• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제15권1호
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• pp.132-151
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• 2024

Proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) has received extensive attention as it is the most common hydrogen energy utilization device. This research not only investigated the effect of obstacle number and shape on PEMFC performance, but also studied the effect of the blockage degree in the channel of PEMFC on its performance. It was found that compared with traditional scheme, longitudinally distributed obstacles scheme can significantly promote reactants transfer to catalyst layer, and the blockage degree in the channel effect PEMFC performance most. The scheme with 10 rectangular obstacles in single channel and 60% channel blockage had the best output performance and the most uniform distribution of reactants and products. Obstacle height distribution can significantly affect PEMFC performance, the blockage degree in the whole basin was large, particularly as the channel was blocked to higher degree in region 2 and region 3, higher net power density and better mass transfer effect can be obtained. Among them, the fuel cell with the blockage degree of 40%, 60% and 60% in region 1, region 2 and region 3 have the best PEMFC output performance and mass transfer, the net power density was 29.8% higher than that of traditional scheme.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권3호
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• pp.959-965
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• 2024

The High Temperature Test Unit (HTTU) was an experimental set-up to conduct separate and integral effects tests of the Pebble Bed Modular Reactor (PBMR) core. The annular core consisted of a randomly packed bed of uniform spheres. Natural convection tests using both nitrogen and helium, and forced convection tests using nitrogen, were conducted. The maximum material temperature achieved during forced convection testing was 1200 ℃. This paper presents the numerical analysis of the flow and temperature distribution for a forced convection test using 3D CFD as well as a 1D systems-CFD computer code. Several modelling approaches are possible, ranging from a fully explicit to a semi-implicit method that relies on correlations of their associated phenomena. For the comparison between codes, the analysis was performed using a porous media approach, where the conduction and radiative heat transfer were lumped together as an effective thermal conductivity and the convective heat transfer was correlated between the solid and gas phases. The results from both codes were validated against the experimental measurements. Favourable results were obtained, in particular by the systems-CFD code with minimal computational and time requirements.

• 한국분말재료학회지
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• 제31권3호
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• pp.255-262
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• 2024

Nano-oxide dispersion-strengthened (ODS) superalloys have attracted attention because of their outstanding mechanical reinforcement mechanism. Dispersed oxides increase the material's strength by preventing grain growth and recrystallization, as well as increasing creep resistance. In this research, atomic layer deposition (ALD) was applied to synthesize an ODS alloy. It is useful to coat conformal thin films even on complex matrix shapes, such as nanorods or powders. We coated an Nb-Si-based superalloy with TiO₂ thin film by using rotary-reactor type thermal ALD. TiO₂ was grown by controlling the deposition recipe, reactor temperature, N₂ flow rate, and rotor speed. We could confirm the formation of uniform TiO₂ film on the surface of the superalloy. This process was successfully applied to the synthesis of an ODS alloy, which could be a new field of ALD applications.

• 지질공학
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• 제16권4호
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• pp.411-427
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• 2006

본 연구의 목적은 나주시에 위치하는 시추공 NJ-11호공과 SJ-8호공에서 구간양수시험, 순간충격시험, 수질검층, 공내 TV검층을 실시하여 균열암반내에서 심도에 따른 지하수 유동 특성을 파악하는데 있었다. 본 연구에서는 특히 깊이에 따른 균열암반의 지하수 유동 특성 변화를 규명하기 위하여 단일팩커를 사용한 구간양수시험을 실시하였다. 구간양수시험 결과, NJ-11호공에서는 팩커 설치심도가 가장 깊을 때(56.9 m) 1.6차원정도의 유동차원을 보이고 팩커 설치심도가 얕아 질수록 유동차원이 감소하여 팩커 설치심도 24 m에서는 1차원을 나타내었다. 이는 NJ-11호공에서는 하부에 유동성 균열이 더 균일하게 발달되어 있음을 지시한다. 한편 SJ-8호공에서는 팩커 설치심도가 가장 깊은 50 m 심도에서 1.7차원정도이고, 팩커 설치심도 32 m에서는 1.8차원 그리고 팩커 설치심도 19 m에서는 1.4차원을 나타내고 있다. 이와 같이 팩커 심도에 따라서 유동차원이 달라지는 것은 균열암반에서 심도에 따라 유동성 균열의 발달정도가 달라지기 때문으로 해석된다 구간양수시험분석에 의하면, 균열암반의 일반적인 수리적 특성을 잘 대변하는 Moench(1984)의 이중공극모델이 대체로 잘 들어맞는다. 수질검층에 의하면, 심도가 깊어질수록 지온이 증가하고 물-광물반응에 의해서 pH가 높아지며, 지하수흐름에 따라 용존산소량은 감소하는 일반적인 경향성을 보여주고 있다. 그리고 대부분의 균열대 구간에서 전기전도도가 증가하고, 용존산소량이 감소하는 경향성을 보여주었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권8호
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• pp.629-641
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• 2021

본 연구에서는 2차원 수치모형(Nays2DH)을 적용하여 금강에 건설된 세종보를 중심으로 보 개방 후에 홍수량 변화에 의한 하도의 지형변화 과정을 분석하였다. 이를 위해 부등류, 부정류(단일사상), 연속홍수사상을 수문특성을 반영한 흐름조건으로 수치모의를 수행하였다. 부등류 수치모의 조건은 유황에 따른 정상유량으로 상류단 경계조건을 가정하였다. 부정류와 연속홍수사상의 경우에는 실제 홍수사상들로부터 정규 수문곡선 (normalized hydrograph)을 산정 한 후, 시나리오에 따른 첨두유량으로 정규 수문곡선을 재구성하여 상류단 유량으로 가정하였다. 본 연구에서는 지형학적 변화를 정량적으로 평가하기 위해 하상기복지수(BRI)를 산정하여 시간에 따른 하상변동을 분석하였으며, 연구지역의 항공사진과 수치모의 결과를 정성적으로 비교하였다. 부등류 수치모의 결과, 각 유황별 유량이 증가하면 하폭 대 수심의 비는 감소하고, 사주의 이동속도는 증가하였다. 하상기복지수는 초기에는 증가하지만, 시간이 증가함에 따라 변화량이 작아졌다. 또한 유량이 증가하면 하상기 복지수가 증가했다. 부정류 수치모의 결과 사주의 이동속도는 유량의 변화에 따라 감소했다. 또한 첨두홍수에 대한 지형적 반응에서 시간지체(time lag)가 발생했다. 즉, 부정류에서는 하상고의 변화는 수리학적 조건에 대하여 위상지연(Phase lag) 이 나타났다. 연속홍수사상 발생에 의한 부정류 수치모의 결과에서는 각각 첨두홍수 발생에 따른 사주의 이동속도는 홍수발생이 반복됨에도 불구하고 급격하게 감소했다. 또한 부정류 수치모의 결과와 마찬가지로 위상지연이 나타났으며 사주의 이동속도는 지수적으로 감소하는 특성을 보였다. 하상기복지수는 시간경과에 따라 증가하였으나, 첨두홍수가 연속으로 발생하였음에도 불구하고 하상기복지수의 증가율은 완만하였다. 본 연구를 통해 하천의 수문특성을 반영한 지형변화 과정을 수치모의를 수행하여 분석하였으며, 이를 통해 흐름특성에 따른 하상변동의 정량적인 예측모의를 현장에 적용할 수 있는 방법을 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제15권2호
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• pp.173-180
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• 2017

본 연구에서는 한국원자력연구원의 핵연료가공시설 굴뚝 내에서 9곳의 시료채취 위치를 선정하여 ANSI/HPS N13.1-1999 지침에서 제시하는 기준에 따라 그 적절성을 평가하였다. 유체를 포함한 다중물리 해석 소프트웨어인 COMSOL을 활용하여 유동교란 지점으로부터 굴뚝 직경의 배수 높이 위치(L/D) 단면에서의 속도분포, 유동각 및 $10{\mu}m$ 크기의 입자분포 등의 항목에 대하여 기준만족 여부를 평가하였다. 평가 결과, 5 L/D 이상에서 속도분포에 대한 기준을 만족했으며, 평균 유동각에 대한 기준은 모든 위치에서 만족했다. 입자분포에 대한 기준은 5 L/D 와 9 L/D 에서 만족하였으나, 그 분포가 일부에서 기준을 만족하지 못하였다. 균일한 입자분포를 얻기 위한 방법으로 굴뚝 내 정적 혼합장치(static mixer)와 둘레링(perimeter ring)을 추가하는 것을 제안하고, 이에 대한 평가를 수행하였다. 정적 혼합장치를 추가한 경우에는 5-10 L/D, 둘레링을 추가한 경우에는 5 L/D 및 7-10 L/D 에서 입자분포에 대한 기준을 만족하였다. 보완을 위하여 추가한 2 가지 조건에서, 입자분포에 대한 기준을 만족하는 지점은 속도분포 및 평균 유동각에 대한 기준 역시 만족하고 있음을 확인하였다. 본 연구에서 사용한 방법은 신규시설뿐만 아니라, 현장입증시험 수행이 어려운 운영중인 시설에 대하여 시료채취 위치의 적절성을 평가하기 위한 방법으로 활용될 수 있다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제44권4호
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• pp.475-482
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• 2002

본 연구는 무창계사에 대한 효율 비교분석 연구가 전무한 실정으로 무창계사의 환경효율을 검증하고자 하였다. 본 실험은 축산기술연구소 신축 실험계사에서 2002년 5월 9일에서 5월 30일 사이에 실시하였으며 실험결과는 다음과 같다. 1. 무창계사는 외부의 기온은 9.6${\sim}$21.2$^{\circ}C$로 편차는 약 11.6$^{\circ}C$를 나타내었는데 비하여 단열이 우수한 무창계사에서는 병아리 사육적온기인 32${\sim}$33$^{\circ}C$ 범위를 유지하여 약간의 보조열원으로 낮과 밤의 편차는 2$^{\circ}C$ 이상 나타나지 않아 온도효율이 높았다. 2. 공기풍속에 있어서는 무창계사는 상부 0.57 m/sec, 하부 0.04 m/sec로 각각 나타나, 계사내 적정 풍속유지를 위한 덕트입기구의 천공으로 인하여 계사내 전체공간에서 공기의 유속흐름 분포가 고르게 나타났다. 이상의 실험결과를 종합해 볼 때 조사대상이 된 무창계사의 온도 및 습도 환경이 우수하게 나타났으며, 특히 공기속도는 계사 공간 내에서 아주 고른 분포를 가져와 측벽 덕트 입기사설과 측벽 배기기스템이 우수하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.487-493
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• 2020

최근 환경부의 강화된 규제로 건축물 아파트 등 산업시설을 도장함에 있어 페인트를 유압에 의해 자동으로 이송시켜 스프레이식으로 도장하는 기존 에어리스 방식의 사용을 금지하였다. 따라서 기존의 에어리스 도장장치에 스프레이 대신 부착하여 사용할 압송롤러개발이 필요한데, 현재 개발되어 판매 중인 압송롤러는 롤러를 구성하는 SUS배관 및 드럼베이스의 홀 설계에 대한 자세한 연구 사례가 없어 그 효율성이 의심이 되는 바이다. 특히, 롤러를 이용한 도장 시롤러 양단에 페인트가 충분히 공급되지 못하면 도장 후 붓을 이용한 재작업이 필요하게 되므로, 롤러 양단에 페인트가 잘 유입될 수 있도록 드럼베이스 홀을 분포시킬 필요가 있다. 본 연구에서는 SUS배관 및 드럼베이스에 가공되는 홀의 형태가 페인트의 유입양상에 미치는 영향을 알아보고 보다 효율적인 홀 설계 방안을 제시하기 위하여 SUS배관 및 롤러에 대하여 전산유체해석을 수행하였다. 해석결과 SUS배관에서의 홀 배치는 배관에 균일하게 배치하는 것이 균형 있게 페인트를 유입시키기에 좋고, 드럼베이스의 경우는 홀을 드럼베이스 양단에 밀집하여 가공하면 페인트가 롤러 양단에 더 잘 유입시킬 수 있음이 검증되었다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제3권2호
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• pp.114-125
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• 1978

The use of petroleum fuels in grain drying causes problems of high cost and management. To solve these problems, it is required to study on soLar energy as an alternative to petroleum fuels for grain drying. The purposes of this study were to find out the optimum received area and air flow rate of a flat-plate solar air collector for grain drying and to assess its effects on grain drying with a small grain bin. The results of this study are summarized as follows ; 1. The calculated optimum tilt angles of the collector in the summer and autumn drying seasons were 20 and 50 degress, respectively, in suwon area. 2. The outlet temperature of the collector was $36^\circ C$ on the daily average with the maximum of $36^\circ C$ at 12:00 o clock. Solar radiation on the collector surface was 1.04 ly( 1 langley = 1 cal/$cm^2$) per minute on the daily average and 1.30 ly per minute on the maximum at 11:00am. The thermal efficiency of the collector was 62.4 percent on the daily average, and the air flow-rate per unit receiving are was 1.03 $m^3$/min/$m^2$.4. The calculated optimum receiving area and the air flow-rate per unit cubic volume for paddy in autumn drying season was 2 $m^2$ and 2$m^3$/min , respectively. 5. not significantly difference in the collector efficiency was appeared between the rotating and fixed type of solar collector. 6. For drying of wheat with 0.6 meter of the depth in the bin, approximately 9 hours were required to reduce the moisture content from 21.6% to 13% with air follow rate of 5 $m^3$/min an initial moisture per cubic meter of wheat and with air temperature of $52^\circ C$. 7. In the drying test of rough rice with a turning operation in a grain bin approximately 21 hours were required to reduced the moisture from 21% to 14.5% with airflow rate of 2 $m^3$/min per cubic meter of rice and the air temperature of $43.5^\circ C$. 8. Over-drying at the bottom and less -drying at the top of the grain mass was resulted from the high -temperature of drying air which was obtained from the flat-plate solar collector in this test. An appropriate operation should be prepared for the uniform moisture of the grain in the bin.

• 태양에너지
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• 제12권3호
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• pp.70-83
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• 1992

본 연구에서는 개방된 정사각형 공간안에 일정한 열유속을 방출하는 발열체가 존재할 때, 부력과 표면복사를 고려한 혼합대류특성을 수치적으로 연구하였다. 본 연구의 대상인 유입구를 통해 유체가 흘러들어와서 다시 유출구로 나가는 정사각형공간은 공냉식 전자장비를 모사한 것이다. 이러한 공간안에 존재하는 발연체는 전자칩과 같은 발열성 전자부품을 나타낸다. 본 연구에서 채택한 모델의 크기는 높이 X 넓이가 $0.1[m]{\times}0.1[m]$이며 공간내부는 2차원 층류유동으로 간주하였다. 공기의 유입속도는 0.07[m/s]이고, 유입온도는 $27^{\circ}C$이며, 유입구의 위치는 일정한 위치에 고정되어 있다. 주요 변수로는 발열체의 열유속, 유출구의 위치, 발열체의 위치, 그리고 벽면이 방사율을 선택하였다. 본 연구에서는 외부로부터 유입되어지는 찬공기와 발열체에 의해서 부력의 상승하는 뜨거운 공기의 혼합에 의한 유동특성 및 열전달특성을 복사를 고려하여 고찰하였다. 결과로써 가장 열전달이 활발한 발열체의 위치는 바닥의 좌측벽으로부터 0.075[m]일때이다. 이러한 연구는 실제적으로 전자부품 같은 것의 효율적인 냉각목적에 적용되어질 수 있다.