開發)하여 그 적합성(適合性)을 검정(檢定)하고 저장곡물(貯藏殺物)의 각(各) 부위(部位)에 대(對)한 온도(溫度)의 변화(變化)를 분석(分析)한 결과(結果)들을 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 본(本) 실험(實驗)에 설계(設計) 제작(製作)된 태양열집열기(太陽熱集熱器)의 효율(效率)은 평균(平均) 26%였으며 총열전달계수(總熱傳達係數)는 약(約) $25kJ/hr.m^2\;^{\circ}K$였다. 2. 태양열(太陽熱)을 이용(利用)한 건조(乾燥)에서는 공시(供試)벼의 함수율(含水率) 23.5%에서 15.0%까지 건조(乾燥)시키는데 7일(日)이 소요(所要)되었으며 상온통풍건조(常溫通風乾燥)에서는 함수율(含水率) 20.0%에서 15.5%까지 건조(乾燥)시키는데 12일(日)이 소요(所要)되었다. 3. 건조소요시간(乾燥所要時間)은 태양열(太陽熱)을 이용(利用)한 건조(乾燥)가 배(倍) 정도(程度) 빠르나 하층부(下層部)의 곡물(穀物)의 과건현상(過乾現象)의 방지책(防止策)이 철저히 구명(究明)되어야 할 것이다. 4. 저장곡물(貯藏殺物)의 온도(溫度)를 예측(豫測)할 수 있는 simulation model을 finite difference method에 의(依)해 개발(開發)하였으며 검정(檢定) 결과(結果) 실측치(實測値)와 잘 일치(一致)되었다. 5. 저장곡물(貯藏殺物)의 온도(溫度) 변화(變化)는 벽체와 접촉(接觸)하고 있는 부위(部位)에서 컸으며 곡물(穀物)의 손상(損傷)도 이곳에서 심(甚)할 것으로 사료(思料)된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제13권4호
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• pp.176-184
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• 2011

본 연구에서는 폐쇄집수역의 냉기호 현상을 기존의 냉기집적효과와 연계하여 일 최저기온 분포를 모의할 수 있는 방법을 제시하였다. 집수역 내 찬 공기가 담길 '그릇'의 용적을 계산하고 '그릇'안에 집적되는 냉기량을 고도에 따라 표현하였다. 기존의 계곡지형 냉기류에 냉기호를 합산하여 냉기집적으로 인한 기온하강분을 계산하였다. 이때 냉기호의 '수면'은 일교차 조건에 따라 변화시켰다. 이 방법을 검증하기 위해 경남 하동군 악양계곡의 200m 이하 냉기호 형성지역에 기상관측기 10대에서 1분 단위로 기온을 측정하였다. 5월 17일 새벽에는 형제봉 정상에서 적외선 영상 복사계로 지면온도분포를 획득하였다. 개선된 소기후 모형을 적용하여 0530 LST의 기온 분포를 30m 해상도로 추정한 결과 그 양상이 적외선 열영상 분포와 유사하였다. 10개 기상관측지점에 해당하는 격자의 기온추정값을 추출하여 실측값과 비교한 결과, MAE는 1.01에서 0.60으로, RMSE 1.30에서 0.71으로 감소하여 집수역 출구에 가까운 저지대 평야부분에서 발생하는 기존 방법에 의한 오차가 개선되었다.