• 한국추진공학회지
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• 제26권1호
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• pp.20-27
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• 2022

본 나노에너지 기술 해석연구에서는 알루미늄/니켈 나노 다층박막구조 내 이종금속 반응파의 박막층 수직방향 전파현상을 대상으로 모델링 및 해석을 진행하였다. Al/Ni층이 교차하는 반무한영역에서 열 및 화학종 확산 방정식을 기반으로 1차원적 전산해석을 수행하였다. 해석결과로 이종금속 반응파의 수직방향 정상 전파 확립 등 반응파 특성을 발견하였다. 수평방향 전파현상 해석과 비교하여 이와 같은 나노구조물에서 반응파 자체전파속도에 대한 방향성 변화 영향이 매우 약하게 나타남을 확인하였다.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제19권1호
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• pp.62-68
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• 2022

Considering the characteristics of industrial machines that lack vehicle-induced wind, forced convection by a cooling fan is mostly required. Therefore, numerical analysis of an engine room is usually performed to examine the cooling performance in the room. However, most engine rooms consist of a number of parts and components at specific positions, leading to high costs for numerical modeling and simulation. In this paper, a new methodology for three-dimensional computer-assisted design simplification was proposed, especially for the pile of components and parts at the engine room outlet. A porous media model and regression analysis were used to derive a meta-model for imitating the flow rate reduction at the outlet by the pile. The results showed that the fitted model was reasonable considering the coefficient of determination. The final numerical model of the engine room was then used to simulate the velocity distribution by changing the mass flow rate at the outlet. The results showed that both velocity distributions were significantly changed in each case and the meta-model was valid in imitating the flow rate reduction by some piles of components and parts.

• 한국기계가공학회지
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• 제21권5호
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• pp.1-8
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• 2022

Fused deposition modeling (FDM), based on stacking a continuous filament of polymer or composite materials, is well matured and is thus widely used in additive manufacturing technology. To advance FDM-based 3D printing technology, the mechanical properties of additively manufactured composite materials must be improved. In this study, we proposed a novel FDM 3D printing process using metal wire-polymer composites, enabling enhanced mechanical properties. In addition, we developed a new type FDM filament of copper wire wrapped in nylon material for stable 3D printing without thermal damage during the printing process. After FDM printing of the copper wire-nylon composite filament, we conducted a tensile test to investigate the mechanical behavior of the printed composite materials. The experimental results confirmed that the tensile strength of the 3D-printed metal wire-polymer composites was higher than that of the conventional single polymer material. Thus, we expect that the FDM printing process developed in this study may be promising for high-load-bearing applications.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권9호
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• pp.3388-3400
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• 2023

Detailed analysis of the neutron pathway through matter inside the nuclear reactor core is exceedingly needed for safety and economic considerations. Due to the constant development of high-performance computing technologies, neutronics analysis using computer codes became more effective and efficient to perform sophisticated neutronics calculations. In this work, a commercial pressurized water reactor (PWR) presented by Virtual Environment for Reactor Applications (VERA) Core Physics Benchmark are modeled and simulated using a high-fidelity simulation of OpenMC code in terms of criticality and fuel pin power distribution. Various problems have been selected from VERA benchmark ranging from a simple two-dimension (2D) pin cell problem to a complex three dimension (3D) full core problem. The development of the code capabilities for reactor physics methods has been implemented to investigate the accuracy and performance of the OpenMC code against VERA SCALE codes. The results of OpenMC code exhibit excellent agreement with VERA results with maximum Root Mean Square Error (RMSE) values of less than 0.04% and 1.3% for the criticality eigenvalues and pin power distributions, respectively. This demonstrates the successful utilization of the OpenMC code as a simulation tool for a whole core analysis. Further works are undergoing on the accuracy of OpenMC simulations for the impact of different fuel types and burnup levels and the analysis of the transient behavior and coupled thermal hydraulic feedback.

• 신재생에너지
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• 제19권4호
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• pp.53-60
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• 2023

The Computational Fluid Dynamics (CFD) model is a method of studying the flow phenomenon of fluid using a computer and finding partial differential equations that dominate processes such as heat dispersion through numerical analysis. Through CFD, a lot of information about flow disorders such as speed, pressure, density, and concentration can be obtained, and it is used in various fields from energy and aircraft design to weather prediction and environmental modeling. The simulation used for fluid analysis in this study utilized Gexcon's (FLACS) CODE, such as Norway, through overseas journals, for the accuracy of the analysis results through many experiments. It was analyzed that a technology for treating two or more catalysts with physical properties under low-temperature atmospheric pressure conditions could not be found in the prior art. Therefore, it would be desirable to establish a continuous plan by reinforcing data that can prove the effectiveness of producing efficient synthetic oil (renewable oil) through the application that pyrolysis under low-temperature and atmospheric pressure conditions.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권4호
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• pp.1135-1144
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• 2024

With the increasing ratio of renewables in the grid, a low-carbon and stable base load source that also is capable of load tracking is in demand. Sodium cooled fast reactors (SFRs) coupled to thermal heat storage system (THS) is a strong candidate for the need. This research focuses on the designing and performance validation of a two-tank THS based on molten salt to integrate with a 280 MW_th sodium cooled fast reactor. Designing of the THS includes the vital component, sodium-to-salt heat exchanger which is a technology gap that needs to be filled, and designing and parameter selection of the tanks and related pumps. Modeling of the designed THS is conducted followed by the description of operation strategies and control logics of the THS. Finally, the dynamic simulation of the designed THS is conducted based on Fortran. Results show, the proposed power system meets the need of the design requirements to store heat for 18 h during a day and provide 500 MW_th for peak demand for the rest of the day.

• 생물환경조절학회지
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• 제30권4호
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• pp.401-409
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• 2021

본 연구는 반밀폐형 토마토 재배 온실에서 광합성율 극대화를 위한 적정 탄산가스 시비 농도를 구명하고자 광합성 모델을 이용하여 잎의 최대 카복실화율(V_cmax), 최대 전자전달속도(J_max), 열파괴, 잎 호흡 등을 계산하고 실제 측정값과 비교하였다. 다양한 광도(PAR 200µmol·m^-2·s^-1 to 1500µmol·m^-2·s^-1)와 온도(20℃ to 35℃) 조건에서 CO₂ 농도에 대한 A-C_i curve는 광합성 측정 기기를 사용하여 측정하였고, 모델링 방정식으로 아레니우스 함수값(Arrhenius function), 순광합성율(net CO₂ assimilation, A_n), 열파괴(thermal breakdown), R_d(주간의 잎호흡)를 계산하였다. 엽온이 30℃ 이상으로 상승하였을 때 J_max, An 및 thermal breakdown 예측치가 모두 감소하였고, 예측 J_max의 가장 최고점은 엽온 30℃였으며 그 이상의 온도에서는 감소하였다. 생장점 아래 5번째 잎의 광합성율은 PAR 200-400µmol·m^-2·s^-1 수준에서는 CO₂ 600ppm, PAR 600-800µmol·m^-2·s^-1 수준에서는 CO₂ 800ppm, PAR 1000µmol·m^-2·s^-1 수준에서는 CO₂ 1000ppm, PAR 1200-1500µmol·m^-2·s^-1 수준에서는 CO₂ 1500ppm을 공급했을 때 포화점에 도달하였다. 앞으로 광합성 모델식을 활용하여 과채류 온실 재배 시 광합성을 높일 수 있는 탄산시비 농도를 추정할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국조경학회지
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• 제38권3호
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• pp.23-32
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• 2010

본 연구의 목적은 옥외공간의 표면재료 구성에 따라 열쾌적성에 작용하는 인체 에너지수지를 산정하고, 수목차양이 건물에너지 절약에 기여하는 효과를 분석하여 도시녹지계획의 바람직한 전략을 제시하는 것이다. 옥외공간의 대표적 구성재료 유형을 반영하여, 수목차양이 부재하는 콘크리트 포장공간과 잔디공간, 수목차양의 마사토 포장공간 등 3개 공간유형별 휴식활동의 인체 에너지수지를 산정하였다. 이들 공간유형별 에너지수지 차이에 기여한 결정변수는 차양 여부와 지표면 알베도 및 온도이었다. 차양이 부재하는 콘크리트 포장공간과 잔디공간의 인체 에너지수지는 각각 $284W/m^2$, $226W/m^2$로서, 열쾌적성 측면에서 상당히 불량한 것으로 나타났다. 따라서, 옥외 휴식공간은 증발산이 가능한 차양교목 및 자연재 바닥면으로 구성함이 바람직하다. 수목차양에 의한 건물에너지 절약은 남부지방 대구시를 사례로 컴퓨터 모델링 프로그램을 활용하여 계량화하고, 중부지방 춘천시의 기존연구와 비교하였다. 건물 서향에 식재한 차양수목이 연간 냉난방에너지 절약 상 가장 효과적이었다. 반면, 남향의 차양수목은 중부 및 남부지방 모두 냉방에너지 절약효과가 낮고 난방에너지 소비를 가중시키므로 그 식재를 회피해야 한다. 서향과 동향의 대형 차양수목은 건물유형 및 지방에 따라 냉방에너지를 1~2%/주 절약하였다. 저자의 기존연구와 이들 연구결과를 바탕으로, 옥외공간의 열쾌적성 증진과 옥내공간의 에너지절약을 위한 도시녹지계획의 지표를 포함한 전략을 제시하였다. 본 지표 및 전략은 공간구성 재료에 따른 열쾌적성, 녹지의 차양, 증발산 및 풍속감소에 의한 건물에너지 절약, 기온저감을 위한 녹지의 면적과 체적 등을 포함하며, 아울러 제시한 전략의 실효성을 감안하여 녹지분야 주요 법제에의 적용안을 모색하였다.

• 한국습지학회지
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• 제14권1호
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• pp.75-87
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• 2012

지표수-지하수 혼합대는 하천 및 호소 등에서 지표수와 지하수가 교환되는 공간이다. 지표수-지하수 혼합은 하상의 토층으로 확장되어 다양한 물리적, 생지화화적, 열역학적 교환을 발생시키며 수생태계 내 고유한 생태적 전이대를 형성하는데 주요한 역할을 한다. 과거 실험 및 수치모의 연구에 의하면 혼합대에서 발생하는 물질교환은 하천의 지형적인 특징으로 발생하는 압력분포에 의해 지배된다. 특히 하천의 구간 규모에서 여울-소 구조는 혼합대의 특성을 지배하는 주요 인자로 알려져 있다. 여울-소 연속 구조는 지표수에서 재순환영역과 정체점을 형성하며 이 독특한 흐름 구조에 의해 혼합대의 흐름특성이 영향을 받는다. 본 연구에서는 3차원 동수역학 모형을 이용하여 Reynolds-averaged Navier-Stokes 방정식과 Darcy 방정식을 동시에 해석하여 연속된 여울-소 구조에서 발생하는 지표수의 흐름구조가 혼합대의 흐름에 미치는 영향을 분석하였다. 모의 결과, 여울-소 구조에서 지표수의 재순환영역 및 정체점은 상승류와 하강류 형성과 직접적 연관을 가지며, 재순환영역의 크기가 감소하면 여울 전면부 하강류 형성 구간의 길이가 감소하고 최대 하강류 발생 지점이 하부로 이동하는 특성을 파악하였다. 이와 같은 본 연구의 결과는 혼합대의 현장관측, 하천 관리 및 복원 등의 연구에 활용하여 친환경 하천 조성에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지구과학회지
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• 제41권2호
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• pp.111-128
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• 2020

본 연구에서는 복잡한 도심의 구조로 인한 미세먼지 농도의 강화 가능성에 대하여 데이터 마이닝 기술과 군집분석을 이용해 조사하였다. 데이터 마이닝 분석에서 미세먼지 농도와 서울지역 도시용도 데이터 사이에는 유의한 상관관계를 보이지 않았다. 그러나 전국 공공데이터를 기반으로 한 군집분석에서는 건물의 높이(층수)에서 특히 PM₁₀과 강한 상관관계가 나타났다. 단일 케노피 모델(Single Canopy Model) 및 미기상 도시모델링 프로그램(ENVI-Met.4)을 사용한 모델링 분석을 실시하여 도시지역에서 모사된 대기 대류가 건물 분포 및 높이 유형의 배열에 따라 다양한 난류의 패턴을 구현함을 확인하였다. 도시 건물의 복잡한 구조는 대류활동을 제어하여 정체상태를 유도하고 지표 부근의 미세먼지 강화가능성을 초래 하였다. 따라서 도심 구조와 형태에 따른 열환경의 변화로 인한 정체 효과는 미세먼지 산정에 있어서 반드시 고려되어야 한다. 복잡한 도시지역의 미세먼지 잔류확률에 대한 정보를 제공하기 위해서는 대기정체 현상이 중요한 의미로 해석될 수 있다.