• 비파괴검사학회지
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• 제20권1호
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• pp.1-9
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• 2000

본 연구에서는 유도초음파를 이용하여 열 교환기와 증기발생기 튜브의 결함을 비파괴적으로 탐상하고 그 크기를 산정하였다. 이론적인 해석을 위해 인코넬 (Inconel) 튜브에 대한 위상 및 군속도 분산선도를 Longitudinal 모드와 Flexural 모드에 대해 구하였다. 튜브의 원주방향 레이저노치와 튜브 지지대 하단의 방전가공결함(EDM wear)을 각각 비대칭 및 대칭 탐촉자 세트를 사용하여 탐상하였다. 실험결과 방전가공결함은 L(0, 2), L(0, 3), L(0, 4) 모드로 탐상되었으며, 그 중 L(0, 4) 모드가 결함으로부터 가장 잘 반사되었다. 레이저노치의 경우에는 L(0, 1) 모드 주변의 Flexural 모드가 결함을 탐상하고 크기를 산정하는데 사용될 수 있음을 보였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제14권1호
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• pp.16-22
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• 1994

일반적으로 구름 베어링 시스템에 비해 발전용 터어빈이나 내연기관 엔진과 같은 저어널 베어링을 가진 시스템은 상대적으로 대형 설비이거나 더 가혹한 운전조건에서 가동되는 경우가 많다. 이런 회전기계류에서의 베어링의 파손은 설비의 운전 중단 및 관련 설비의 파손까지도 초래할 수 있게 된다. 따라서 이로 인한 보수에 소비되는 시간 및 경제적인 손실등을 피하기 위해서는 저어널 베어링의 조기파손 감지의,역할은 매우 중요하게 된다. 본 연구에서는 음향방출 기술을 이용하여 베어링에서 발생할 수 있는 파손의 조기검출을 위해 실험실용으로 직접 제작한 저어널 베어링 시스템을 이용하여 여러 형태의 비정상 조건을 만들어 가며 실험을 행하였다. 베어링 손상 및 피로의 주 요인으로서는 윤활유 부족, 윤활층에의 이물질의 혼입, 조립 불량 등이 대표적인 원인으로서 알려져 있으며 이에 근거하여 실험 조건을 윤활유에의 이물질 혼입, 윤활유 부족, 그리고 축과 베어링간의 금속간 접촉등의 인위적인 형태로 구성하여 실험하였다. 그 결과로서 음향방출 기술이 저어널 베어링의 조기파손 감지에 매우 효과적인 도구라는 것을 입증하였다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제26권3호
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• pp.263-270
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• 2001

This study was conducted in order to develop wind-water heating system where frictional heat is creased between the rotor and working fluid when they are rotating in the cylindrical heat generator. The wind-water heating system is composed of rotor, stator, working fluid, motor, inverter and heat generation tank. Instead of wind turbine, we have used an electrical motor of 30㎾ to rotate the rotor in this system. Two working fluids and six levels of rotor rpm were tested to quantify heat amounts generated by the system. Generally, as motor rpm goes up heat amount increases that we have expected. At the same rpm, viscous fluid showed up better performance than the water, generating more heat by 10$\^{C}$ difference. The greatest heat amount of 31,500kJ/h was obtained when the system constantly drained out the hot water of at the flow rate of 500ℓ/h. Power consumption rate of the motor was measured by thee phase electric power meter where the largest power consumption rate was 14㎾ when motor rpm was 600 and gained heat was 31,500kJ/h, that indicated total thermal efficiency of the wind power water heating system was 62%.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제22권11호
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• pp.918-924
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• 2009

In this paper, we designed micro-structured electromagnetic transducers for energy harvesting and verified the performance of proposed transducers using finite element analysis software, COMSOL Multiphysics. To achieve higher energy transduce efficiency, around the magnetic core material, three-dimensional micro-coil structures with high number of turns are fabricated using semiconductor fabrication process technologies. To find relations between device size and energy transduce efficiency, generated electrical power values of seven different sizes of transducers ($3{\times}3\;mm^2$, $6{\times}6\;mm^2$, $9{\times}9\;mm^2$, $12{\times}12\;mm^2$, $15{\times}15\;mm^2$, $18{\times}18\;mm^2$, and $21{\times}21\;mm^2$) are analyzed on various magnetic flux density environment ranging from 0.84 T to 1.54 T and it showed that size of $15{\times}15\;mm^2$ device can generate $991.5\;{\mu}W$ at the 8 Hz of environmental kinetic energy. Compare to other electromagnetic energy harvesters, proposed system showed competitive performance in terms of power generation, operation bandwidth and size. Since proposed system can generate electric power at very low frequency of kinetic energy from typical life environment including walking and body movement, it is expected that proposed system can be effectively applied to various pervasive computing applications including power source of embodied medical equipment, power source of RFID sensors and etc. as an secondary power sources.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.59-68
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• 2009

분산진원으로서 연료전지 발전장치는 100w부터 수백[kw]의 용량을 가지며 종전의 대규모 전력설비와 비교하여 높은 신뢰도를 갖는 고품질의 전력을 공급할 수 있다. 본 연구에서는 소형 분산전원으로서 PEMFC(polymer electrolyte membrane fuel cell)연료전지 발전장치에 대한 PSIM(power electronics simulation tool) 모델을 설정하고 이를 바탕으로 DSP(digital signal processor)기반의 연료전지 하드웨어 시뮬레이터를 구현하였다. 연료전지 전류와 출력전압과의 관계는 연료전지의 전압-전류(V-I) 곡선 중 ohmic영역에서 1차 함수로 간략화 하였다. 구현된 시스템은 PEMFC 하드웨어 시뮬레이터, 절연형 풀 브리지 직류 부스트 컨버터 그리고 60[Hz] PWM인버터로 구성되어있다. 부하변동 및 과도상태에 대한 연료전지 하드웨어 시뮬레이터의 전압-전류-전력(V-I-P) 특성을 파악하였으며, 저항 부하 및 비선형 부하에 대한 전력변환기의 60[Hz] 정현파 교류출력 전압파형을 고찰하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.13-18
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• 2008

1997년 교토 기후협약이 체결되었고, 세계는 지금 지구온난화 문제로 $CO_2$ 전쟁을 치르고 있다. 우리나라도 2013년부터 기후협약 규제가 거의 확실시 되고 있다. 화석연료의 연소로 대부분의 전력을 생산하는 발전산업은 우리나라 $CO_2$ 대기배출량의 20[%] 이상을 차지하고 있다. 발전소의 화석연료의 소모와 이에 따른 $CO_2$ 대기배출 규제는 갈수록 엄격해 질 전망이며 전력생산단가에 크게 영향을 끼칠 것이다. 본 논문은 화력발전소의 입출력 특성계수를 이용하여 발전출력에 대한 $CO_2$ 대기배출비용 함수를 유도하는 방법과 이를 전력계통의 운용에 반영하는 방안을 제시한다. 모형계통의 시뮬레이션을 통하여 $CO_2$ 배출량과 $CO_2$ 대기배출비용을 감안한 전력 계통 최적운전 연산 사례를 도시하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권10호
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• pp.919-926
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• 2013

본 연구에서는 소형 저온 유기랭킨사이클 시스템의 작동특성을 파악하기 위하여 R-245fa를 작동유체로 사용한 소형 ORC 발전 시스템을 설계 및 제작하였고, 다양한 저온의 열원온도에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 저온 열원을 모사하기 위하여 최고 $150^{\circ}C$의 물을 공급할 수 있는 110 kW급의 전기저항 히터를 제작하였으며, 컨트롤러를 통해서 다양한 열원 온도 및 유량조건에 대한 실험이 가능하도록 구성하였다. 또한, 상용 공기용 스크롤 압축기를 이용하여 팽창기로 개조하고 동력계 및 동기식 모터와 직접 연결하였다. 로드뱅크 및 PI 제어방식을 사용하여 팽창기의 회전속도에 따른 동일 열원온도 조건에 대한 실험을 각각 수행하였으며, 소형 ORC 시스템의 성능에 영향을 미치는 다양한 인자들에 대하여 분석하고 논의하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제17권1호
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• pp.83-88
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• 2011

근래에 전기추진선박의 필요성이 대두되고 있으며 특수선박을 시작으로 건조가 증가되고 있는 실정이다. 하지만 선박은 운항 환경에 따라 추진기의 출력 토크 및 속도의 변동이 심하므로 전기추진시스템에 큰 영향을 미친다. 대표적으로 출 입항시, 정상상태의 대양 항해시, 황천 항해시에 선박 추진시스템의 토크 및 속도 변동이 짧지만 빈번하게 변동하게 되므로 전기추진시스템의 전력변환장치에서 전류 및 전압파형에 고조파가 크게 포함되어 발전기, 변압기, 컨버터, 인버터 및 추진전동기에 손실의 증가, 기기의 열화 및 토크 맥동 발생 등의 좋지 않은 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 선박의 운항 환경에 따른 추진시스템의 전류 및 전압파형에 포함되는 고조파 함유율을 분석하였다. 분석 결과 저속 영역에서의 잦은 속도 및 부하 변동에 따라서 전동기에 공급되는 전류 및 전압 파형에 포함된 총 고조파 왜형율과 전동기의 토크 맥동이 증가됨을 확인할 수 있었다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제9권3호
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• pp.239-245
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• 2017

As a new technical approach, wave energy converter by using vertical motion of water in the multiple water chambers were developed to realize actual wave power generation as eco-environmental renewable energy. And practical use of wave energy converter was actually to require the following conditions: (1) setting up of the relevant device and its application to wave power generation in case that severe wave loading is avoided; (2) workability in installation and maintenance operations; (3) high energy conversion potential; and (4) low cost. In this system, neither the wall(s) of the chambers nor the energy conversion device(s) are exposed to the impulsive load due to water wave. Also since this system is profitable when set along the jetty or along a long floating body, installation and maintenance are done without difficulty and the cost is reduced. In this paper, we describe the system which consists of a float, a shaft connected with another shaft, a rack and pinion arrangement, a ratchet mechanism, and rotary type generator(s). Then, we present the dynamics model for evaluating the output electric power, and the results of numerical calculation including the effect of the phase shift of up/down motion of the water in the array of water chambers aligned along the direction of wave propagation.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권4호
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• pp.336-341
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• 2016

본 논문에서는 풍력 발전기 내 기 설치된 전력선을 통신 선로로 사용하여 통신 네트워크를 구축하는 기술인 무배선 감시 시스템을 제안한다. 전력선과 데이터통신 기기의 연결을 위하여 발전기의 다양한 전류 및 전압 변화에서도 안정적인 통신이 가능한 유도성 결합장치와 복합통신장치를 사용하였다. 실제 운영되고 있는 풍력 발전기를 대상으로 선로 특성분석을 통해 전력선 통신의 구축 가능성을 확인 후 영상 전송 시스템을 구현하였다. 구현된 전력선 통신 시스템은 43Mbps 이상의 전송속도를 제공하고, 통신 성공률은 100%로 실시간 비디오 영상 전송이 가능함을 확인했다. 따라서 제시된 시스템은 통신 선로의 추가 설치 없이도 풍력 발전기에 통신 네트워크 구축이 가능하며, 전력선 통신 네트워크 기반의 실시간 감시 시스템을 도입하는 경우 매우 효과적일 것으로 기대된다.