• 한국산업융합학회 논문집
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• 제25권2_1호
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• pp.149-159
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• 2022

Biomass is material that is comprehensive of carbonaceous materials from plants, crops, animals, and algae. It has been used as one of heating fuel since the beginning the emergence of human beings. Since biomass is regarded as carbon-neutral energy source, it has recently been attracting attention as an energy source that can replace fossil fuels. The most widely applied field is distributed power generation, and a method of generating electric power by driving an internal combustion engine with syngas produced by gasifier is chosen. While the composition of the syngas produced in gasifiers changes depending on the air flowing into the reactor, commercialized gasifiers so far do not control the air flowing into the reactor. When the inner pressure in reactor increases, the air sucked into the reactor is reduced. That change of amount of air makes the composition of syngas varied. Those variations of composition of syngas cause the incomplete combustion hence the power output of engine drops, which is a critical weakness of the gasification technology. In this paper, to produce the uniformly composed syngas, PID control is applied. The result was shown when the amount of air into the reactor is supplied with the constant amount using PID control, the standard deviation of caloric values of syngas is around 2[%] of its average value. Meanwhile the gasifier without PID control has the standard deviation of caloric values is around 7[%]. Therefore, Adopting PID control to supply constant air to the gasifier is highly desirable.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권7호
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• pp.2491-2509
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• 2022

As an important device in the nuclear island, the nuclear coolant pump can continuously provide power for medium circulation. The vane is one of the stationary parts in the nuclear coolant pump, which is installed between the impeller and the casing. The shape of the vane plays a significant role in the pump's overall performance and stability which are the important indicators during the safety serve process. Hence, the bionic concept is firstly applied into the design process of the vane to improve the performance of the nuclear coolant pump. Taking the scaled high-performance hydraulic model (on a scale of 1:2.5) of the coolant pump as the reference, a united bionic design approach is proposed for the unique structure of the guide vane of the nuclear coolant pump. Then, a new optimization design platform is established to output the optimal bionic vane. Finally, the comparative results and the corresponding mechanism are analyzed. The conclusions can be gotten as: (1) four parameters are introduced to configure the shape of the bionic blade, the significance of each parameter is herein demonstrated; (2) the optimal bionic vane is successfully obtained by the optimization design platform, the efficiency performance and the head performance of which can be improved by 1.6% and 1.27% respectively; (3) when compared to the original vane, the optimized bionic vane can improve the inner flow characteristics, namely, it can reduce the flow loss and decrease the pressure pulsation amplitude; (4) through the mechanism analysis, it can be found out that the bionic structure can induce the spanwise velocity and the vortices, which can reduce drag and suppress the boundary layer separation.

• 상하수도학회지
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• 제36권5호
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• pp.261-273
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• 2022

In this study, we collect water control valves that have had accidents due to existing cracks, etc. are collected, and propose investigation items for strengthening the valve structural safety evaluation through a series of analyzes from valve specifications to physicochemical properties are proposed. The results of this study are as follows. First, there was a large variation in the thickness of the body or flange of the valves to be investigated, which is considered to be very important factor, because it may affect the safety of the valve body against internal pressure and the flange connected with the bolt nut. Second, 60% of the valves under investigation had many voids in the valve body and flange, etc. and the decrease in thickness due to corrosion was relatively large on the inner surface in contact with water rather than the outer surface. It is judged that the investigation of depth included voids is very important factor. Third, all valves to be investigated are made of gray cast iron foam, and therefore it is judged that there is no major problem in chemical composition. It is judged that the chemical composition should be investigated. Fourth, as a physical investigation item, the analysis of metal morphology structure seems to be a very important factor for nodular cast iron from rather than a gray cast iron foam water valve with a flake structure. As it was found to be 46.7~68.8% of the standard recommended by KS, it could have a direct effect on damage such as cracks, and therefore it is judged that the evaluation of tensile strength is very important in evaluating the safety of the valve.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제18권3호
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• pp.79-86
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• 2022

Many commercial air purifiers currently have deployed granular activated carbon (GAC) filters for removing volatile organic compounds in the indoor air. GACs are generally used to remove gaseous contaminants in the air through adsorption by the inner surfaces of pores. In addition, airborne particles can be also filtered by the surface adsorption of the GACs, which can improve the life-time of the particulate filters. In this study, the filtration efficiency of GACs to ultrafine particles through surface adsorption was investigated at different volume flow rates by deploying a continuous particle filtration system. The polydisperse sodium chloride (NaCl) particles were generated by a set of an atomizer and a diffusion dryer, and then mixed with particle-free air at different volume flow rates. The penetration of ultrafine particles and pressure drop for each experimental condition were measured to figure out the effect of the volume flow rate on the surface adsoprtion of the GACs to particles, ~ 2 mm. The particle filtration efficiency of the GACs decreased as the volume flow rate increased from 4 to 14 lpm. However, the 5 times thicker GAC filter layer decreased the penetration of ultraparticles than a preious study. The filtration efficiency of the single granule was also higher than the previous result in the literature with smaller granule filter materials.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권3호
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• pp.973-979
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• 2024

In the framework of the Generation IV research and development project, in which the French Commission of Alternative and Atomic Energies (CEA) is involved, a main objective for the design of Sodium-cooled Fast Reactor (SFR) is to meet the safety goals for severe accidents. Among the severe ones, the Unprotected Transient OverPower (UTOP) accidents can lead very quickly to a global melting of the core. UTOP accidents can be considered either as slow during a Control Rod Withdrawal (CRW) or as fast. The paper focuses on fast UTOP accidents, which occur in a few milliseconds, and three different scenarios are considered: rupture of the core support plate, uncontrolled passage of a gas bubble inside the core and core mechanical distortion such as a core flowering/compaction during an earthquake. Several levels and rates of reactivity insertions are also considered and the thermal-mechanical behavior of an ASTRID fuel pin from the ASTRID CFV core is simulated with the GERMINAL code. Two types of fuel pins are simulated, inner and outer core pins, and three different burn-up are considered. Moreover, the feedback from the CABRI programs on these type of transients is used in order to evaluate the failure mechanism in terms of kinetics of energy injection and fuel melting. The CABRI experiments complete the analysis made with GERMINAL calculations and have shown that three dominant mechanisms can be considered as responsible for pin failure or onset of pin degradation during ULOF/UTOP accident: molten cavity pressure loading, fuel-cladding mechanical interaction (FCMI) and fuel break-up. The study is one of the first step in fast UTOP accidents modelling with GERMINAL and it has shown that the code can already succeed in modelling these type of scenarios up to the sodium boiling point. The modeling of the radial propagation of the melting front, validated by comparison with CABRI tests, is already very efficient.

• 한국가스학회지
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• 제16권6호
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• pp.128-135
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• 2012

본 논문에서는 가스안전에 적합한 무선 ZigBee통신모듈과 스마트 홈 가스안전기기 및 관리시스템 개발하여 가스안전관리의 효율을 향상시키는 시스템과 시나리오를 제안하였다. 제안한 시스템은 마이컴가스미터, 자동식소화기, 감지기 및 월패드로 구성된다. 마이컴미터는 가스압력, 가스유량, 지진을 모니터링한다. 자동식소화기는 가연성 가스의 누출상태, $100^{\circ}C$(차단)와 $139^{\circ}C$(화재)의 온도를 측정하며, 감지기는 연기와 일산화탄소(CO)를 검지한다. 제안한 시스템에서 가스사용중 이상상태발생시 마이컴가스미터는 경보와 함께 내부밸브를 차단시키고, 자동식소화기는 중간가스밸브를 차단하거나 소화약재를 분사시킨다. 감지기는 연기와 CO를 감지할 경우 각각 신호를 발생시켜 후속조치를 취하게 한다. 가스안전기기와 센서들은 자동적으로 조치를 취하고 그 정보를 월패드로 전달한다. 월패드는 실시간 상황정보를 서버에게 전달하고 사용자는 웹이나 모바일 앱을 통하여 서버에 접속하여 가스의 상황정보를 확인하거나 관리할 수 있다. 본 연구에서는 스마트기반 가스안전 및 위험관리의 시나리오를 고안하고 현장적용시험을 통하여 그 효율성을 증명하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제20권3호
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• pp.253-260
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• 2020

지하형 탄약고에 대한 관심이 증가하면서, 관련된 설계 결과가 다수 도출되고 있다. 그러나 터널 민간 전문가들뿐만 아니라 탄약관련 군 실무자들도 안전거리 기준을 완벽하게 숙지하지 못하여 안전거리 기준을 모두 준수한 신뢰성 있는 설계 결과는 도출되고 있지 않고 있는 실정이다. 또한 안전거리를 과하게 적용하여 부지를 비효율적으로 활용하거나 시공불가판정을 받는 사례도 보고되고 있다. 본 연구에서는 지하형 탄약고에 대한 안전거리 기준을 정리하고 이를 준수하면서 효율적으로 설계할 수 있는 방안에 대해 연구하였다. 또한 여러 방법 중 안전거리를 획기적으로 저감시킬 수 있는 방법을 도출하여 향후 지하형 탄약고 설계 및 시공 시에 적용할 수 있도록 데이터를 마련하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제54권4호
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• pp.129-134
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• 2017

현대 사회에서 최근 우리나라의 베이커리 산업관련 기술은 빵이 시작된 서양과 어깨를 나란히 할 만큼 성장하여 제과제빵분야의 세계대회에서 최상위권으로 입상하는 등 눈부시게 발전 하고 있다. 그래서 많은 사람들이 제과제빵분야와 베이커리 카페 등의 부가가치가 높은 사업에 관심을 갖고 뛰어들고 있는 추세이다. 하지만 기술자들의 높은 인건비와 인력관리의 어려움은 베이커리 산업의 성장에 저해요소가 되고 있다. 따라서 밀반죽을 빠르고 정확하게 분할과 둥글리기를 동시에 수행하는 시스템을 설계하고 제작하여 수작업과 비교된 성능을 알아보았다. 주요 기능은 밀반죽의 분할 개수를 원형에서 3개의 트랙으로 만들고 안쪽 트랙에 4개, 중간트랙에 12개, 외각트랙에 20개를 배치하여 36개이다. 한 번의 루틴에서 36개가 완성되므로 많은 양의 에너지가 필요하기 때문에 유압을 이용하였고 둥굴이기는 0.75Kw의 유도전기를 사용하였다. 본 시스템의 실험은 1차 발효를 마친 밀반죽으로 하였다. 밀반죽 36개 합산 량의 덩어리를 본 시스템에서 작업을 하면 36개로 분할과 둥굴이기가 동시에 완성된다. 분할시간 1-9초 사이, 둥굴이기 시간 1-9초 사이로 매우 빠르고 정확하게 완성 된다. 본 시스템은 인력수급이 어려운 베이커리산업에 인건비 절감에 매우 효과적이고 좀 더 위생적으로 만든 제품을 소비자에게 공급할 수 있을 것으로 기대된다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제4권3호
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• pp.217-226
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• 2006

원자력연구소 핫셀의 구조와 오염특성이 조사되었다. SEM 측정결과 핫셀 내부에 부착된 고방사능 분진의 크기는 $0.2{\sim}10{\mu}m$이었다. 사이클론의 최적 Vortex finder의 길이는 49 mm이고, 모의입자 유입속도는 15m/sec가 적합했다. 이때 $3{\mu}m$의 포집효율은 약 85%였다. 모의 입자 유입속도가 15m/sec보다 빠를 때, 포집효율의 증가율은 크지 않았다. 유입가스의 온도가 증가할 때, 포집효율은 약간 감소했다. Vortex finder의 길이가 증가할수록 사이클론내의 압력강하는 커졌다. Cut size diameter는 Reynolds number의 증가와 함께 감소했다. 측정된 Reynolds number에 근거하면, 사이클론 내부는 난류이고 이 난류는 사이클론 내의 압력강하에 원인이 된다고 사료된다. $Stk^{1/2}_{50}$는 Re 값의 증가와 함께 감소하고, Re의 값이 커질 때에서 일정한 값에 수렴했다. 즉, 6000-8000의 Re에서 $Stk^{1/2}_{50}$는 약 0.045를 나타냈다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권10호
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• pp.1267-1274
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• 2012

가이드 베인은 수력발전소 수차에 공급되는 물량을 제어하는 핵심적인 역할을 수행한다. 가이드 베인 베어링 부슁에 발생하는 마모와 관련하여 많은 정비 사례들이 보고되고 있다. 수력발전소의 중요기능인 주파수 조정, 급전 등과 같은 부수적 서비스는 가이드 베인을 작게 열고 운전하는 저개도율 운전을 반복적으로 수행하게 한다. 이러한 저개도율 운전은 가이드 베인 베어링 부슁의 마모율을 증가시키는 것으로 경험적으로 알려져 있다. 본 연구에서는 수력발전소의 가이드 베인 저개도율 운전이 가이드 베인 베어링 부슁의 마모를 가속시키는 효과를 유한요소 유동/응력 해석 및 상대적인 마모 평가를 통해 정량적으로 평가한다. 평가 결과, 가이드 베인 개도율이 작을수록 가이드 베인면에 작용하는 압력이 증가하고 가이드 베인 스템 외면과 베어링 부슁 내면 사이의 접촉길이는 감소하였으며 베어링 부슁 표면에 작용하는 접촉압력이 크게 발생하여 상대적으로 마모량이 증가함을 확인하였다.