에너지 부문의 정부출연금 R&D 예산 지원을 받는 과제들을 대상으로, R&D 생산성을 제고하기 위한 목적으로 포트폴리오 매트릭스 분석을 하였다. 2018년에 27개 프로젝트(42개 세부기술)를 대상으로 활용가능성과 기술경쟁력 측면에서 5점 척도로 평가하였으며, 분석은 2회 실시하였다. 포트폴리오 매트릭스 분석 결과는 진행 중인 다양한 에너지기술 R&D 프로젝트들을 한꺼번에 조망하고, 개별 프로젝트의 발전전략을 수립하는 피드백 자료로 활용되는 한편, 포트폴리오 매트릭스의 4개 영역별로 R&D 생산성을 제고하기 위한 차별화된 관리 방향을 수립하는데 기여할 수 있다.

배열회수보일러는 가스터빈의 고온의 배기가스 에너지를 이용하여 증기를 발생시키는데 고속의 배기 가스에 의해 유체유발진동이 발생하여 다수의 구조물 파손이 발생한다. 구조물의 파손을 예측하기 위한 피로수명 평가는 유체유발 진동으로 발생하는 진동분석을 통해 PSD(Power Spectral Density)을 도출해야 하지만, 가스터빈의 배기가스 유동 형태가 매우 빠르고 복잡하여 발생되는 진동을 이론, 실험적으로 도출되는 것은 매우 어렵다. 하지만 LES(Large Eddy Simulation) 적용을 통해 구조물의 위치에 따라 진동 특성을 파악할 수 있는 방법을 정립하였고, 이러한 진동 특성을 구조 해석에 적용하면 구조물 피로수명 평가에 활용할 수 있다.

본 연구에서는 유한요소해석을 통해 대면적 표면처리가 가능한 경량 광폭 임펠러를 설계하였으며 구조적 안정성을 확인하였다. 먼저 위상최적화를 통해 경량 브라켓 해석모델을 수립하였으며, 구조해석을 통해 최적의 모델을 선정하였다. 3차원 경량 광폭 임펠러의 굽힘변형 해석을 수행하였으며 허용변형량 범위에 포함되었다. 또한 진동해석을 수행하여 1차 모드 고유진동수를 얻었으며 위험속도식에 대입하여 안전 운전속도(RPM) 기준을 제시하였다. 궁극적으로 본 연구의 해석적 기법이 경량 광폭 임펠러 설계에 유효함을 확인하였다.

본 연구에서는 유동해석 및 구조해석을 수행하여 위상최적화에 의해 설계된 버터플라이 밸브 디스크의 구조적 안전성을 살펴보았다. 유동해석을 수행하여 유량계수의 변화와 공동현상을 예측하였으며, 구조해석 후 강도 및 강성의 유효성을 확인하였다. 유동해석 후 열림각이 커질수록 유량계수가 비선형적으로 증가하다가 완만한 경사를 보였고, 열림각이 12o 일 때 공동화 현상을 예측할 수 있었다. 구조해석 후 경량 디스크의 유효응력이 재료의 항복강도보다 작았으며, 최대변형량도 선행연구의 보수적 변형량보다 작았다. 궁극적으로 전산해석에 기초한 경량 밸브 디스크의 구조적 안전성이 유효함을 확인하였다.

Used disposable diapers have been considered for a long time as a type of waste difficult to recycle and valorize due to their composite nature including plastic, cellulose pulp, a super absorbent polymer and either urine, feces or both. Therefore, the fate of disposed diapers often is either incineration or landfill burial which both have various adverse environmental impacts. However, used disposable diapers contain nutrients: cellulose is an organic matter while urine and feces contain non negligible amounts of nitrogen, phosphorus and potassium which are primary nutrients included in most chemical fertilizers used in agriculture. In a scope of waste recycling and valorization, this study focuses on developing a method to achieve nutrient solution extraction from used disposable diapers. The experiment essentially consists in shredding the diapers and letting them macerate in solutions of sodium hydroxide with various concentrations to allow breaking down of the cellulose and super absorbent polymer and release of urine and feces before sterilizing the solutions in an autoclave to remove potential coliform bacteria. At the end of the experiment, a set of parameters is measured for the final solution to identify concentrations of nutrients as well as presence or absence of harmful substances. Results are discussed and directions for future studies are suggested, which include mechanization of the diapers shredding process or added aeration to enhance nitrification and absorption of extracted nutrients from plants.

Precipitated Calcium Carbonate (PCC) can be utilized in energy-effective paper production. Limestone is a raw material for synthesizing PCC. Since the PCC production yield depends on the physicochemical properties of the limestone, a basic investigation of the raw limestone is required. This study provides a brief review of the origin of limestone, limestone distribution characteristics, and limestone deposits in Korea and Vietnam. Most limestones in Korea were formed in the Paleozoic era. On the other hand, limestones in Vietnam have various ages from the Precambrian to the Triassic. Limestone is the most largely produced mineral in Korea, but Vietnam has 5 times more amount of limestone reserves than Korea.

Currently, 3D printing technology is a new revolutionary additive manufacturing process that can be used for making three dimensional solid objects from digital films. In 2019, this 3D printing technology spreading vigorously in production parts (57%), bridge production (39%), tooling, fixtures, jigs (37%), repair, and maintenance (38%). The applications of 3D printing are expanding to the defense, aerospace, medical field, and automobile industry. The raw materials are playing a key role in 3D printing. Various additive materials such as plastics, polymers, resins, steel, and metals are used for 3D printing to create a variety of designs. The main advantage of the green cement for 3D printing is to enhance the mechanical properties, and durability to meet the high-quality material using in construction. There are several advantages with 3D printing is a limited waste generation, eco-friendly process, economy, 20 times faster, and less time-consuming. This research article reveals that the role of green cement as an additive material for 3D printing.

In this paper, we reported that the global trend of cement production and utilization as raw materials and as a fuel. As we know, cement is one of the significant materials required for the construction industry. The recent trend of rising urbanization, both the cement and construction industry played a vital role. The cement industry is a major sustainable infrastructure for the countries. Currently, China producing cement half of the world's cement production. During the year 2018, Korea producing cements nearly 57.5 million metric tons. Waste materials are used as circular resources and also having tremendous benefits for cement production. Another important use of these circular resources is fuel for the cement industry. There is a large potential benefit of the cement industry, but it's creating a severe environmental threat. The cement industry contributes to the major emissions of CO2. This leads the global warming. As per the Paris agreement, the Korean government initiated the recycling policy of waste materials and also the utilization of circular resources for the prevention of limited natural resources and also the global warming effect.

본 논문은 전기 자동차의 충·방전 장소를 고려한 도시별 일부하 곡선 산출을 위한 방법론을 제시하였다. 즉, 특정 도시에서 전기 자동차 충·방전에 의해 발생되는 부하량이 전력 그리드에 미치는 영향을 용이하게 파악할 수 있도록 전기 자동차의 충·방전 장소를 고려한 도시별 일부하 곡선 산출 알고리즘을 제시하였다. 구체적으로는 PEVs 점유율 시나리오에 따라 도시내의 전기차 충·방전 장소별 즉, 직장 및 가정에 대하여 오전에 직장에 도착한 전기차에 대해 그리드에 방전을 그리고 오후에 가정에 도착한 전기차에 대해 충전을 시행하는 가정을 수립한 후 오전 직장 도착 차량운행 특성과 SMP 요금제를 동시에 반영한 PEVs 방전 전력을 산정하였다. 그리고 오후에 가정 도착 차량운행 특성과 TOU 요금제를 동시에 고려한 PEVs충전 전략에 대해 각각 서울시를 대상으로 충·방전 전력 형태별로 일부하곡선을 산출한 후 기존 부하와 합산하여 그리드에 미치는 영향 평가를 비교 분석하였다.

본 논문은 PEVs가 배전계통 모선에 연계되었을 때 PEVs 보급 시나리오별로 PEVs 일간 충전 패턴에 따라 배전계통 모선별 PEVs 충전 일부하곡선을 산정하여 배전계통 모선별 과부하 영향 평가를 하기 위한 알고리즘을 제시하였다. 제안한 알고리즘은 첫째 배전계통 모선별 가구 수 산출을 위한 PEVs 대수 산출, 둘째 PEVs 운행 특성을 고려한 PEVs 충전시작시간 확률밀도 함수 산출, 셋째 PEVs 보급시나리오별로 배터리 특성을 반영한 해당 모선별 PEVs 충전 일부하곡선을 산출하였다. 넷째 산출된 해당 모선별 PEVs 충전 일부하곡선과 기존 일부 하곡선을 합산하여 PEVs 보급시나리오별로 해당 모선의 과부하 영향 평가를 시행하였다. 추가로 제안된 알고리즘에 대해 배전계통 모선별 과부하 영향 평가 검증을 위해 한국 동탄 신도시의 배전계통 회선의 해당 모선(아파트, 단독주택 지역)을 대상으로 사례 검토를 실시하였다.

이 논문은 네트워크로 연계된 에너지 클라우드, 에너지 커뮤니티 그리고 스마트시티에 참여한 프로슈머 머신들 간의 전력 직거래에 있어 위치증명방식이 적용된 블록체인 네트워크 기반 거래 시스템에 대한 고찰이다. 이 시스템은 위치증명기반 블록체인 네트워크 기술을 활용하여 자율 이동 중 전력 구매에 의한 배터리 재충전으로 장거리 이동이 가능해 질 수 있는 물류 배송 드론, 전력 구매와 판매가 모두 가능한 자율주행 전기 자동차 그리고 고정형태로 전력생산 및 판매가 가능한 태양광 가로등 및 전기충전기들 간의 전력 거래 시 인간의 개입 없이 머신들 간 최적 전력거래 매칭 및 정산 신뢰성을 제공 할 수 있다. 또한 다수이면서 서로 다른 공간에 존재하기 때문에 발생되는 다양한 거래 가격, 정책 그리고 인센티브들이 산재할 것으로 예상되는 에너지 클라우드를 경유하는 자율 운행 머신들 간의 사물 간 전력 직거래 비즈니스 모델을 소개한다.

외부마감재인 석재벽체를 고정하는 앙카볼트와 브라켓에 대하여 초기 설계단계에서부터 기계 구조물에 요구되는 성능을 유지하고 높은 내구성을 확보가 필요하다. 이를 위해서는 하중조건을 고려한 설계 및 안전성 평가가 필요하므로 이를 검증하기 위한 방법으로 유한요소 해석기법을 적용한 구조해석을 진행하였다. 최적설계를 위해 다양한 형상에 대하여 구조해석을 실시한 결과, 볼트와 접촉되는 브라켓 후면 부위에서 발생되는 최대응력을 완화시키기 위하여 보강 구조물을 추가하였다. 또한, 브라켓에 보강판을 추가로 부착하여 L자 형상 브라켓의 응력집중을 완화하여 응력분포를 균일하게 함으로서 안전율이 기준조건에 만족하는 결과를 얻었다. 이와 함께, 반복하중에 의한 피로수명 해석까지 진행하여 피로안전계수를 분석한 결과 내구성을 검증할 수 있는 결과를 얻었다.

본 연구에서는 화재가 발생하였을 때 작동되는 옥외형 피난계단 구조물이 태풍에 따른 풍압이 작용하였을 때 내구성을 검증하기 위하여 단방향 유동-구조 연성해석을 진행하였다. 이를 위해, 피난계단 구조물 주위에 대한 유동장을 정상상태로 유동해석을 수행하였고, 이러한 해석결과를 구조해석을 위한 입력 데이터로 사용하여 구조응력, 변형량, 피로수명 등의 계산을 통해 내구성을 분석하였다. 유동해석 결과, 피난계단 구조물 형상에 따라 공기에 의한 유동 흐름이 다르게 나타났으며, 이러한 유동속도 분포는 구조물 표면에 전압력으로 작용하였다. 또한, 이러한 전압력에 의해 계산된 구조해석 결과, 최대응력값으로 계산된 안전율이 허용치 이상으로 나타났으며, 피로수명과 변형량 분석을 통해 내구성을 입증하였다.