• 설비공학논문집
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• 제27권1호
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• pp.1-7
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• 2015

A boiling heat transfer system is used in a variety of industrial processes and applications, such as refrigeration, power generation, heat exchangers, cooling of high-power electronics components, and cooling of nuclear reactors. The critical heat flux (CHF) is the thermal limit during a boiling heat transfer phase change; at the CHF point, the heat transfer is maximized, followed by a drastic degradation beyond the CHF point. Therefore, Enhancement of CHF is essential for economy and safety of heat transfer system. In this study, the CHF and heat transfer coefficient under the pool-boiling state were tested using multi-wall carbon nanotubes (MWCNTs) CM-95 and CM-100. These two types of multi-wall carbon nanotubes have different sizes but the same thermal conductivity. The results showed that the highest CHF increased for both MWCNTs CM-95 and CM-100 at the volume fraction of 0.001%, and that the CHF-increase ratio for MWCNT CM-100 nanofluid with long particles was higher than that for MWCNT CM-95 nanofluid with short particles. Also, at the volume fraction of 0.001%, the MWCNT CM-100 nanofluid indicated a 5.5% higher CHF-increase ratio as well as an approximately 23.87% higher heat-transfer coefficient increase ratio compared with the MWCNT CM-95 nanofluid.

• 한국표면공학회지
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• 제56권4호
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• pp.233-242
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• 2023

In recent years, energy-management studies in buildings have proven useful for energy savings. Typically, during heating and cooling, the energy from a given building is lost through its windows. Generally, to block the entry of ultraviolet (UV) and infrared (IR) rays, thin films of deposited metals or metal oxides are used, and the blocking of UV and IR rays by these thin films depends on the materials deposited on them. Therefore, by controlling the thicknesses and densities of the thin films, improving the transmittance of visible light and the blocking of heat rays such as UV and IR may be possible. Such improvements can be realized not only by changing the two-dimensional thin films but also by altering the zero-dimensional (0-D) nanostructures deposited on the films. In this study, 0-D nanoparticles were synthesized using a sol -gel procedure. The synthesized nanoparticles were deposited as deep coatings on polymer and glass substrates. Through spectral analysis in the UV-visible (vis) region, thin-film layers of deposited zinc oxide nanoparticles blocked >95 % of UV rays. For high transmittance in the visible-light region and low transmittance in the IR and UV regions, hybrid multiple layers of silica nanoparticles, zinc oxide particles, and fluorine-doped tin oxide nanoparticles were formed on glass and polymer substrates. Spectrophotometry in the UV-vis-near-IR regions revealed that the substrates prevented heat loss well. The glass and polymer substrates achieved transmittance values of 80 % in the visible-light region, 50 % to 60 % in the IR region, and 90 % in the UV region.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제21권1호
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• pp.48-55
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• 1989

본 논고에서는 국내의 PWR 및 CANDU 사용후 핵연료로부터 발생하는 붕괴열의 장기적인 거동을 보다 손쉽게 분석하기 위하여 붕귀열을 추정할 수 있는 간단한 근사식을 도출하였다. 근사식의 장기적인 붕괴열 추정에서 ORIGEN 2코드 결과와의 차이를 줄이고 중요한 변수 조건하에서도 붕괴열을 추정할 수 있도록 하기 위하여 민감도 분석을 수행하였다. 그 결과로서 얻어진 근사식은 사용후 핵연료의 이력자료중 중요변수인 연도를 포함함으로써 3~500년정도의 냉각시간 범위내에서는 임의의 연소도를 가진 사용후 핵연료의 붕괴열이라도 추정할 수 있게 되었다. 그리고 대표적으로 30, 37 및 40 GWD/MTU등의 연소도를 갖는 사용후 핵연료의 붕괴열 추정에 있어서는 1년부터 $10^{5}$ 년까지의 냉각시간에 따라 ORIGEN2 ,코드의 결과와 $\pm$10%이내의 차이를 보이고 있어 사용후 핵연료 관리를 위한 관련시설의 열적설계 및 평가 등과 같은 공학적 목적에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 공학교육연구
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• 제21권3호
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• pp.56-65
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• 2018

With rapid advance of technologies including information and communication technologies, jobs are evolving faster than ever. Architectural engineering is no exception in this regard, and the green architectural engineering is emerging fast as a promising new field. In this study, a Delphi study of expert architectural engineers are conducted to find out (1) near future prospects of the field, (2) near future emerging jobs, (3) competencies needed for these jobs, and (4) educational content necessary to build these competencies with regards to the green architectural engineering. Initial Delphi survey consisting of open-ended questions in the above four areas were conducted and came out with 65 items after duplicate removal and semantic refinements. Further refinements via second and third wave of Delphi results into 40 items that the 13 architectural engineering experts may largely agree upon as future prospects with regards to the green architectural engineering. Findings indicate that it is expected that the demand for green architectural engineering and needs for automatic energy control system increase. Also, collaborations with other fields is becoming more and more important in green architectural engineering. The professional work management skills such as knowledge convergence, problem solving, collaboration skills, and creativity linking components from various related areas seem to also be on the increasing need. Near future ready critical skills are found to be the building environment control techniques (thermal, light, sound, and air), the data processing techniques like data mining, energy monitoring, and the control and utilization of environmental analysis software. Experts also agree on new curriculum for green building architecture to be developed with more of converging subjects across disciplines for future ready professional skills and experiences. Major topics to be covered in the near future includes building environment studies, building energy management, energy reduction systems, indoor air quality, global environment and natural phenomena, and machinery and electrical facility. Architectural engineering community should be concerned with building up the competencies identified in this Delphi preparing for fast advancing future.

• 방사성폐기물학회지
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• 제17권4호
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• pp.405-418
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• 2019

국내 원자력발전소에서 발생하는 사용후핵연료의 제원 및 방출시점 등 특성과 현재의 고준위 방사성폐기물 기본계획에 근거한 처분시나리오를 도출하여 기존 심층 처분시스템을 바탕으로 처분효율과 경제성을 향상시킨 개선된 처분시스템을 제안하였다. 이를 위하여 국내 원자력발전소에서 발생하는 사용후핵연료의 길이에 따라 2종류의 처분용기 개념을 도출하고, 사용후핵연료 발생 년도와 현재의 기본계획에 근거한 처분 시나리오 설정에 따른 처분시점에서의 냉각기간을 고려하여 처분용기내 수용 가능한 붕괴열 량을 결정하였다. 그리고 2종류의 처분용기에 대한 처분시스템과 결정된 붕괴열을 바탕으로 열적 안정성 분석을 통하여 제안된 처분시스템의 설계요건에 대한 적합성 여부를 확인하고, 처분효율을 평가하였다. 개선된 처분시스템은 기존 처분시스템에 비하여 처분면적은 약 20% 감소되고 처분밀도는 약 20% 향상됨을 확인하였고, 처분용기와 완충재 재료도 상당량 절감됨을 확인하였다. 본 연구의 결과는 향후 사용후핵연료 관리정책 수립 및 실제 사업을 위한 처분시스템 설계를 위한 자료로 활용될 수 있다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.411-420
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• 2016

석탄과 석유를 대신할 새로운 대체 에너지의 연구 및 개발은 지난 수년간 계속해서 연구되고 있다. 최근엔 유한 에너지 가격 상승으로 인하여 무공해 신재생 에너지의 관심이 증가하고 있다. 특히 기존에 활발히 연구되고 상용화된 신재생 에너지 분야 중 태양에너지는 태양광 에너지에 주된 연구가 이루어져 있다. 그러나 태양광 에너지의 효율성은 이미 포화상태에 도달하였다. 이에 본 논문에서는 태양광이 아닌 태양열 에너지를 활용할 수 있는 태양광 추적형 파라볼릭 집열장치를 제안한다. 제안하는 태양열 집열장치는 효과적으로 태양열을 집열하기 위하여 파라볼릭 형태로 제안하고, 계절 및 시기에 따른 태양의 위치변화를 감지할 수 있도록 5축 센서 방식의 태양광 추적형 트래킹 기술을 결합한 태양열 집열장치의 프로토타입을 제안한다. 또한 집열장치의 효율적인 관리를 위하여 관리자 인터페이스를 설계 및 구현한다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제10권2호
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• pp.104-114
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• 2019

Energy is an essential driving force for modern society. In particular, electricity has become the standard source of power for almost every aspect of life. Electric power runs lights, televisions, cell phones, laptops, etc. However, it has become apparent that the current methods of producing this most valuable commodity combustion of fossil fuels are of limited supply and has become detrimental for the Earth's environment. It is also self-evident, given the fact that these resources are non-renewable, that these sources of energy will eventually run out. One of the most promising alternatives to the burning of fossil fuel in the production of electric power is the proton exchange membrane (PEM) fuel cell. The PEM fuel cell is environmentally friendly and achieves much higher efficiencies than a combustion engine. Water management is an important issue of PEM fuel cell operation. Water is the product of the electrochemical reactions inside fuel cell. If liquid water accumulation becomes excessive in a fuel cell, water columns will clog the gas flow channel. This condition is referred to as flooding. A number of researchers have examined the water removal methods in order to improve the performance. In this paper, a new water removal method that investigates the use of vibro-acoustic methods is presented. Piezo-actuators are devices to generate the flexural wave and are attached at end of a cathode bipolar plate. The "flexural wave" is used to impart energy to resting droplets and thus cause movement of the droplets in the direction of the traveling wave.

• 한국지리정보학회지
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• 제13권2호
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• pp.94-106
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• 2010

해양온도차에너지(Ocean Thermal Energy : OTE) 개발을 위해서는 에너지 부존 자원량 파악과 개발적지 선정이 선행되어야 한다. 이를 위해 대상해역의 표층과 심층 간의 수온차이 값(${\Delta}T$)에 대한 연중출현확률의 산정이 필요하다. 본 연구에서는 이러한 ${\Delta}T$의 연중출현확률을 산정하기 위해 남해 해역을 대상으로 빈도분석 방법과 조화분석 방법을 사용하였으며, 두 방법의 장단점을 비교하고자 하였다. 비교를 위한 공간적 규모는 OTE 부존량 산정과 연계된 연구지역 전체의 광역적 규모와 적지선정과 연계된 지역적 규모로 구분하였다. 광역적 규모에서는 두 방법으로 산정된 ${\Delta}T$의 연중출현확률 차이를 공간분포 지도로 제작한 후, 확률차이에 대한 면적을 비교하였다. 지역적인 규모에서는 두 방법 모두 연중 출현확률이 가장 높은 지역에서 서로 간의 확률 차이 뿐 아니라, 확률차이가 가장 큰 지역과 작은 지역에서 두 방법의 격월별 출현확률도 비교하였다. 일차적으로 두 방법의 출현확률이 강한 상관성(피어슨 상관계수 r=0.96, ${\alpha}$=0.05)을 보여 두 방법 모두 유용함을 알 수 있었다. 광역적 규모에서 두 방법의 확률차이가 10% 이상 되는 면적은 전체 면적의 5%이하로 나타났다. 따라서 OTE 부존량 산정 시 두 방법 모두 적용 가능함을 보였다. 하지만 현실적으로 다양한 수온 차 조건으로 계산 가능한 조화분석 방법이 보다 적합한 방법으로 판단되었다. 지역적 규모에서 두 방법에 의한 출현확률이 모두 높은 지역에서는 서로간의 확률차이가 약5%이하로 두 방법의 차이가 뚜렷하지 않았다. 하지만 빈도분석으로는 탐지 가능한 10%이하의 확률을 조화분석은 탐지하지 못하는 단점을 보였다. 따라서 OTE 부존량 산정에는 조화분석 방법이, 개발 적지 선정에는 빈도분석 방법이 장점을 지닌 것으로 분석되었다.

• Advances in Computational Design
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• 제5권2호
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• pp.127-146
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• 2020

Building Information Modeling (BIM) is increasingly used throughout the facility's life cycle for various applications, such as design, construction, facility management, and maintenance. For existing buildings, the geometry of as-built BIM is often constructed using dense, three dimensional (3D) point clouds data obtained with laser scanners. Traditionally, as-built BIM systems do not contain the material and textural information of the buildings' elements. This paper presents a semi-automatic method for generation of material and texture rich as-built BIM. The method captures and integrates material and textural information of building elements into as-built BIM using thermal infrared sensing (TIS). The proposed method uses TIS to capture thermal images of the interior walls of an existing building. These images are then processed to extract the interior walls using a segmentation algorithm. The digital numbers in the resulted images are then transformed into radiance values that represent the emitted thermal infrared radiation. Machine learning techniques are then applied to build a correlation between the radiance values and the material type in each image. The radiance values were used to extract textural information from the images. The extracted textural and material information are then robustly integrated into the as-built BIM providing the data needed for the assessment of building conditions in general including energy efficiency, among others.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권5호
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• pp.2002-2008
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• 2012

최근 들어 전자제품 소형화로 인한 방열의 중요성이 대두되고 있는 가운데 다양한 소재의 히트싱크가 사용되고 있다. 본 연구에서는 태양광에너지 소재산업에서 발생하는 슬러리로부터 SiC를 성공적으로 분리하여 다공성 세라믹 히트싱크를 개발하였고 알루미늄 히트싱크, 순수 SiC 히트싱크와 방열성능 비교실험을 통해 다공성 재생 SiC 세라믹 히트싱크의 방열성능을 검증하였다. 실험 결과, 다공성 재생 SiC는 알루미늄 히트싱크 대비 방열성능이 우수함을 확인하였는데 이는 미세기공으로 인한 전열면적 증가에 기인한다. 또한, 수치해석을 사용하여 미세기공이 방열성능에 미치는 영향을 대류열전달계수 증가로 정량화하였다.