• 공업화학
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• 제32권6호
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• pp.613-620
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• 2021

고분자전해질 연료전지의 유로 형상은 내부 유동의 균일성에 영향을 주는 변수이다. 유로 내에서 반응물 분포가 균일하지 않을 경우, 지속적인 운전 과정에서 촉매의 열화 및 고분자 막의 기계적 손상이 야기되며 연료전지의 내구 수명 저하로 이어진다. 연료전지에서 원활한 반응물 공급과 균일한 농도 분포를 위하여 유로 형상에 관한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 유로의 배플은 유체의 강제 대류를 야기해 연료전지의 성능을 개선할 수 있고, 유로 중간에 새로운 반응물 공급 통로(서브 채널)를 만들어 반응물 농도 증가와 원활한 물 배출로 물질 전달 손실을 감소시킬 수 있다. 본 연구에서는 전산 유체 계산을 통하여 블록과 서브 채널을 적용한 유로가 연료전지의 전류밀도와 산소 농도에 미치는 영향을 분석하였다. 블록과 서브 채널이 유로에 구성되었을 때, 한계전류밀도가 증가하였고 블록 후단의 산소 농도가 회복되었다. 블록이 2개 이상 있을 때 블록 사이에 서브 채널을 배치할 경우 전류밀도 증가 폭이 더욱 커졌다. 또한 추가 공급되는 공기의 공급 위치에 따른 산소 농도를 분석하여 서브 채널이 블록 후단의 낮아진 산소 농도를 회복할 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제7권2호
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• pp.202-208
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• 1998

원자력 발전소의 증기방출계통에는 상당수의 산업공정에서 보여지는 바와 같이 배관을 통해 응축성 기체를 침수 분사시켜 응축시키는 과정이 포함된다. 본 연구에서는 증기방출계통 파이프와 지지문의 설계에 사용되는 동적 하중을 계산하기 위하여 증기방출 과도현상에 대한 해석을 특성기법을 사용하여 수행하였다. 해석모델은 마찰이 존재하는 균일한 배관을 통해 증기가 수조로 방출되는 경우에 대하여, 증기유량 및 배관 내에 원래 존재하고 있는 공기와 물의 방출유량 등을 고려하였고 압력 및 열원, 밸브, 분지관 등을 포함하였다. 배관의 유동 특성과 동적 하중을 계통 압력, 배관 길이 및 침수 깊이의 변화에 따라 계산하였다. 계산 결과 공기와 물의 경계에서의 배관의 동적 하중, 배관 내의 물 제거 시간 및 물 이동 속도 등은 계통 압력뿐만 아니라 배관 길이 및 침수 깊이의 영향을 받는 것으로 확인되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제9권1호
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• pp.27-39
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• 2000

본 실험에 앞서, 하우스 4개동에 대한 대칭성 실험을 실시하였으나, 각 하우스간에는 최대1$^{\circ}C$이내의 작은 온도차만이 계측되었다. 하우스 개폐장치 조작 불능시를 가정하여 천.측창을 인위적으로 폐쇄한 경우, 하우스 내 온도는 외 기온보다 약 16$^{\circ}C$ 높은, 즉 사실상 작물이 생육 할 수 없는 고온상태를 나타내었다. 천.측창을 개방한 상태에서는 환기팬을 추가로 가동시키더라도 이에 따른 추가적인 실온저하는 관찰되지 않았다. 비교적 분무 입경이 큰 스프링클러에 의한 환수시의 냉각효과를 검토한 결과, 하우스 내 온도는 스프링클러 작동과 동시에 급속히 하강함으로서, 관수는 하우스 실온저하에 크게 기여하고 있음이 확인되었다. 스프링클러 관수시와 비관수시로 구분하여 하우스 내 열환경을 비교한 결과, 관수시와 비관수시 모두 하우스의 천.측창을 개방하여 외기를 도입한 경우가 하우스 실온 저하에 효과적으로 작용한 것으로 조사되었다. 하우스 내 작물 체감온도에 근사한 온도지표인 실내 흑구온도는 비관수시의 경우 실내 공기온도보다 현저히 놀게 나타났으나, 관수시의 온도는 실내 공기온도에 근접한 온도를 나타내었다. 비관수시 천.측창을 개방한 경우 하우스 내 온도분포는 연직방향, 수평방향 모두 1$^{\circ}C$ 정도의 극히 작은 온도차만이 계측됨으로서, 하우스 내는 극히 균일한 온도를 유지하고 있음이 확인되었다

• 농업과학연구
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• 제6권2호
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• pp.192-197
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• 1979

분무철포립자(噴霧撤布粒子)의 연구(硏究)에 있어서 공기중(空氣中)에 표류하고 있는 분무립자(噴霧粒子)의 직경(直徑)을 직접(直接) 측정(測定)하기 어려우므로 입자(粒子)자국의 직경(直徑)과의 비(比)인 확산비(擴散比)(Spread factor)를 이용(利用)함이 일반적(一般的)이다. 물에 Geigy Red Herbicide 물감을 0.5%로부터 2%까지의 중량비(重量比)로 혼합하여 분무액(噴霧液)을 준비하고 균일(均一)한 크기의 입자발생장치(粒子發生裝置)로 발생(發生)한 공기중(空氣中)의 표류 입자(粒子)의 직경(直徑)을 측정(測定)하고 이들 입자(粒子)들을 바로 표본기지(標本期紙) 또는 Eucalypt 잎위에 받아서 입자(粒子)자국의 직경(直徑)들을 측정(測定)하여 입자(粒子)자국의 직경(直徑) 대(對) 공기중(空氣中)의 표류입자(粒子)의 직경(直徑)의 비(比)인 확산비(擴散比)를 구(求)한 결과(結果) 다음과 같은 결론(結論)을 얻었다. 공기중(空氣中)의 표류입자(粒子)의 직경(直徑)과 Kromekote 용지(用紙) 또는 Eucalypt 잎위에 살포(撒布)된 입자(粒子)자국직경(直徑)의 상관성(相關性)의 방정식(方程式)의 일반형(一般形)은 지수방정식(指數方程式)인 $Y=aX^b$로서 log-log 그라프용지(用紙) 상(上)에 직선관계식(直線關係式)으로 나타났다. 엷은 농도 용액의 확산비가 진한 농도 용액의 확산비 보다 일반적(一般的)으로 크게 나타났다. Eucalypt 잎 상(上)에서의 확산비는 용액이 잎속으로 침투하고 엽면(葉面)의 오목한 기공(氣孔)을 가진 표면(表面)으로 인(因)하여 Kromekote 용지(用紙) 상(上)의 확산비보다 상당히 작게 나타났다. Eucalypt 잎 상(上)에 낙하된 입자(粒子)의 평균(平均)두께 추정식(推定式)은 $Y=aX^b$로서 확산비의 상관식(相關式)과 같은 형(形)이었고 이 식(式)은 병충해방제(病蟲害防除) 최소직경(最小直徑)의 입자(粒子)를 기준(基準)할 때 이기준치(基準値)보다 큰 입자(粒子)를 살포(撒布)하는 경우에 있어서 입자(粒子)가 클수록 과잉살포결과를 초래하고 있음을 의미(意味)하고 있다.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권3호
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• pp.242-246
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• 2004

화염분무열분해(FSP) 공정을 이용하여 결정질의 좁은 입도분포를 가지는 $\alpha$-알루미나 나노입자를 제조하였다. 초미분의 액적을 형성시키기 위해 전구체 용액으로서 연료인 등유를 연속상으로 하고 산화제인 알루미늄 질산염 수용액을 분산상으로 하는 유중수적(W/O)형의 마이크로에멀전을 제조하였다 0.5M 농도의 알루미늄 질산염 수용액을 10vol%, 등유 80vol%, 그리고 유용성 유화제 10vol%를 혼합하여 안정한 분산상태를 가지는 마이크로에멀전을 제조한 후, 이류체 노즐 분무기를 사용하여 0.03㎫의 공기 압력으로 분무하여 화염에 직접 노출시켰다. 제조된 생성물은 20에서 30 나노미터의 균일한 크기를 가지는 $\alpha$-알루미나 상으로 확인되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제40권1호
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• pp.11-19
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• 2003

폭발성 가스의 증류 및 그 양을 검지하기 위한 4 개의 개별 센서가 한 마이크로 열판 위에 집적된 센서어레이를 개발했다. 이 센서어레이는 각종 가스에 대해 다양한 감도 패턴을 가지며, SnO2를 모물질로 하는 4 개의 산화물 반도체 마이크로 가스센서로 구성하였다. 다공질에 큰 비표면적을 가진 모물질에 서로 다른 촉매를 첨가하여 감지물질을 제작함으로써 저농도에 대한 감도 및 재현성을 높였고, 센서어레이 전반에서 균일한 온도 분포가 되도록 설계하였다. 마이크로 열판은 N/O/N 박막을 가진 실리콘 기관을 이용하여, 열적 고립을 위해 Al 본딩 와이어로 공기중에 부유되어 있고, CMP 공정으로 두께를 제어하여 소모 전력을 조절하였다. 400℃에서 동작하는 센서어레이로부터 얻은 감도를 이용하여 주성분 분석 기법을 통해 폭발 하한값의 범위에서 부탄, 프로판, LPG, 그리고 일산화탄소 등과 같은 폭발성 빛 유독성 가스의 증류 및 양을 신뢰성 있게 식별할 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.177-188
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• 2019

횡류식 환기 시스템이 설치된 터널에서 급, 배기구 포트 개구면적의 최적화는 외부로부터 터널 내에 급기되는 신선공기의 분배를 균일하게 하고 터널 내 오염물질을 효율적으로 배출하여 터널 이용자에게 안전하고 쾌적한 터널 환경을 제공하기 위한 것이다. 이를 위하여 횡류 환기방식이 적용된 대심도 복층터널 내부에 균일한 급기 또는 배기풍량을 얻기 위해서 급, 배기구 포트 면적계산 및 최적화하기 위한 프로그램이 개발되었다. 개발된 포트 면적 계산 및 최적화 프로그램의 신뢰성 확보를 위해 현재 운영 중인 반횡류 환기방식을 적용하고 있는 터널의 덕트 내 풍속을 측정하였다. 또한 동일한 터널에 대한 3차원 수치해석을 수행하였고 CFD 결과를 측정된 값과 비교하였다. 분석결과, 프로그램이 예측한 값과 현장측정결과의 오차율은 약 6.72%를 보이고 있으며, 3차원 수치해석 결과와의 오차율은 약 4.86%로 나타났다. 두 결과 모두 10% 이내의 오차율을 보이고 있으므로, 이 포트 개구면적 최적화 프로그램을 사용해서 횡류식 터널의 급기 및 배기 포트의 최적화 설계가 가능할 것으로 기대된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제24권4호
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• pp.308-316
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• 2015

최근 관심이 집중되고 있는 스마트온실의 기술적용 실태와 문제점을 파악하고 이를 토대로 단동온실의 ICT 기술적용 장애요인 극복과 생산성을 제고하기 위하여 실험을 수행하였다. 자동화 시설의 도입 장애요인으로는 시설비 부담(24%)이 높았으며, 설치업체 사후관리 미흡(19%), 잦은 고장(16%), 관리기술 미흡(15%), 기능 미흡(13%), 소득향상기여 미흡(12%) 순이었다. ICT 도입필요성은 노동력절감(15%)이 가장 높았다. 자동화 온실에서 문제가 발생되는 부분은 온실구조, 구동기제어, 복합환경제어기, 센서기술이 각 14%로 비슷하였고, 원격제어기술 13%, 작물관리기술 12%, 에너지절감기술 10%, 소프트웨어활용 8%이었다. 온실구조 측면에서의 문제점은 천창개선이 18%로 가장 많았다. 효율적인 온도 및 환기 제어를 위해 농촌진흥청 고시 10-단동-7형 온실에 랙피니언 천창을 추가하였으며, 지붕형태를 복숭아형으로 변경하였다. 온실내 환경의 균일성을 위해 공기 유동팬은 6대를 설치하도록 하되 필요에 따라 증설 가능하도록 하였으며, 에너지 절약을 위해 1, 2중은 두께 0.1mm필름을 사용하고 3중은 5겹보온커튼을 설치하였다. CFD 유동해석 결과, 측창이 열린조건에서는 풍상 방향의 평균 유속이 빠르고 온도가 낮았으며, 풍하 방향으로 멀어 질수록 평균 유속이 점차 느려지고 온도는 높게 나타났다. 반면, 측창이 닫힌조건에서는 평균 유속이 낮으며, 구역별로 큰 편차는 없었다. 다만 풍상 풍하의 천창이 모두 열린 조건에 비하여 풍하 방향의 천창만 열린조건이 영역별 평균 유속에서 더 높은 값을 보였다. 측창을 닫은 조건에서는 외기의 유동이 아닌 온실 내 설치된 환기용 유동팬에 의해 유속이 발생하며 외부 환기가 없는 조건에서 유동팬에 의한 순환은 실내 전체 공간의 유동 편차를 줄여 줄 수는 있지만 전체적인 온도에는 영향을 미치지 못하였다. 저측고의 영역별 평균 온도는 고측고보다 균일하게 나타났다. 겨울철 3중 다겹보온커튼 여닫음에 관계없이 유동팬 근처에서 유속이 높고 유동팬에서 멀어지면 유속이 거의 없는 것으로 나타났다. 또한, 시간경과에 따른 평균 온도는 3중다겹보온커튼 열림상태에서 약 2시간 후에 외부온도와 같아졌으나 닫힘상태에서는 5시간 이후에 외부온도와 같아져, 3중 다겹보온커튼의 보온효과가 뚜렷하였다. 같은 조건에서 열용량의 차이로 인해 저측고 온실이 고측고 온실에 비하여 온도 하강 속도가 빨랐다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.68-74
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• 2007

본 논문은 카네이션의 생산성 향상을 위하여, 펄스 전원을 활용한 소형 저비용 방전관형 오존발생기를 설계 제작하였다. 펄스 전원의 출력전압, 원료 가스인 모의공기의 유량과 오존발생기의 작동 개수에 따른 방전관형 오존발생기의 방전 및 오존생성특성을 연구 검토하였다. 방전관형 오존발생기의 방전전압 및 전류는 펄스 전원의 출력전압에 비례하였다. 방전관형 오존발생기의 오존생성농도 및 오존발생량은 펄스 전원의 출력전압 및 오존발생기의 작동 개수에 비례하였다. 방전관형 오존발생기의 최대 오존생성농도 및 오존발생량으로 각각890[ppm] 및 59.7[mg/h]를 얻을 수 있었다. 방전관형 오존발생기를 카네이션 재배 하우스에 사용하였을 때, 카네이션 꽃대 길이와 굵기가 균일하여 품질 향상과 대기 토질 개선을 통한 카네이션 생산성 향상의 효과를 얻을 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.638-644
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• 2019

본 연구에서는 전산유체역학 해석을 이용하여 알루미늄 피라미드 트러스 심재 샌드위치의 열유동 특성을 분석하였다. 규칙적 다공질 금속인 피라미드 트러스 코어를 샌드위치 구조물에 채용할 경우 공기 매질이 자유롭게 유입, 유출될 수 있는 개방형 코어인 점을 고려하여 하중을 지지할 수 있는 구조성능과 함께 방열체로서 다기능성을 구현할 수 있는 구조가 된다. 따라서, 유입되는 공기의 속도변화, 설계변수인 트러스각에 따른 압력강하와 열전달 메카니즘을 확인하기 위해 ANSYS/Fluent를 이용하여 수치해석을 실시하였다. 해석모델에 사용된 샌드위치 패널은 알루미늄으로 이루어져 있으며, 샌드위치 패널의 위 면재와 아래 면재 사이에는 15개의 피라미드 트러스 유닛셀이 반복되고 있다. 폭 방향으로는 무한히 넓은 유닛셀을 모사하기 위해 대칭조건을 지정하였으며, 입구에는 균일한 속도분포를 경계조건으로 입력하였다. 해석결과 입구부와 첫 유닛셀까지의 구간에서 입구영향이 관찰되었으며, 입구영향을 배제하고 마찰계수와 누셀수를 분석하였다. 공기의 속도가 증가할수록 마찰계수는 감소하였으며, 누셀수는 증가하는 경향을 보인다. 한편, V=1m/s에서 5m/s에서의 마찰계수와 누셀수 변화가 확연하였으며, 이는 층류에서 난류로 유동패턴이 변하기 때문에 거시적으로 열전도보다 대류열전달의 비중이 커졌기 때문이다. 또한, 설계변수인 트러스각에 대해서는 의미가 있을 정도의 마찰계수와 누셀수의 변화는 관찰되지 않았다. 따라서, 트러스각이 강도, 강성 등 구조성능에 민감한 점을 감안하면 다기능성을 염두에 둔 알루미늄 피라미드트러스 심재 설계 시 설계변수의 변화는 구조성능에 더 민감할 것으로 판단된다.