• 제목/요약/키워드: Type III 용기

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압축천연가스자동차용 Type III 용기의 복합재 결함 평가 (Assessment of Composite Material Flaws on the Type III Cylinders for Compressed Natural Gas Vehicles)

  • 김영섭;김래현;양동주
    • 에너지공학
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    • 제20권2호
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    • pp.90-95
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    • 2011
  • 이 연구는 압축천연가스자동차용 Type III 용기 복합재에 발생한 스크래치, 컷, 가우지 등의 손상을 평가하여 계속 사용여부를 판정하기 위해 수행하였다. 결함내구성 시험결과, 복합재의 손상등급에 따라 ISO 19078에서 정한 최소요구 반복회수(11,250회)는 모두 만족하였고 용기의 반복성능은 손상등급 1, 2에서는 20,000회를 상회하다가 손상등급 3에서는 18,000~21,000회의 범위를 나타내었다. 실험용기 12개 중 8개가 Type III 용기복합재 결함의 영향을 받아 파괴되었고 나머지는 결함과 관계없이 파괴된 것으로 판단된다. 전산모사에 의한 구조해석결과는 $1.25\;mm{\times}200\;mm$의 결함모델에 사용압이 가해졌을 때 발생한 응력은 79.5 MPa이고 무결함 용기의 라이너 평탄부에 발생한 응력은 66.6 MPa로서 약 19.37%의 차이가 발생하였다. 이것은 라이너의 피로수명에 영향을 미칠 수 있는 차이로 볼 수 있고 이 결함은 용기의 반복성능에 영향을 미치는 임계값으로 판단할 수 있었다.

천연가스자동차 사고사례 및 원인분석 (A Case Study and Analysis of the Causes for Natural Gas Vehicle Accidents)

  • 김영섭;조은구;김래현
    • 한국가스학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.41-48
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    • 2009
  • 지난 30년 동안 발생한 천연가스자동차 사고사례를 수집하고 사고원인을 용기의 형태별로 분석하였다. 먼저 국내에서는 지금까지 6건의 사고가 발생하였는데 사고원인으로는 열처리 불량으로 인한 용기파열사고가 3건이고 복합재료의 손상에 의한 용기파열과 천연가스자동차 화재로 인한 용기파열, 그리고 정비불량으로 인한 연료배관 가스누출사고가 각각 1건씩을 기록하고 있다. 국외에서 발생한 사고를 용기 형태별로 살펴보면, 전체 사고용기의 약 29%가 Type I 용기에서 발생하였고, Type IV가 약 24%, Type II가 16%, 그리고 Type III가 14%를 차지하고 있다. 사고원인에 있어서는 원재료 및 제조과정의 오류에 의한 용기파열이 37%로 가장 높았고 용기의 반복사용으로 인한 응력부식균열이 16%로 위 두 가지 사고원인이 전체 사고용기의 절반을 차지하였다. 다음은 PRD의 결함과 과충전으로 인한 용기파열사고가 15%이고 그 밖에 화재 및 원인불명 등이 나머지를 차지하고 있음을 알 수 있다. 이상에서 용기제조자는 용기형태에 관계없이 원재료 및 용기제조공정의 품질관리와 라이너의 부식을 방지하는 도장을 강화해야 하고, 운송사업자는 연료장치의 일상점검을 통해 천연가스자동차의 시설을 항상 안전한 상태로 유지 관리하는 노력이 필요하다고 요약할 수 있다.

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친환경 연료전지 자동차용 Type III 수소 압력용기의 구조성능 평가를 위한 유한 요소 해석 (Finite Element Analysis for Performance Evaluation of Type III Hydrogen Pressure Vessel for the Clean Tech Fuel Cell Vehicles)

  • 손대성;장승환
    • 한국정밀공학회지
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    • 제29권9호
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    • pp.938-945
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    • 2012
  • To design and estimate material failures of Type III pressure vessels, which have excellent stability and performance, various modeling techniques have been introduced. This paper provided a hybrid modeling technique composed of ply-based modeling for a cylinder part and laminate-base modeling technique for a dome part for enhancing modeling efficiency. The ply-based modeling technique provided accurate ply stresses directly for predicting material failure, on the other hand, additional manipulations in stress calculations, which may cause some errors, were needed for the case of the laminate-based modeling technique. The ply stresses in fiber, transverse and in-plane shear directions were compared with the corresponding material strengths to predict material failure.

TypeIII 수소저장용기 가동 중 안전 검사를 위한 음향방출시험 기반 딥러닝 CFRP 소재 결함 분류 (Deep Learning CFRP Failure Classification based on Acoustic Emission Testing for Safety Inspection during TypeIII Hydrogen Vessel Operation)

  • 김다현;황병일;김경영;김동주
    • 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터정보학회 2023년도 제68차 하계학술대회논문집 31권2호
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    • pp.7-10
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    • 2023
  • 최근 기후 변화가 심각해짐에 따라 수소 에너지에 대한 관심이 집중되고 있으며 이를 안전하게 운송/보관할 수 있는 용기에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다. 특히 고압 가스를 저장하는 TypeIII 용기의 노후화 및 안전과 관련되어 결함을 인지하는 연구가 활발하다. 그러나 이 용기의 외각층을 이루는 CFRP 소재는 탄소 섬유와 에폭시가 복잡한 구조로 구성되어 결함별 탐지가 매우 어렵다. 본 논문에서는 음향방출시험과 딥러닝을 활용하여 CFRP 결함 데이터셋을 구축하고 이를 분류할 수 있는 모델을 제안한다. 특히 CFRP 시편을 직접 제작하여 AE 센서를 부착하고 파괴하여 파형 데이터를 수집하였다. 이후 표현 학습을 통해 데이터의 특징을 압축/추출하고 유사도를 비교해 결함별 데이터를 판별하는 알고리즘을 개발하였다. 구축된 데이터셋의 실루엣 계수는 0.86으로 높은 군집도를 보였다. 마지막으로 구축된 데이터셋을 실시간으로 분류할 수 있는 1D-CNN 딥러닝 모델을 개발하였으며 99.33%의 높은 분류 정확도를 보였다.

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복합재 용기의 손상에 따른 ACM기법 적용 연구 (A Study on the Applications of the ACM(Area Capacity Method) for the Carbon-Fiber Composit Cylinder according to the Flaw Depth)

  • 장갑만;임상식;김영규;김정환
    • 한국가스학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.1-7
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    • 2019
  • 호흡용 용기에 흠 등의 결함이 발생하였을 때 용기의 잔존강도를 파악하여 파열압력을 판단해야하지만, 복합재료 용기의 경우 흠에 따른 파열 강도의 예측이 어려우며 기법이 복잡하다. 따라서 본 연구에서는 Type-I 용기의 면적용량법 적용 결과를 토대로 Type-III 용기에 결함발생시 파열을 예측하기 위해 면적 용량법 모델을 개발하였으며, 그 신뢰성을 확인하기 위해 용기의 외면에 흠을 가공하여 파열시험을 실시하였다. 면적 용량법 모델의 예측 결과와 실험의 경향이 매우 일치하는 경향을 보였으며, 향후 복합재 용기의 파열압력 추정 방법에 있어 중요한 자료가 될 것으로 기대한다.

Type III 수소 저장 용기에서 가스 모델(gas model)에 따른 배출(discharge) 현상의 수치 해석적 연구 (Numerical Analysis of Discharge Flow in Type III Hydrogen Tank with Different Gas Models)

  • 김무선;류준형;정수연;이성우;최성웅
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제31권6호
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    • pp.558-563
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    • 2020
  • Hydrogen is attracting attention as an alternative energy source as an eco-friendly fuel without emitting environmental pollutants. In order to use hydrogen as an energy source, technologies such as hydrogen production and storage must be used, and new storage methods are being studied. In this study, the behavior of hydrogen in the storage tank were numerically studied under high-pressure hydrogen discharge conditions in a Type III hydrogen tank. Numerical results were compared with the experimental value and the results were quantitatively analyzed to verify the numerical implementation. With the results of pressure and temperature values under a given discharge condition, the Redich-Kwong gas model showed the adequate models with the smallest error between numerical and experimental results.

Type III 수소 저장 용기에서 난류 모델(Turbulence Model)에 따른 충전(Filling)현상의 수치 해석적 연구 (Numerical Analysis of Fillling Flow in Type III Hydrogen Tank with Different Turbulence Models)

  • 김무선;류준형;이성권;최성웅
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제32권6호
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    • pp.483-488
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    • 2021
  • With continuous emission of environmental pollutants and an increase in greenhouse gases such as carbon dioxide, demand to seek other types of energy sources, alternative energy, was needed. Hydrogen, an eco-friendly energy, is attracting attention as the ultimate alternative energy medium. Hydrogen storage technology has been studied diversely to utilize hydrogen energy. In this study, the gas behavior of hydrogen in the storage tank was numerically examined under charge conditions for the Tpe III hydrogen tank. Numerical results were compared with the experimental results to verify the numerical implementation. In the results of pressure and temperature values under charge condition, the Realizable k-ε model and Reynold stress model were quantitatively matched with the smallest error between numerical and experimental results.

Fibronectin type III 10 도메인이 조골양 세포에 미치는 생물학적 영향 (Biological Effects of Fibronectin Type III 10 domain on Human Osteoblast-like cells)

  • 이창석;장준혁;김태일;이용무;류인철;정종평;한수부;구영
    • Journal of Periodontal and Implant Science
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    • 제34권2호
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    • pp.293-301
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    • 2004
  • 1. 연구 목적 Fibronectin은 세포외기질의 주요성분인 거대 당단백질로서, 조골세포의 부착과 증식 및 이동능에 중요한 역할을 담당한다고 알려져 있다. 이러한 fibronectin의 조골세포에 대한 영향을 실제 임상에 적용하기 위해서, 전체 fibronectin 단백질을 사용하는 것은 면역학적으로나 경제적으로 많은 단점을 안고 있어서, 유효한 반응단위만을 추출하여 활용하는 것이 바람직한 방법으로 알려져 있다. 이 연구의 목적은 세포부착에 주로 관여하는 fibronectin type III분절 중 10번 도메인이 조골양 세포에 미치는 영향을 전체 fibronectin단백질과 fibronectin type III 7-10 도메인 분절과 비교, 관찰하는 것이다. 2. 연구 방법 사람의 fibronectin을 기초로 한 적절한 primer로서, 유전자 재조합법을 이용하여 fibronectin type III 10 도메인과 fibronectin type III 7-10 도메인 분절을 얻었으며, 전체 fibronectin분자는 상용으로 준비하여 24-well 세포배양 용기에 도포하였다. 배양된 조골양세포(HOS cell)를 $1x10^5$ cells/well의 농도로 각 well에 분주하여 $37^{\circ}C$에서 1시간 배양을 하였다. Cell adhesion assay를 실시하기 위해 10% formaldehyde로 고정시키고 1% Crystal Violet으로 염색하여 광학현미경을 관찰 후 2% SDS를 처리하여 microplate reader기를 이용하여 570nm에서 혼탁정도를 측정하였다. 음성대조군으로는 RPMI 용액을 사용하였다. 동일한 방법을 이용하여 준비된 $35mm^2배양접시에 HOS cell을 $37^{\circ}C$에서 4일간 배양 후, MTS assay를 이용하여 세포 증식도에 미치는 영향을 관찰하였다. 6일째 405nm에서 활성화된 세포에서 분비된 p-nitrophenol을 이용한 alkaline phosphatase activity를 측정하였다. 3. 결과 및 고찰 Fibronectin type III 10 도메인은 HOS cell에 대한 생물학적인 효과면에서, 전체 fibronectin 분자 및 fibronectin type III 7-10 분절과 통계적으로 유사한 세포부착도를 보여주었으며, 세포증식도와 alkaline phosphatse 활성도면에서도 큰 차이가 나타나지 않았다. 이상의 연구결과로 볼 때, fibronectin type III 10 도메인이 조골세포의 증식을 목적으로 사용하는 생체재료의 표면개질 부착물질로 응용할 수 있는 가능성이 있다고 하겠다.

Type III 고압수소저장용기의 설계 안전성 연구 (A Study on the Design Safety of Type III High-Pressure Hydrogen Storage Vessel)

  • 박우림;전상구;김송미;권오헌
    • 한국안전학회지
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    • 제34권5호
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    • pp.7-14
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    • 2019
  • The type III vessel, which is used to store high-pressure hydrogen gas, is made by wrapping the vessel's liner with carbon fiber composite materials for strength performance and lightening. The liner seals the internal gas and the composite resists the internal pressure. The properties of the fiber composite material depends on the angle and thickness of the fiber. Thus, engineers should consider these various design variables. However, it significantly increases the design cost due to the trial and error under designing based on experience or experiments. And, for aluminum liners, fatigue loads due to using and charging could give a huge impact on the performance of the structure. However, fatigue failure does not necessarily occur in the position under the highest load in use. Therefore, for hydrogen storage vessel, fatigue evaluation according to design patterns is essential because stress distribution varies depend on composite layer patterns. This study performed an optimization analysis and evaluated a high-pressure hydrogen storage vessel to minimize these trial and error and improve the reliability of the structure, while simultaneously conducting fatigue assessment of all patterns derived from the optimization analysis process. The results of this study are thought to be useful in the strength improvement and life design of composite reinforced high-pressure storage vessels.

수종의 복조재에 대한 성견치수의 조직학적반응 (PULPAL RESPONSE OF ADULT DOGS TO SEVERAL CAPPING MATERIALS : A HISTOLOGICAL STUDY)

  • 송호환;김용기
    • 대한소아치과학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.518-536
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    • 1997
  • The purpose of the present study was to analyze the pulpal tissue reactions to several capping materials. 8 adult Mongrel dogs and 4 different capping materials (G I : Calcium hydroxide, G II : Bonding resin, G III : Glass ionomer liner, G IV : Bioactive ceramic) we-reused in the study. The results can be summarized as follows : 1. The formation of hard tissue barrier was observed to begin after 2 weeks in all groups with various forms or positions. 2. According to the result of statistical analysis, G I and G IV showed significantly higher degree of inflammation than G II, G III in 1-week samples(p<.05). And in 2-week samples, G I showed higher degree of inflammation than G II, G IV with statistical significance(p<.05). Howere, these inflammatory reactions have gradually dimiished with time resulting in negligible difference between groups. 3. No bacterial penetration was observed in any group. 4. Hard tissue formation was evident in all groups after 2 weeks regardless of material type in this experiment. Conclusion can be drawn from the above-mentioned results that the perfect marginal sealing after pulp capping procedure is thought to be the most important factor in determining the propgnosis of direct pulp capping.

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