• 디지털융복합연구
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• 제14권4호
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• pp.419-424
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• 2016

본 논문에서는 광학설계 프로그램을 이용하여 LED 광원의 위치 변화에 따른 배광분포에 대하여 연구하였다. 사용한 LED 조명기구는 엣지형의 LED 배열을 이용하였으며 반사판을 중심으로 도광판 및 확산판을 위와 아래에 배치한 구조이다. LED 칩을 반사판 에지 중심에서 위로 1mm, 2mm 및 3mm로 위치를 바꾸어 시뮬레이션 하였다. LED 칩이 중심에 위치한 경우는 전반확산 배광분포를 보였으며 2mm 이상에서는 효율 0.56의 반직접 배광 분포를 보였다. 3mm 위에 LED 칩을 위치시키면 0.31 효율을 갖는 직접 배광분포를 갖는 배광특성을 나타내었다. 도광판은 평면형 보다 칩 위치에서 밖으로 작아지는 쐐기형의 구조에서 더 좋은 효율을 나타내었다. 그리고 반사면에 반구형의 형상을 0.015mm 씩 증가시키며 방사 형태로 배치한 경우는 파워 1.02W, 효율 0.25, 최대광도 0.104W/sr로서 패턴을 형성하지 않은 경우보다 더 우수한 광 특성을 얻을 수 있었다.

• Composites Research
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• 제34권5호
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• pp.290-295
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• 2021

지구 온난화 억제를 위한 전 세계적인 연비규제에 발맞춘 해결책으로 자동차에 경량구조복합재료를 적용하는 것이 메가트렌드로 인식되고 있다. 본 연구에서는 수리, 폐기 및 재활용 측면에서 유리한 열가소성 탄소섬유강화플라스틱의 적용을 극대화하기 위해 전도특성이 요구되는 부품 대체 이슈에 대응할 수 있는 기술적 접근을 제공하는 것을 목표로 수행되었다. 저점도 중합 가능한 기지재의 특성을 활용하여 전도성 필러를 파우더 믹싱 방법으로 균일하게 혼입하면서도 우수한 함침 특성을 나타내는 열가소성 탄소섬유강화플라스틱 제조방법에 기초하여 카본블랙, 탄소나노튜브, 그래핀 나노플레이틀렛, 흑연, 피치계 탄소섬유 등 다양한 탄소기반 전도성 필러를 최대 함량까지 혼입하여 전기저항 및 열전도도를 비교하여 고찰하였다. 전도성 탄소 필러의 종류나 형태보다는 최대 혼입량이 시편의 전도 특성을 제어하기 위해 가장 중요한 인자임을 확인하였고, 전기전도 특성을 향상시키기 위해서는 1차원 형태의 전도성 탄소필러를 적용하는 것이 유리할 수 있는 반면 열전도 특성을 향상시키기 위해서는 2차원 형태의 전도성 탄소필러를 적용하는 것이 유리 할 수 있다는 실험 결과를 확인하였다. 본 연구의 결과들은 열가소성 탄소섬유강화플라스틱의 전도 특성을 제어하기 위한 최적 구조 설계에 잠재적인 통찰력을 제공할 수 있다.

• Design & Manufacturing
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• 제13권2호
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• pp.30-36
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• 2019

Traditional cell culture(2-dimensional) is the method that provide a nutrient and environment on a flat surface to cultivate cells into a single layer. Since the cell characteristics of 2D culture method is different from the characteristics of the cells cultured in the body, attempts to cultivate the cells in an environment similar to the body environment are actively proceeding in the industry, academy, and research institutes. In this study, we will develop a technology to fabricate micro-structures capable of culturing cells on surfaces with various curvatures, surface shapes, and characteristics. In order to fabricate the hemispheric plastic structure(thickness $50{\mu}m$), plastic preform mold (hereinafter as "preform mold") corresponding to the hemisphere was first prepared by injection molding in order to fabricate a two - layer structure to be combined with a flat plastic film. Then, thermoplastic polymer dissolved in an organic solvent was solidified on a preform mold. As a preliminary study, we proposed injection molding conditions that can minimize X/Y/Z axis deflection value. The effects of the following conditions on the preform mold were analyzed through injection molding CAE, [(1) coolant inlet temperature, (2) injection time, (3) packing pressure, (4) volume-pressure (V/P). As a result, the injection molding process conditions (cooling water inlet temperature, injection time, holding pressure condition (V / P conversion point and holding pressure size)) which can minimize the deformation amount of the preform mold were derived through CAE without applying the experimental design method. Also, the derived injection molding process conditions were applied during actual injection molding and the degree of deformation of the formed preform mold was compared with the analysis results. It is expected that plastic film having various shapes in addition to hemispherical shape using the preform mold produced through this study will be useful for the molding preform molding technology and cast molding technology.

• 설비공학논문집
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• 제26권12호
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• pp.605-619
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• 2014

This article reviews the papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering during 2013. It is intended to understand the status of current research in the areas of heating, cooling, ventilation, sanitation, and indoor environments of buildings and plant facilities. Conclusions are as follows. (1) The research works on the thermal and fluid engineering have been reviewed as groups of fluid machinery, pipes and relative parts including orifices, dampers and ducts, fuel cells and power plants, cooling and air-conditioning, heat and mass transfer, two phase flow, and the flow around buildings and structures. Research issues dealing with home appliances, flows around buildings, nuclear power plant, and manufacturing processes are newly added in thermal and fluid engineering research area. (2) Research works on heat transfer area have been reviewed in the categories of heat transfer characteristics, pool boiling and condensing heat transfer and industrial heat exchangers. Researches on heat transfer characteristics included the results for general analytical model for desiccant wheels, the effects of water absorption on the thermal conductivity of insulation materials, thermal properties of Octadecane/xGnP shape-stabilized phase change materials and $CO_2$ and $CO_2$-Hydrate mixture, effect of ground source heat pump system, the heat flux meter location for the performance test of a refrigerator vacuum insulation panel, a parallel flow evaporator for a heat pump dryer, the condensation risk assessment of vacuum multi-layer glass and triple glass, optimization of a forced convection type PCM refrigeration module, surface temperature sensor using fluorescent nanoporous thin film. In the area of pool boiling and condensing heat transfer, researches on ammonia inside horizontal smooth small tube, R1234yf on various enhanced surfaces, HFC32/HFC152a on a plain surface, spray cooling up to critical heat flux on a low-fin enhanced surface were actively carried out. In the area of industrial heat exchangers, researches on a fin tube type adsorber, the mass-transfer kinetics of a fin-tube-type adsorption bed, fin-and-tube heat exchangers having sine wave fins and oval tubes, louvered fin heat exchanger were performed. (3) In the field of refrigeration, studies are categorized into three groups namely refrigeration cycle, refrigerant and modeling and control. In the category of refrigeration cycle, studies were focused on the enhancement or optimization of experimental or commercial systems including a R410a VRF(Various Refrigerant Flow) heat pump, a R134a 2-stage screw heat pump and a R134a double-heat source automotive air-conditioner system. In the category of refrigerant, studies were carried out for the application of alternative refrigerants or refrigeration technologies including $CO_2$ water heaters, a R1234yf automotive air-conditioner, a R436b water cooler and a thermoelectric refrigerator. In the category of modeling and control, theoretical and experimental studies were carried out to predict the performance of various thermal and control systems including the long-term energy analysis of a geo-thermal heat pump system coupled to cast-in-place energy piles, the dynamic simulation of a water heater-coupled hybrid heat pump and the numerical simulation of an integral optimum regulating controller for a system heat pump. (4) In building mechanical system research fields, twenty one studies were conducted to achieve effective design of the mechanical systems, and also to maximize the energy efficiency of buildings. The topics of the studies included heating and cooling, HVAC system, ventilation, and renewable energies in the buildings. Proposed designs, performance tests using numerical methods and experiments provide useful information and key data which can improve the energy efficiency of the buildings. (5) The field of architectural environment is mostly focused on indoor environment and building energy. The main researches of indoor environment are related to infiltration, ventilation, leak flow and airtightness performance in residential building. The subjects of building energy are worked on energy saving, operation method and optimum operation of building energy systems. The remained studies are related to the special facility such as cleanroom, internet data center and biosafety laboratory. water supply and drain system, defining standard input variables of BIM (Building Information Modeling) for facility management system, estimating capability and providing operation guidelines of subway station as shelter for refuge and evaluation of pollutant emissions from furniture-like products.

• 전자공학회논문지
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• 제54권4호
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• pp.16-21
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• 2017

본 논문은 모바일 기기(노트북, 핸드폰, 태블릿 PC 등)를 위한 공진형 무선전력전송 시스템(Magnetic Resonance - Wireless Power Transfer; MR-WPT)의 실용성을 높이기 위한 평면형 소형 공진기 설계 방법을 제안하였다. 제안된 소형 평면형 공진기는 네 개의 루프와 공진기를 사용하는 공진형 무선전력 시스템에 적용 되며, 또한 무선전력 시스템은 송신기(Tx)와 수신기(Rx)가 동일한 루프와 공진기로 이루어졌다. 제안된 공진기는 나선형(Spiral) 코일의 형태로 소형 모바일 크기에 적합한 $50mm{\times}50mm$의 크기 이내로 설계 되었으며, 나선형 공진기의 선 두께와 선간 갭(gap) 그리고 선의 길이를 달리하는 4종류의 나선형 공진기를 선정하였다. 또한 작은 공진기 부피에서 높은 인덕턴스와 캐패시턴스를 얻기 위해 공진기 기판 (아크릴 ${\varepsilon}_r=2.56$, tan ${\delta}=0.008$)의 양면을 모두 활용하였다. 또한 루프는 공진기 부피를 최소화하기 위해 공진기와 동일 평면상에 설계 하였고, 이 또한 서로 다른 3가지의 크기를 사용하였다. 제안된 무선전력전송 시스템은 Tx와 Rx 두 개의 아크릴 기판에 제작되었으며, Tx와 Rx의 루프와 공진기는 구리시트로 만들어졌다. 제안된 12개의 조합 (공진기 4종 ${\times}$ 루프 3종)의 루프와 공진기에 대한 전력전송효율을 근 전송 거리 (1cm~5cm)상에서 시뮬레이션과 측정을 통해 산출하였다. 측정 결과 전력전송효율은 전송거리 1~5 cm에 따라 ${\fallingdotseq}40%$ 그리고 최대 ${\fallingdotseq}70%$ 이며, 이때 공진주파수는 A4WP 표준 무선전력전송 주파수인${\fallingdotseq}6.78MHz$를 유지한다. 제안된 부피에서 최소화된 평면형의 소형 공진기를 이용한 소형 모바일 기기의 공진형 무선전력 어플리케이션에 대한 가능성을 실험적으로 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제13권7호
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• pp.667-678
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• 2002

본 논문에서는 구형 빔 패턴 형성을 위한 다층 이차원 원형 도체 배열을 갖는 새로운 방사 구조를 제안하였다. 새로운 방사 구조는 방사 원형 도파관 위에 유한하게 적층된 원형 도체 배열 소자들이 무한적, 주기적 평면 배열 구조를 갖는다. 이론적 해석은 rigid full-wave 해석 방법으로 배열 구조의 각 영역에서의 전자장에 대한 모드 전개식과 원형 도체상의 전류에 대한 모드 전개식에 바탕을 두고 상세히 수행되었으며, 함수의 직교성, 모드 정합 방법, 경계조건 그리고 Galerkin 방법을 사용하여 선형 대수 방정식 시스템을 유도하였다. 또한, Gauss 소거법을 사용하여 배열 특성 계산에 필요한 미지의 진폭 계수들을 얻었다. 제안된 알고리듬은 Ka대역에서 $\pm$20$^{\circ}$의 빔 폭을 갖는 구형 빔 패턴 형성을 위한 배열 설계에 사용되었으며, 일반적인 응용을 위해 파장으로 정규화된 최적화 설계 변수들을 제시하였다. 시뮬레이션 결과와 실험 결과들을 서로 비교하기 위해, 대칭적으로 19개의 방사 소자를 갖는 Ka 대역 실험 시제품을 제작하였다. 방사 원형 도파관 개구면 위에 적층된 원형 도체 배열 구조는 얇은 필름상에 이온-빔 증착 방법을 사용하여 구현되었다. 계산된 단위소자 패턴들과 시제품의 측정된 단위소자 패턴들은 빔 스캔 범위 내에서 거의 일치함을 보여주었으며, 사이드 로브 레벨과 그레이팅 로브 레벨에 대한 결과 분석도 이루어졌다 또한, 정 방향에서 다층 원형 도체 구조에 의해 생길 수 있는 blindness 현상에 대하여 언급하였다. 제작된 시제품의 입력 VSWR은 1.14 보다 작았으며, 29.0 GHz, 29.5 GHz 그리고 30 GHz에서 측정된 이득은 각각 10.2 dB, 10.0 dB 그리고 10.7 dB 였다. 실험 및 시뮬레이션 결과들은 제안된 다층 원형 도체 배열 구조가 효율적인 구형 빔 패턴을 형성할 수 있음을 보여 주었다.능성을 시도하였고, 그 결과는 다음과 같다. 1. Cholesterol을 제거한 cheese의 제조에서 최적조건은 균질압력 1200psi(70kg$cm^2$), 균질온도 $70^{\circ}$, $\beta$-cyclodextrin 첨가량 2%였으며, 이때 우유의 cholesterol의 제거율이 86.05%로 가장 높게 나타났다. 2. Cholesterol을 제거한 cheese들의 수율은 모두 12.53%(control 10.54%) 이상으로 균질 처리가 cheese의 수율을 18.88%이상 향상시키는 것으로 나타났다. 3. 유지방 함량 23.80%인 control 치즈의 cholesterol 함량은 81.47mg/100g이었고, 균질압력 1200psi(91kg/$cm^2$)에 $\beta$-cyclodextrin 2%를 첨가한 cheese에서는 cholesterol 함량이 20.15mg/100g으로 cholesterol 제거율이 75.27%로 가장 높게 나타났다. 4. Meltability는 균질압력 1200psi(91kg/$cm^2$)에 $\beta$-cyclodextrin 1과 2%로 처리한 치즈에서 2.25cm(control 3.34cm)로 가장 낮았으며, 균질압력이 증가할수록 meltability가 감소하여 치즈의 품질을 저하시켰다. 5. Control 치즈의 stretchability는 30cm 이상 늘어나 가장 양호한 수치인 5점을 나타낸 반면, cholesterol을 제거한 cheese에서는 5~10cm 사이를 나타내어 2점으로 stretchability가 저하된 것을 볼 수 있었다. 6. Oiling off는 균질압력 1200psi(91kg/$cm^2$)에 $\beta$-cyclodextrin 1과 2%로 처리한 치즈에서

• 실천공학교육논문지
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• 제15권1호
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• pp.119-126
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• 2023

오늘날 자동차의 연비 향상 과 동적 거동 향상을 위해서 자동차 부품의 경량화 및 간소화 시대가 형성되고 있다. 설계와 제작의 간소화를 위해 제품 형상을 다양한 부품의 일체화로 진행되고 있다. 예를 들어 3개의 제품을 1개의 제품화 시키기 위해서 아주 협소한 부분까지 제품 가공하는 일이 발생되고 있다. 기존의 부품의 경우 가공의 편의성을 위해 정밀 다이캐스팅 또는 주물 생산으로 가공 후 조립하는데 다중 조립체(multi-piece) 방식은 공정수가 많이 필요로 하며, 부품의 정밀도와 강도를 저하시키는 요인이 된다. 가공 공정을 단순화 시키고 부품의 강도를 확보하기 위해서 일체형으로 제작하는 것이 단점을 극복하는데 매우 유리하지만 깊고 좁은 포켓 부분을 가공 할 경우 장비 자체 스핀들로는 가공이 불가능하다. 문제점을 해결하고자 절삭가공에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 다축 복합가공 기술은 이러한 문제점을 해결할 뿐만 아니라, 지금까지 하나의 공작기계로 여러 공정에 따른 유연한 절삭가공이 어려웠던 복합 형상에도 절삭가공이 가능하다는 등 많은 장점을 가지고 있다. 하지만 고가의 장비로 인하여 제조경비 상승과 기계를 운영할 수 있는 기술자가 부족한 것이 현실이다. 5축 절삭 가공기에서는 깊고 협소한 구간의 제품을 생산할 때 공구의 간접으로 제품 생산에 사이클 타임이 늘어남은 물론 가공상에 문제점들이 많이 발생된다. 따라서 전용 공작기계 및 다축 복합가공기를 사용해야 한다. 그 대안으로 3축 머시닝센터에서 5축 이상의 다축 복합가공을 할 수 있는 특수 공구로서의 앵글 스핀들(angle spinde)이 사용될 수 있다. 앵글 스핀들 사용함으로 가공 진동 흡수, 낮은 열 발생과 작동 안정성, 우수한 치수 안정성, 강도 확보와 같은 분야에서 다양하고 지속적인 연구가 필요하다.

• 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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• 한국퍼지및지능시스템학회 1993년도 Fifth International Fuzzy Systems Association World Congress 93
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• pp.1041-1043
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• 1993

Fuzzy logic based Control Theory has gained much interest in the industrial world, thanks to its ability to formalize and solve in a very natural way many problems that are very difficult to quantify at an analytical level. This paper shows a solution for treating membership function inside hardware circuits. The proposed hardware structure optimizes the memoried size by using particular form of the vectorial representation. The process of memorizing fuzzy sets, i.e. their membership function, has always been one of the more problematic issues for the hardware implementation, due to the quite large memory space that is needed. To simplify such an implementation, it is commonly [1,2,8,9,10,11] used to limit the membership functions either to those having triangular or trapezoidal shape, or pre-definite shape. These kinds of functions are able to cover a large spectrum of applications with a limited usage of memory, since they can be memorized by specifying very few parameters ( ight, base, critical points, etc.). This however results in a loss of computational power due to computation on the medium points. A solution to this problem is obtained by discretizing the universe of discourse U, i.e. by fixing a finite number of points and memorizing the value of the membership functions on such points [3,10,14,15]. Such a solution provides a satisfying computational speed, a very high precision of definitions and gives the users the opportunity to choose membership functions of any shape. However, a significant memory waste can as well be registered. It is indeed possible that for each of the given fuzzy sets many elements of the universe of discourse have a membership value equal to zero. It has also been noticed that almost in all cases common points among fuzzy sets, i.e. points with non null membership values are very few. More specifically, in many applications, for each element u of U, there exists at most three fuzzy sets for which the membership value is ot null [3,5,6,7,12,13]. Our proposal is based on such hypotheses. Moreover, we use a technique that even though it does not restrict the shapes of membership functions, it reduces strongly the computational time for the membership values and optimizes the function memorization. In figure 1 it is represented a term set whose characteristics are common for fuzzy controllers and to which we will refer in the following. The above term set has a universe of discourse with 128 elements (so to have a good resolution), 8 fuzzy sets that describe the term set, 32 levels of discretization for the membership values. Clearly, the number of bits necessary for the given specifications are 5 for 32 truth levels, 3 for 8 membership functions and 7 for 128 levels of resolution. The memory depth is given by the dimension of the universe of the discourse (128 in our case) and it will be represented by the memory rows. The length of a world of memory is defined by: Length = nem (dm(m)＋dm(fm) Where: fm is the maximum number of non null values in every element of the universe of the discourse, dm(m) is the dimension of the values of the membership function m, dm(fm) is the dimension of the word to represent the index of the highest membership function. In our case then Length=24. The memory dimension is therefore 128*24 bits. If we had chosen to memorize all values of the membership functions we would have needed to memorize on each memory row the membership value of each element. Fuzzy sets word dimension is 8*5 bits. Therefore, the dimension of the memory would have been 128*40 bits. Coherently with our hypothesis, in fig. 1 each element of universe of the discourse has a non null membership value on at most three fuzzy sets. Focusing on the elements 32,64,96 of the universe of discourse, they will be memorized as follows: The computation of the rule weights is done by comparing those bits that represent the index of the membership function, with the word of the program memor . The output bus of the Program Memory (μCOD), is given as input a comparator (Combinatory Net). If the index is equal to the bus value then one of the non null weight derives from the rule and it is produced as output, otherwise the output is zero (fig. 2). It is clear, that the memory dimension of the antecedent is in this way reduced since only non null values are memorized. Moreover, the time performance of the system is equivalent to the performance of a system using vectorial memorization of all weights. The dimensioning of the word is influenced by some parameters of the input variable. The most important parameter is the maximum number membership functions (nfm) having a non null value in each element of the universe of discourse. From our study in the field of fuzzy system, we see that typically nfm 3 and there are at most 16 membership function. At any rate, such a value can be increased up to the physical dimensional limit of the antecedent memory. A less important role n the optimization process of the word dimension is played by the number of membership functions defined for each linguistic term. The table below shows the request word dimension as a function of such parameters and compares our proposed method with the method of vectorial memorization[10]. Summing up, the characteristics of our method are: Users are not restricted to membership functions with specific shapes. The number of the fuzzy sets and the resolution of the vertical axis have a very small influence in increasing memory space. Weight computations are done by combinatorial network and therefore the time performance of the system is equivalent to the one of the vectorial method. The number of non null membership values on any element of the universe of discourse is limited. Such a constraint is usually non very restrictive since many controllers obtain a good precision with only three non null weights. The method here briefly described has been adopted by our group in the design of an optimized version of the coprocessor described in [10].

• 설비공학논문집
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• 제20권12호
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• pp.844-861
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• 2008

The papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering during the year of 2007 have been reviewed. Focus has been put on current status of research in the aspect of heating, cooling, ventilation, sanitation and building environments. The conclusions are as follows. (1) The research trends of fluid engineering have been surveyed as groups of general fluid flow, fluid machinery and piping, etc. New research topics include micro nano fluid, micropump and fuel cell. Traditional CFD was still popular and widely used in research and development. Studies about fans and pumps were performed in the field of fluid machinery. Characteristics of flow and fin shape optimization are studied in the field of piping system. (2) The research works on heat transfer have been reviewed in the field of heat transfer characteristics, heat exchangers, and desiccant cooling systems. The research on heat transfer characteristics includes thermal transport in pulse tubes, high temperature superconductors, ground heat exchangers, fuel cell stacks and ice slurry systems. For the heat 'exchangers, the research on pin-tube heat exchanger, plate heat exchanger, condensers and gas coolers has been cordially implemented. The research works on heat transfer augmenting tubes have been also reported. For the desiccant cooling systems, the studies on the design and operating conditions for desiccant rotors as well as performance index are noticeable. (3) In the field of refrigeration, many papers were presented on the air conditioning system using CO2 as a refrigerant. The issues on the two-stage compression, the oil selection, and the appropriate oil charge were treated. The subjects of alternative refrigerants were also studied steadily. Hydrocarbons, DME and their mixtures were considered and various heat transfer correlations were proposed. (4) Research papers have been reviewed in the field of building facilities by grouping into the researches on heat and cold sources, air conditioning and air cleaning, ventilation and fire research including tunnel ventilation, flow control of piping system, and sound research with drain system. Main focuses have been addressed to the promotion of efficient or effective use of energy, which helps to save energy and results in reduced environmental pollution and operating cost. (5) Studies were mostly focused on analyzing the indoor environment in various spaces like cars, old tombs, machine rooms, and etc. in an architectural environmental field. Moreover, subjects of various fields such as the evaluation of noise, thermal environment, indoor air quality and development of energy analysis program were researched by various methods of survey, simulation, and field experiment.