• Nuclear Engineering and Technology
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• 제35권4호
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• pp.356-368
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• 2003

Material properties such as coolant specific heat, film heat transfer coefficient, cladding thermal conductivity, surface diffusion coefficient of the multi-bubble are improved in MACSIS-Mod1. The axial power and flux profile module was also incorporated with irradiation history. The performance and feasibility of the updated driver fuel pin have been analyzed for nominal parameters based on the conceptual design for the KALIMER breakeven core by MACSIS-MOD1 code. The fuel slug centerline temperature takes the maximum at 700mm from the bottom of the slug in spite of the nearly symmetric axial power distribution. The cladding mid-wall and coolant temperatures take the maximum at the top of the pin. Temperature of the fuel slug surface over the entire irradiation life is much lower than the fuel-clad eutectic reaction temperature. The fission gas release of the driver fuel pin at the end of life is predicted to be $68.61\%$ and plenum pressure is too low to cause cladding yielding. The probability that the fuel pin would fail is estimated to be much less than that allowed in the design criteria. The maximum radial deformation of the fuel pin is $1.93\%$, satisfying the preliminary design criterion ($3\%$) for fuel pin deformation. Therefore the conceptual design parameters of the driver fuel pin for the KALIMER breakeven core are expected to satisfy the preliminary criteria on temperature, fluence limit, deformation limit etc.

• 융합정보논문지
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• 제9권8호
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• pp.155-163
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• 2019

수평원형관에서 나노입자인 산화알미늄과 기본유체인 물의 혼합인 나노유체에 대한 층류 혼합대류열전달현상을 유한체적법의 수치적 방법으로 규명하였다. 나노유체에 대하여 2상 혼합모델을 적용하였으며, 나노입자의 물성은 온도와 체적농도의 함수를 사용하였다. 수치해석에 적용한 모든 모델의 타당성 검증을 위하여 Kim등의 실험결과와 비교하였으며 좋은 결과를 얻었다. 벽면을 일정한 열유속으로 가열하므로 나노유체는 벽면부근에서 형성된 부력에 의하여 2차유동이 생성된다. Richardson수와 나노입자의 농도가 증가할수록 강한 2차유동이 형성되어 열전달을 향상시키게 된다. 또한 Richardson수와 나노입자의 농도가 증가하면 대류열전달계수와 전단응력도 증가한다. 이런 연구들은 열교환기의 성능향상을 위하여 나노유체를 적용하는데 기본자료로 활용이 가능하다. 이번 연구를 기반으로 향후 2중관형열교환기등 다양한 열교환기에 적용할 예정이다.

• 에너지공학
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• 제18권1호
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• pp.1-8
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• 2009

본 논문에서는 알루미나-물 나노유체를 사용하여 자연대류 실험을 수행하였다. 시험공간은 실린더이며 유체층 두께를 조절하여 종횡비는 10.9부터 30.4까지 변화를 주었다. 열전달계수는 순 물의 자연대류 실험과 비슷하게 30분 이내에 정상상태에 거의 도달한 것같이 보이나 경사도가 $0^{\circ}$인 경우 열전달계수가 $1{\sim}2$시간이상 감소하며 일부 종횡비에서는 열전달계수의 변동현상이 10시간이상 측정되었다. 변동형태와 주기는 종횡비와 각도에 따라 다르며 $0^{\circ}$의 경사도에서는 열전달계수의 변동주기가 $60^{\circ}$의 경사도에 비하여 2배 이상 이였다. Rayleigh 수가 $1.0{\times}10^5$ 보다 작은 경우, 평균 Nusselt 수는 $30^{\circ}$의 경사도에서 가장 높게 나타나며 $60^{\circ}$의 경사도에서 가장 낮게 나타났다. 그러나 본 실험결과도 응집된 상태의 나노유체가 사용되었으므로 일반성을 가지고 있지는 않는다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제20권4호
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• pp.41-50
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• 2015

Open-loop groundwater heat pump (GWHP) system generally has benefits such as a higher coefficient of performance (COP), lower initial cost, and flexible system size. The hydrogeological conditions in Korea have the potential to facilitate the use of the GWHP system because a large number of monitoring wells show stable groundwater temperatures, shallow water levels, and high well yields. However, few studies have been performed in Korea regarding the GWHP system and the most studies among them dealt with Standing Column Well (SCW). Because the properties of the aquifer have an influence on designing open-loop systems, it is necessary to perform studies on various hydrogeological settings. In this study, the hydrogeological and thermal properties were estimated through various tests in the riverside alluvial layer where a GWHP system was installed. Under different groundwater flow velocities and pumping and injection rates, a sensitivity analysis was performed to evaluate the effect of such properties on the design of open-loop systems. The results showed that hydraulic conductivity and thermal dispersivity of the aquifer are the most sensitive parameters in terms of performance and environmental aspects, and sensitivities of the properties depend on conditions.

• 에너지공학
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• 제24권4호
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• pp.71-80
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• 2015

PVC 프레임의 취약한 강도를 보완하기 위해 사용되는 철재 보강재는 상대적으로 높은 열전도 특성으로 인해 PVC 프레임의 전체적인 열 성능을 떨어뜨리는 역할을 한다. 본 연구는 철재 보강재의 타공을 통해 표면적을 줄임으로서 전열 면적의 감소를 통한 열저항 특성을 개선하고, 감소된 만큼 두께를 높임으로서 타공으로 인한 강도 저하를 보완하였다. 이에 대한 성능을 평가하기 위해 PVC frame, PVC frame + original steel stiffener, PVC frame + 30% perforated steel stiffener, PVC frame + 50% perforated steel stiffener, PVC frame + 65% perforated steel stiffener 등 5개의 시험체를 구성하였으며, 시험 방법은 수식과 시뮬레이션에 의한 방법을 적용하였다. 시험 결과 PVC frame + 65% perforated steel stiffener이 열저항 특성과 강도특성에서 가장 높은 것으로 평가되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권1A호
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• pp.53-59
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• 2010

최근 들어 적외선을 이용하여 콘크리트 구조물의 결함 또는 공동 등을 평가하려는 비파괴 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 이는 유지관리기법의 중요한 부분을 이루고 있다. 적외선 화상분석(Infrared Thermography)을 콘크리트 표면에 적용할 경우, 콘크리트의 표면온도는 표면을 구성하는 재질과 열적특성(비열, 열전도율, 열전달율)에 따라 그 응답이 다르게 나타나게 된다. 서로 다른 배합을 가지는 시멘트 모르타르에서는 공극률이 다르게 구성되고, 표면에서 공극률의 차이는 열에 노출된 뒤, 냉각되는 과정에서 열적 거동이 다르게 평가된다. 한편 이러한 공극률은 강도 및 염화물 확산계수와 같은 역학적/내구적 특성에 영향을 주기도 한다. 본 연구에서는 외부에서 열을 가하여 측정하는 능동방식(active type)을 이용하여, 표면의 온도변화를 분석하였다. 물-시멘트비 55%와 65%인 시멘트 모르타르 시편을 제작하였으며, 공극률, 압축강도, 염화물 확산계수 등의 물리적 특성값들이 평가되었다. 이후 동일한 실내조건(온도 $20{\sim}22^{\circ}C$, 습도 55-60%)에서 적외선 화상분석 기법을 적용하였다. 시간의 경과에 따라 공극을 많이 포함하는 시편의 경우, 표면 온도가 상대적으로 증가하였으며, 온도가 일정해지는 시점(임계시점)이 단축되고 있음을 확인할 수 있었다. 이러한 특성은 콘크리트와 같이 공극과 골재를 가지고 있는 복합재료의 품질 평가에 적용할 수 있음을 시사한다. 한편 공극률과 실험상수를 고려하여, 공극률에 따라 변화하는 임계시간에 대한 계산식을 제안하였다. 본 논문에서는 시멘트 모르타르의 공극량의 변화에 따른 물리적 변화와 이에 따른 열특성 변화가 논의될 것이다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제26권4호
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• pp.33-37
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• 2019

본 연구는 에폭시 내 Cu, h-BN 및 GO 분말을 포함한 이종의 필러를 활용하여 점진적인 열적 특성을 구현하였다. 단일 복합체 내에서 상대적으로 무거운 Cu 및 h-BN 분말은 하부 층에 주로 존재하는 반면, 가벼운 GO 분말은 복합체의 상부층에 분산되었다. 이종 필러를 함유한 GO/h-BN (GO/Cu) 에폭시 복합체의 열전도도는 0.55(0.52) W/m·K에서 2.82(1.37) W/m·K로 점진적으로 증가했다. 반대로 열팽창 계수는 GO/Cu와 GO/h-BN 에폭시 복합체 내에서 51 ppm/℃에서 23 ppm/℃으로, 57 ppm/℃에서 32 ppm/℃으로 각각 감소되었다. 이러한 복합체 내의 열적 특성의 변화는 열전도도, 형태 및 필러의 비중에 따른 분포를 포함하여 필러의 고유한 물성에 의해 발생한다. 서로 다른 물성을 가진 필러 물질을 동일한 매트릭스 내에 도입을 통한 점진적 열적 특성의 구현은 반도체/플라스틱, 금속/플라스틱, 반도체/금속 등의 이종 구조로 이루어진 계면에서 효과적인 열전달을 위한 계면소재로서 유용할 것이다.

• 한국주조공학회지
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• 제44권1호
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• pp.3-8
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• 2024

최근에는 주조업계의 중요한 과제로써 산업폐기물 저감 과 대기환경 개선이 부각되고 있다. 종래의 주물사 사용 시 발생되는 문제점 해결과 주조공장의 환경개선을 위해 천연사를 대체 적용할 수 있는 다양한 인공사가 개발되어 사용되고 있다. 하지만 해외 공급사에서 제공하는 제한된 물성만 알려져 있고 기존 자연사와의 심층적인 비교분석이 부족하다. 또한 주조 공정 설계를 위해서는 상온뿐만 아니라 고온에서의 넓은 범위의 열물성이 확보 되어야 하며, 또한 열물성이 달라지면 주조방안 설계의 변화가 일어나야 하기 때문에 기존 자연사와 인공사의 열물성 차이를 비교 분석하는 건 중요하다. 본 연구에서는 자연사와 인공사를 바인더와 결합한 주형블럭에서의 열전도도, 비열, 열팽창 시험을 수행하였으며 실험 결과 열전도도는 자연사에 비해 인공사가 구성성분에 따라 5~40% 높았으며 열팽창계수는 인공사가 15%정도 낮았다. 하지만 비열은 구성성분에 상관없이 큰 차이가 없었다.

• KIEAE Journal
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• 제17권3호
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• pp.119-124
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• 2017

Purpose: Groundwater heat pump (GWHP) system has high coefficient of performance than conventional air-source heat pump system and closed-loop type geothermal system. However, there is problem in long-term operation that groundwater raise at the diffusion well and reduced at the supply well. Therefore, it is necessary to accurately predict the groundwater flow, groundwater movement and control the groundwater level in the wells. In this research, in consideration of hydrogeological characteristic, groundwater level and groundwater movement were conducted analysis in order to develop the optimal design method of the two-well system using the pairing pipe. Method: For the optimum design of the two-well system, this research focused on the design method of the pairing pipe in the simulation model. Especially, in order to control the groundwater level in wells, pairing pipe between the supply well and diffusion well was developed and the groundwater level during the system operation was analyzed by the numerical simulation. Result: As the result of simulation, the groundwater level increased to -2.65m even in the condition of low hydraulic conductivity and high pumping flow rate. Consequently, it was found that the developed system can be operated stably.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권10호
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• pp.1145-1153
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• 2011

본 연구의 목적은 극저온 열처리를 통해 Al6061 의 열처리 잔류응력을 제거하는 것이다. 이를 위해 유한요소해석을 이용하여 열처리 잔류응력을 예측하였으며, 열처리 조건에 따른 각 단계별 대류 열전달계수를 T6 와 극저온 열처리 실험을 수행하여 결정하였다. 예측된 잔류응력 결과는 X 선회절법(XRD)으로 측정된 잔류응력 결과와 비교하여 유한요소해석 결과의 타당성을 확인하였다. 또한 T6 와 극저온 열처리에 대해 각각 전기 전도도와 경도를 측정하여 기계적 특성을 평가하고 TEM 관찰과 XRD 회절 분석을 통해 석출물의 크기 및 성분을 파악하였다. 이를 통해 Al6061 의 T6 열처리와 비교하여 극저온 열처리를 적용함에 따른 잔류응력, 기계적 특성 및 미세조직변화를 조사하였다.