• 제목/요약/키워드: power and energy consumption

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관내 혼화장치의 오리피스 형상과 개수에 따른 혼화 및 유동특성 (Effect of Orifice Type and Number on the Mixing and Flow Characteristics in In-line Mixer)

  • 정선용;정원식;이석호;이계복;이대규
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권2호
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    • pp.6-13
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    • 2017
  • 본 연구에서는 혼화기의 혼화성능과 압력손실을 개선하기 위해 오리피스의 형상과 개수에 따른 영향을 해석하였다. 물의 정수에서 중요한 과정은 물속의 이물질을 포집하는 응집 과정이고 응집제가 얼마나 물속에 고른 분포를 가지고 물속에 혼화되어 있는 지가 정수에 큰 영향을 미친다. 기계식 혼화방식이 갖는 정수과정에서의 긴 체류시간, 기계 소음, 과다한 에너지의 소비 및 높은 유지관리 비용 등의 단점을 보완하기 위해서 최근에는 응집제가 원수에 주입됨과 동시에 가능한 한 빠르게 수중에 확산시킬 수 있는 장치로서 관내혼화장치의 도입이 증가추세에 있다. 본 연구에서는 관내 혼화기의 혼화성능과 압력손실을 개선하기 위해 오리피스의 유무, 형상과 개수에 따른 약품의 체적분률, 관내 압력손실 등 유동특성과 체적분률이 수치해석에 의해 계산된다. 관내 혼화장치에 장착된 오리피스는 혼화정도를 향상시키나 압력손실이 증가되므로 오리피스의 개수를 제한하여야 한다. 주요 인자에 대한 민감도 분석을 통해 가이드 베인을 장착한 오리피스 1개를 사용하여 약품의 체적분률과 압력손실이 개선된 관내 혼화장치를 제안하였다.

호기성 그래뉼 슬러지를 이용한 하수고도처리기술(AGS-SBR) (Advanced Wastewater Treatment Process Using Aerobic Granular Sludge (AGS-SBR))

  • 최한나;모우종
    • 한국물환경학회지
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    • 제37권1호
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    • pp.47-54
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    • 2021
  • Aerobic granular sludge (AGS) can be classified as a type of self-immobilized microbial aggregates measuring more than 0.2 mm. It offers the option to simultaneously remove COD, N, and P that occur in different zones inside a granule. Also, AGS is characterized by high precipitability, treatability with high organic loading, and high tolerance to low temperature. In this study, a sequencing batch reactor inoculated with AGS (AGS-SBR) is a new advanced wastewater treatment process that was proven to grow AGS with integrated nutrient removal and low C/N ratio. A pilot plant, AGS-SBR with a capacity of 225 ㎥/d was installed at an S sewage treatment plant in Gyeonggi-do. The results of the operation showed that the water quality of the effluent indicated that the value of BOD5 was 1.5 mg/L, CODMn was 11.4 mg/L, SS was 6.2 mg/L, T-N was 13.2 mg/L, and T-P was 0.197 mg/L, and all of these values reliably satisfied an effluent standard (I Area). In winter, the T-N treatment efficiency at a lower temperature of less than 11℃ also showed reliability to meet the effluent standard of the I Area (20 mg/L or less). Analysis of microbial community in AGS showed a higher preponderance of beneficial microorganisms involved in denitrification and phosphorus accumulation compared with activated sludge. The power consumption and sludge disposal cost were reduced by 34.7% and 54.9%, respectively, compared to the domestic SBR type sewage treatment plant with a processing capacity of 1,000 ㎥/d or less.

열변형 저감을 위한 고분자 복합소재 배합 조건에 따른 재료특성 분석 (Analysis of Material Properties According to Compounding Conditions of Polymer Composites to Reduce Thermal Deformation)

  • 변상원;김영신;전의식
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.148-154
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    • 2022
  • As the 4th industrial age approaches, the demand for semiconductors is increasing enough to be used in all electronic devices. At the same time, semiconductor technology is also developing day by day, leading to ultraprecision and low power consumption. Semiconductors that keep getting smaller generate heat because the energy density increases, and the generated heat changes the shape of the semiconductor package, so it is important to manage. The temperature change is not only self-heating of the semiconductor package, but also heat generated by external damage. If the package is deformed, it is necessary to manage it because functional problems and performance degradation such as damage occur. The package burn in test in the post-process of semiconductor production is a process that tests the durability and function of the package in a high-temperature environment, and heat dissipation performance can be evaluated. In this paper, we intend to review a new material formulation that can improve the performance of the adapter, which is one of the parts of the test socket used in the burn-in test. It was confirmed what characteristics the basic base showed when polyamide, a high-molecular material, and alumina, which had high thermal conductivity, were mixed for each magnification. In this study, functional evaluation was also carried out by injecting an adapter, a part of the test socket, at the same time as the specimen was manufactured. Verification of stiffness such as tensile strength and flexural strength by mixing ratio, performance evaluation such as thermal conductivity, and manufacturing of a dummy device also confirmed warpage. As a result, it was confirmed that the thermal stability was excellent. Through this study, it is thought that it can be used as basic data for the development of materials for burn-in sockets in the future.

MSC(Multi-Spectral Camera) 열제어 시스템 소개

  • 공종필;허행팔;김영선;박종억;장영준
    • 항공우주기술
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    • 제4권2호
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    • pp.107-116
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    • 2005
  • 고도 685km에서 450mm~900mm 파장대역의 한 채널의 흑백영상과 4채널 칼라영상을 이미징하도록 개발된 MSC는 한반도의 정밀 지상관측 등 국가 영상정보 수요충족을 위해 운용예정인 저궤도용 다목적실용위성 2호의 유일한 탑재체로서 마지막 시험단계에 있다. MSC는 우주공간에서 운용되는 위성체 탑재체의 특성상 우주공간에서 경험하게 되는 직,간접의 태양광선, 그리고 극저온의 우주환경 등을 견뎌내도록 설계요구가 주어지는바 이를 위해서는 온도 제어가 불가피하고 또한 한정된 위성본체의 전원용량의 효율적인 사용도 고려되어서 설계되어야 한다. 특히 광학성능에 직접적인 영향을 미치게 되는 EOS의 효율적인 열제어는 MSC 설계요소의 가장 중요한 부분이기도 하다. 본 논문은 먼저 MSC의 전체적인 시스템구성과 열제어 시스템 개념을 소개한 다음, 실제 열제어를 수행하는 THTM(THermal and TeleMetry) 보드를 중심으로 열제어 시스템의 H/W와 S/W의 수행 내용들을 소개하였다.

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펄스포밍의 스위칭 제어기술을 적용한 경두개 자기자극장치 (Pulse forming's switching control adopted a Transcranial Magnetic Stimulation Biomedical engineering, Dongju College University)

  • 김휘영
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제14권3호
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    • pp.729-736
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    • 2010
  • 본 연구에서는, 펄스포밍 제어기술과 펄스 성형을 가지는 자기 자극장치에 대해 언급 하고자 한다. 자기자극장치는 5-100초 사이에 펄스성형 기술적용과 순간적 방전코일 전류 6kA까지 상승되므로 스너버 회로를 가지는 IGBT 전력소자를 사용하였다. 57-67%의 열손실을 줄였고, 2-34%의 적은 에너지를 사용한 유도전계펄스로 전형적인 코사인 펄스와 매칭 되는것을 알수가 있었다. 자기자극장치는 펄스성형하는 기술 증가와 함께 한계 펄스진폭의 예측 되는 감소인 20-100초 사이에서 펄스성형 기술을 운동신경에 활발한 자극하기 위하여 사용된다. 자기 자극장치 프로트 타입에서 이용된 기초과학 기술에 의하여 기능을 확장할 수 있고, 전력소비를 줄일 수 있었고, 자기자극장치의 열손실에 대해서도 축소할 수가 있어, 더 나은 연구와 치료에 통해 응용할 수가 있다.

비트라인 트래킹을 위한 replica 기술에 관한 연구 (Replica Technique regarding research for Bit-Line tracking)

  • 오세혁;정한울;정성욱
    • 전기전자학회논문지
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    • 제20권2호
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    • pp.167-170
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    • 2016
  • 정적 램의 비트라인을 정밀하게 추적하는 감지증폭기의 enable 신호를 만들기 위해 replica bit-line 기술 (RBL)이 사용된다. 하지만, 공정으로 인한 문턱전압의 변화는 replica bit-line 회로에 흐르는 전류를 변화시키고 이는 감지증폭기의 enable 신호 생성 시간 ($T_{SAE}$)을 변화시키며, 결과적으로는 읽기 동작을 불안정하게 한다. 본 논문에서는 conventional replica bit-line delay ($RBL_{conv}$)구조 및 $T_{SAE}$ 변화를 감소시킬 수 있는 개선 구조인 dual replica bit-line delay (DRBD)구조와 multi-stage dual replica bit-line delay(MDRBD)구조를 소개하고, 14nm FinFET 공정, 동작전압 0.6V에서 각 기술들에 대한 읽기 성공률이 $6{\sigma}$를 만족하는 최대 on-cell 개수를 simulation을 통해 찾고 이때 각 구조에 대한 performance와 에너지를 비교했다. 그 결과, $RBL_{conv}$ 대비 DRBD와 MDRBD의 performance는 각각 24.4%와 48.3% 저하되고 에너지 소모는 각각 8%와 32.4% 감소된 것을 관찰하였다.

통합메모리를 이용한 임베디드 환경에서의 딥러닝 프레임워크 성능 개선과 평가 (Performance Enhancement and Evaluation of a Deep Learning Framework on Embedded Systems using Unified Memory)

  • 이민학;강우철
    • 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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    • 제23권7호
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    • pp.417-423
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    • 2017
  • 최근, 딥러닝을 사용 가능한 임베디드 디바이스가 상용화됨에 따라 임베디드 시스템 영역에서도 딥러닝 활용에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 그러나 임베디드 시스템을 고성능 PC 환경과 비교하면 상대적으로 저사양의 CPU/GPU 프로세서와 메모리를 탑재하고 있으므로 딥러닝 기술의 적용에 있어서 많은 제약이 있다. 본 논문에서는 다양한 최신 딥러닝 네트워크들을 임베디드 디바이스에 적용했을때의 성능을 시간과 전력이라는 관점에서 실험적으로 평가한다. 또한, 호스트 CPU와 GPU 디바이스간의 메모리를 공유하는 임베디드 시스템들의 아키텍처적인 특성을 이용하여 메모리 복사를 줄임으로써 실시간 성능과 저전력성을 높이는 방법을 제시한다. 제안된 방법은 대표적인 공개 딥러닝 프레임워크인 Caffe를 수정하여 구현되었으며, 임베디드 GPU를 탑재한 NVIDIA Jetson TK1에서 성능평가 되었다. 실험결과, 대부분의 딥러닝 네트워크에서 뚜렷한 성능향상을 관찰할 수 있었다. 특히, 메모리 사용량이 높은 AlexNet에서 약 33%의 이미지 인식 속도 단축과 50%의 소비 전력량 감소를 관찰할 수 있었다.

고주파 점등 형광램프의 비선형 저항 모델에 관한 연구 (A Study on the Nonlinear Resistance Model of a F/L Operating in High Frequency)

  • 지철근;장우진
    • 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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    • 제1권2호
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    • pp.49-56
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    • 1987
  • 에너지 절약을 위하여 방전등을 고조파 전원으로 동작시킨다. 방전등을 포함한 고조파 전원 회로를 설계할 경우, 램프의 특성을 알아야하며, 이에 많은 방법과 수식 모델이 제안되고 있다. 본 연구에서는, 에너지 절약 효과가 큰, 형광램프의 전압-전류 특성을 나타내기 위하여, 비선형 저항 모델을 제안하고, 이를 인덕터 및 커패시터 안정기를 사용한 회로에 적용, 그 유용성을 검증하였다. 이 수식 모델은 다른 모델과는 달리 비교적 쉽게 얻을 수 있다. 또한, 비교를 위하여, 수정된Francis 방정식을 이용한 방법을 검사하였다. 본 연구에 사용된 방법은 기본적으로 다른 방전등에도 적용이 될 수 있다. 결과로서, 1) 3차 다항식의 비선형 저항 모델로 좋은 결과를 얻을 수 있다. 2) 고조파 점등시, 상수 계수를 사용하는 수정된 Francis 방정식은 적용할 수 없다.

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Specific Light Uptake Rate Can be Served as a Scale-Up Parameter in Photobioreactor Operations

  • Lee, Ho-Sang;Kim, Z-Hun;Jung, Sung-Eun;Kim, Jeong-Dong;Lee, Choul-Gyun
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제16권12호
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    • pp.1890-1896
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    • 2006
  • Lumostatic operation for cultivation of Haematococcus pluvialis was assessed to test the scale-up strategy of photobioreactors. Lumostatic operation is a method of maintaining a proper light condition based on the specific light uptake rate ($q_e$), by cells. Lumostatic operations were performed in 0.4-, 2-, 10-, and 30-1 scale bubble column photobioreactors and the results were compared with cultures illuminated with constant light intensity. Significant differences were observed in the maximal cell concentrations obtained from 0.4-, 2-, 10-, and 30-1 scale photobioreactors under constant light intensity, yielding the maximal cell concentrations of $2.8{\times}10^5$, $2.2\times10^5$, $1.5\times10^5$, and $1.1\times10^5$ cells/ml, respectively. The maximal cell concentration in a 0.4-1 photobioreactor under lumostatic operation was $4.3\times10^5$ cells/ml. Furthermore, those in 2-, 10-, and 30-1 scale photobioreactors were about the same as that in the 0.4-1 photobioreactor. The results suggest that lumostatic operation with proper $q_e$ is a good strategy for increasing the cell growth of Haematococcus pluvialis compared with a constant supply of light energy. Therefore, lumostatic operation is not only an efficient way to achieve high cell density cultures with minimal power consumption in microalgal cultures but it is also a perfect parameter for the scale-up of photobioreactors.

커먼레일 디젤기관에서 바이오디젤유(BDF 5%) 적용시의 내구특성 연구 (A Study on the Characteristics for Durability with Biodiesel Fuel(BDF 5%) in a Commercial Common Rail Diesel Engine)

  • 최승훈;오영택
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제15권2호
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    • pp.22-27
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    • 2007
  • Our environment is faced with serious problems related to the air pollution from automobiles in these days. In particular, the exhaust emissions of diesel engines are recognized as main causes of the air pollution. CRDI(common rail direct injection) diesel engine is widely used for the sake of minimization on exhaust emission. Because biodiesel fuel is a renewable and alternative fuel for diesel engine, its usability is expanded. In this study, a common rail diesel engine was run with 5% of biodiesel fuel(BDF 5%) more than 150 hours. Engine dynamometer testing was completed at regularly scheduled intervals to investigate the engine performance and exhaust emissions. The data of engine performance and exhaust emissions was sampled at 1 hour intervals for analysis. When a common rail diesel engine runs on BDF 5% for long time, power and energy consumption of the engine are similar to the case using diesel fuel. The smoke emission of BDF 5% was reduced in comparison with diesel fuel, that is, it was reduced approximately 15% at 4000rpm, and load of 90%. And, CO and $CO_2$ were reduced, too. On the other hand, NOx emission of biodiesel fuel was slightly increased about 2%, but it was almost same as a commercial diesel fuel.