• 한국항공우주학회지
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• 제48권1호
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• pp.81-88
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• 2020

비행기록장치는 항공기 사고 조사를 위해 필요한 데이터를 저장하는 장비로 ED-112A 규격을 준수하여 개발되어야 한다. 비행기록장치는 일반 데이터 저장 장비와 달리 항공기 사고 후에도 데이터 복원이 가능해야 함으로 극한환경에서 데이터를 보호할 수 있는 하우징과 메모리 보드가 필요하다. 이를 위해 본 논문에서는 극한환경시험의 충격, 전단/인장, 관통, 압박 시험의 물리적 환경을 분석하여 시험을 견딜 수 있는 하우징을 설계하였고 항공기 장착을 고려하여 기존 대비 크기 및 중량을 최소화하였다. 고온화재, 저온화재에 견딜 수 있도록 단열재와 상변환물질을 적용하여 260도, 10시간 환경에서도 150도 이상으로 내부 온도가 상승하지 않도록 설계하였다. 또한 메모리 보드도 크기를 최소화하고 Hoping Programming 방식을 고안하여 16초 이상의 연속 데이터 손실을 방지할 수 있도록 설계하였다. 이를 통해 ED-112A를 만족하는 충돌보호메모리모듈을 제작에서 시험까지 완료하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.3006-3013
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• 2015

원관 열교환기보다 납작관 열교환기를 사용하면 전열성능을 한층 향상시킬 수 있다. 납작관 열교환기를 적절히 설계하기 위해서는 관 내측 열전달계수를 알아야 한다. 본 실험에서는 수력직경 1.41mm인 알루미늄 납작관 내 R-410A 대류 비등 열전달계수를 구하였다. 실험범위는 질량유속 $200{\sim}600kg/m^2s$, 열유속 $5{\sim}15kg/m^2$, 포화온도 $5{\sim}15^{\circ}C$이다. 실험 결과 열전달계수는 임계 건도를 기점으로 감소함을 보였다. 임계 건도는 열유속이 증가할수록 감소하고, 질량유속이 감소할수록 감소하였다. 이는 높은 열유속 또는 낮은 질량유속에서 대류의 영향이 작게 되고 따라서 조기에 dryout이 발생되기 때문에 나타나는 현상으로 판단된다. 열전달계수는 질량유속이 증가할수록 증가하였다. 그러나 낮은 건도에서는 질량유속의 영향은 미미하였다. 열전달계수는 포화온도가 증가할수록 증가하였다. 하지만 이런 경향은 열유속이 작아지면 감소하였다. Shah와 Kaew-On et al. 상관식은 본 실험자료를 적절히 예측하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제27권4호
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• pp.562-570
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• 1995

근래의 ABB/CE형 가압경수로들은, 정상운전 및 예상운전과도상태 중에 허용핵연료설계제한치가 위배되는 것을 방지하기 위하여, 노심 운전상태를 감시하는 디지탈노심감시계통, COLSS(Core Oper-ating Limit Supervisory System)를 보유하고있다. COLSS의 주요 기능 중 하나는. 측정되는 운전조건에 대한 최소 핵비등이탈률을 계산하여, 핵비등이탈에 대한 과출력여유도를 감시하는 것이다. COL-SS에서 최소 핵비등이탈률을 계산하는데 사용되는 CETOP-D 모델은 상세부수로분석코드인 TORC 모델에 대해 보수적으로 벤치마킹되며, 보정상수로서 고온집 합체의 입구유량인자를 사용하고 있다. 본 연구에서는 CETOP-D 입구유량인자를 가장 제한적인 운전조건에서 보수적인 단일 값으로 결정하는 ABB/CE 방법을 배제하고, 운전조건에 따른 CETOP-D 입구유량인자 변화를 상관식형태로 결정하는 “CETOP-D 입구유량인자 최적화기법”을 개발하였다. 개발된 방법을 영광 3,4호기 초기노심의 노심운전영역에 적용한 결과, 기존의 ABB/CE 방법에 비하여 정상운전영역에서 핵비등이탈에 대한 과출력여유도가 2% 가량 증가하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제10권1호
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• pp.10-14
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• 2001

포그냉방시스템의 냉방효과는 온실 내부의 상대습도, 공기유동과 밀접한 관계가 있다. 냉방설계용 VETH선도에서 냉발효율은 환기회수의 증가와 그에 상응하는 분무수량의 증가로 인하여 개선될 수 있다. 시간제어방식을 이용한 무차광 실험온실에서 분당 환기회수가 평균 0.77회, 분무수량이 2,009g 일 때 온실 내부의 기온이 31$^{\circ}C$로 외부기온과 거의 같게 나타났으며, 이 때의 증발효율은 82%이다. 분당 환기회수가 평균 0.26회, 분무수량이 1.256g인 경우 무냉방 온실의 기온과 비슷한 37.1$^{\circ}C$였다. 차광율 70%인 실험온실의 분당 환기환수가 평균 2.59회, 분무수량이 2,009g 일 때, 내부의 상대습도는 증가하나 기온은 하강하지 못했다. 그러나 분당 환기회수가 평균 2.33회, 분무수량이 2,009g인 경우 내부의 기온이 31.4$^{\circ}C$로 이 때 온실의 유입구 풍속은 최고 1.9m.s$^{-1}$였다. 시간제어의 경우 일정간격으로 일정한 수량을 분무하기 때문에 분무입자가 모두 증발하지 못하고 온실 내부에 누적되어 온실 내부의 상대습도를 증가시켜 냉방효율을 감소 시키는 원인이 되고 차광망이 온실내부의 공기흐름을 차단하여 증발효율을 감소시키는 것으로 나타났다. 포그냉방시스템의 냉방효율을 높이기 위해서는 온실 내부의 상대습도에 의한 제어방식과 내부 공기의 순환에 대한 연구가 필요하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.21-26
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• 2017

본 연구에서는 이중관형 열회수 환기장치의 제품 적용 가능성을 검토하기 위해 성능 시험을 수행하였으며 이중관의 내측관의 재질에 변경에 따른 검토를 하기 위해 종이관, 알루미늄관, 폴리머관을 제작하여 동일한 급/배기 풍량을 인가하여 측정하였다. 온도 교환 효율은 모든 경우에서 알루미늄관의 경우가 가장 큰 값을 나타냈으며 종이관과 폴리머관은 비슷한 결과를 보였다. 이는 내측관으로 사용된 재료의 열전도율과 두께의 차이 때문인 것으로 판단된다. 습도 교환 효율은 모든 경우에서 종이관의 경우가 가장 큰 값을 나타냈으며 알루미늄관과 폴리머관은 비슷한 결과를 보였다. 이는 종이 재질은 습도 교환이 가능하지만 알루미늄과 폴리머재질은 습도 교환이 불가능하기 때문인 것으로 판단된다. 습도 교환과 온도 교환의 두 값을 포함하는 전열 교환 효율은 종이관의 경우가 가장 큰 값을 나타냈으며 알루미늄관과 폴리머관은 비슷한 결과를 보였다. 에너지계수(COE)는 현열과 잠열교환이 동시에 일어나는 종이관의 경우 전열에너지계수 값을 현열교환만 일어나는 알루미늄관과 폴리머관은 현열에너지계수를 비교해 보면 종이관의 에너지계수가 가장 큰 값을 나타냄을 알 수 있었다. 본 연구를 통하여 이중관형 열회수 환기장치의 내부관 재질에 따른 성능을 비교 분석 하였으며 환기장치로 적용이 가능한 것을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.527-535
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• 2017

연료전지 배터리 하이브리드 UPS용 연료전지 파워 팩 내부에 설치한 연료전지의 화학반응에 의해 생성되는 열을 제거하는데 어려움이 있다. 열을 제거하지 못할 경우 연료전지의 내구성과 성능에 영향을 끼쳐 수명 단축의 원인이 된다. UPS용 연료전지 파워 팩 제작을 위하여 연료전지의 적절한 냉각 방법을 선정하고 제시하는 것이 본 연구의 목표이다. 냉각방법 선정을 위해 냉각 성능에 영향을 주는 각각의 설계 인자를 변화시키면서 연구를 수행하였다. 전산해석은 상용프로그램인 COMSOL Multiphysics로 수행하였다. 먼저 연료전지 스택의 냉각 팬의 위치를 상단과 하단에 배치했을 때 1 kW급 연료전지 스택 표면온도를 비교하였으며, 각각의 위치에 따른 냉각 팬의 회전속도를 2,500, 3,000, 3,500, 4,000 RPM으로 변경하여 적절한 냉각 팬의 속도를 결정하였다. 또한 파워 팩 외부에서 내부로 들어오는 공기의 입구인 그릴의 타공면적을 달리하여 내부로 들어오는 공기의 유량이 냉각에 미치는 영향을 비교하였다. 본 연구는 UPS용 연료전지 파워 팩 내부 연료전지의 열관리 기술개발에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제30권5호
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• pp.546-555
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• 2019

본 연구는 국내 화장로 설비의 주류를 이루는 대차방식 화장로의 성능개선을 목표로 하였다. 주연소실 형상 변화를 통해 용적을 증대시키고, 버너연소제어 최적화를 통한 화장시간 단축 및 에너지 사용량 절감기술을 실증설비 기반으로 연구하였다. 1차적으로 열유동해석을 통해 최적화된 구조설계로 주연소실의 체적을 약 70% 증대시키므로 연소배가스의 체류시간이 증대되는 효과를 얻을 수 있었고, 이를 통해 설계한 파이로트 화장로를 제작하여 다양한 운전조건에서 연소거동을 실험하고 주연소실 형상별 최적의 운전방안을 도출하였다. 이렇게 도출된 결과를 반영하여 실증 화장로를 설계하고, P시 Y화장장에 설치하였다. 실증 화장로 조업을 통해 최적 연소조건을 도출할 수 있었고, 고온의 연소배가스의 체류시간 증대에 따른 에너지 효율의 증대효과로 기존대비 화장시간 및 연료사용량을 최소화할 수 있었다. 즉, 화장시간은 기존 화장로 조업대비 44.1% 단축된 38 min이었고, 연료사용량은 기존 화장로 대비 54.4% 절감된 $21.8Nm^3$이었다.

• 한국융합학회논문지
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• 제12권12호
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• pp.145-151
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• 2021

Ti Gr4에 TPS 법을 이용하여 HA 코팅을 수행하여 코팅층에 대한 물리적특성 및 생체적합성을 판단하여 의료용 부품으로서의 활용성에 대한 평가를 하였다. 직경 25mm Ti Gr4 합금 시험편을 기계가공 후 #120, #400, #1,000 샌드페이퍼 및 바렐 연마로 표면을 연마를 하여 ASTM F1185-88로 HA 코팅은 한 후 HA 코팅층의 두께, 표면조도, 강도 및 접착력 측정 시험과 세포독성 시험을 하였다. Ti Gr4에 대한 HA 코팅 결정도는 75.51%, Ca/P 비는 1.67의 값을 얻을 수 있었다. HA 코팅층의 두께는 Ti 소재의 표면거칠기가 거칠수록 증가하고, 코팅의 강도 및 접착력은 시험장치의 지그 형상, 에폭시 성분, 크로스헤드 속도 등에 따라 변화가 있을 것으로 예측된다. 세포독성 시험은 Grade 3의 반응성으로 적합한 것으로 나타났다. 본 실험 결과 TPS에 의한 Ti Gr4 소재의 HA 코팅 두께 향상과 골융합을 촉진이 가능할 것으로 확인되어 인체삽입용으로 상용화가 가능할 것으로 판단된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제28권3호
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• pp.225-233
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• 2019

여름철에 자연환기는 온실의 온도를 낮추는데 중요한 역할을 한다. 온실의 형태, 환기창 종류, 환기창의 위치 등은 자연환기 성능에 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 전산유체역학(CFD)을 이용하여 다양한 천창구조에 대하여 측창에 따른 부력환기 효과를 비교분석 하였다. Boussinnesq 가정을 사용하여 전체 계산영역에 대한 부력효과를 시뮬레이션 하였다. 또한 RNG $K-{\varepsilon}$ 난류모델을 사용하였다. 일사량 효과를 시뮬레이션 하기 위해 Solar ray tracing과 함께 Discrete originates (DO) radiation 모델을 사용하였다. 실험온실 내부의 온도를 측정하여 CFD모델을 검증하였으며, 실험값과 계산값이 잘 일치하는 것으로 나타났다. 7가지의 천창구조에 대하여 온실의 내외부 온도차이와 환기횟수를 비교하였다. 내외부온도의 차이는 $3.2{\sim}9.6^{\circ}C$ 범위로 나타났고, 환기횟수는 $0.33{\sim}0.49min^{-1}$ 범위로 나타났다. 고깔형 천창구조 온실의 경우 내외부 온도차이가 $3.2^{\circ}C$로 가장 낮았고 환기횟수도 $0.49min^{-1}$로 가장 높게 나타나 환기효과가 가장 우수한 것으로 나타났다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제16권4호
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• pp.491-505
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• 2018

현재 기준개념으로 개발하여 상용화 단계에 있는 심층 동굴 처분기술에 대한 대안으로서 지질학적 조건이 더 안정적인 지하 3~5 km의 심도에 사용후핵연료를 포함한 고준위폐기물을 처분하는 심부시추공 처분기술의 국내 적용 가능성을 예비 평가 하였다. 이를 위하여 심부시추공 처분개념의 기술적 적용성 분석에 필요한 국내 기반암 분포특성 및 심부시추공 처분부지 적합성 평가 기술 분석과 대구경 심부시추기술을 평가하였다. 이들 분석결과를 바탕으로 심부시추공 처분시스템 설계 기준 및 요건에 적합한 심부시추공 처분용기 및 밀봉시스템 개념을 설정하여 예비 기준 심부시추공 처분 개념을 도출하였다. 그리고 도출된 예비 기준 처분시스템에 대하여 열적 안정성 및 그래픽 처분환경에서의 처분공정 모사 등 다양한 성능평가를 수행하고 이들을 종합하여 심부시추공 처분시스템의 국내 적용성에 대하여 다양한 관점에서의 예비평가를 수행하였다. 결론적으로, 심부시추공 처분시스템은 처분심도와 단순한 방법으로 인하여 안전성 및 경제적 타당성 측면에서 많은 장점이 있지만, 불확실성을 줄이고 인허가를 획득하기 위해서는 이 기술에 대한 현장실증이 필수적이다. 본 연구결과는 사용후핵연료 관리 국가정책 수립을 위한 공학적 근거자료로 활용이 가능하며, 심부시추공 처분기술에 관심을 갖는 방사성폐기물 관리 이해당사자들에게 필요한 정보자료로 제공될 수 있다.