• 한국정밀공학회지
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• 제21권1호
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• pp.181-188
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• 2004

Structural analysis for materials containing regularly spaced in-homogeneities is usually executed by using averaged material properties. For the homogenization process, a unit cell is defined and loaded somehow, and its response is investigated to evaluate the properties. The imposed loading conditions should accord to the behavior of unit cell immersed in the macroscopic structure in order to guarantee the accuracy of the effective properties. Each unit cell shows periodic variation of strain if the material is loaded uniformly, and in this study, direct implementation of this characteristic behavior is attempted on FE models of unit cell. Conventional finite element analysis tool can be used without any modification, and the boundary of unit cell is constrained in a way that the periodicity is satisfied. The proposed method is applicable to skew arrayed in-homogeneity problems. The flexibility matrix relating tonsorial stress and strain components in skewed rectilinear coordinate system is transformed so that the required engineering constants can be evaluated. Effective properties are computed for the materials with square and skew arrayed circular holes, and its accuracy is examined.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2002년도 추계학술대회논문집
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• pp.416-421
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• 2002

This paper dealt with an experimental study on the hydro-elastic vibration of clamped perforated rectangular plates submerged in water. The penetration of holes in the plates had a triangular pattern with P/D (pitch to diameter) 1.750, 2.125, 2.500, 3.000 and 3.750. The natural frequencies of the perforated plates in air were obtained by the analytical method based n the relation between the reference kinetic and maximum potential energy and compared with the experimental results. Good agreement between the results was found for the natural frequencies of the perforated plates in air. It was empirically found that the natural frequencies of the perforated plate in air increase with an increase of P/D, on the other hand, the natural frequencies of the perforated plate in contact with water decrease with an increase of P/D. Additionally, the effect of the submerged depth on the natural frequency was investigated.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.70-78
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• 2003

This paper dealt with an experimental study on the hydroelastic vibration of clamped perforated rectangular plates submerged in water. The penetration of holes in the plates had a triangular pattern with P/D (pitch to diameter) 1.750, 2.125, 2.500, 3.000 and 3.750. The natural frequencies of the perforated plates in air were obtained by the analytical method based on the relation between the reference kinetic and maximum potential energy and compared with the experimental results. Good agreement between the results was found for the natural frequencies of the perforated plates in air. It was empirically found that the natural frequencies of the perforated plate in air increase with an increase of P/D, on the other hand, the natural frequencies of the perforated plate in contact with water decrease with an increase of P/D. Additionally. the effect of the submerged depth on the natural frequency was investigated.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.81.1-81.1
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• 2010

SOFC 발전시스템의 상용화를 위해 선행되어야 할 것은 스택의 안정적 출력 및 신뢰성 확보이다. 이를 이루기 위해서는 스택을 구성하는 구성요소의 신뢰성 있는 규격 및 검수가 필요하다. 즉, 셀, 밀봉재, 분리판 및 집전체로 대변되는 구성요소들이 스택에 장착되었을 때 그 기능을 최대한 발휘하면서도 점진적 또는 급격한 품질저하가 발생되지 말아야 한다. 특히, 셀의 경우 스택의 성능에 직접적인 영향을 미치는 구성요소로서 품질에 대한 명확한 검수기준이 필요하다. SOFC용 셀은 다공성 anode, 치밀한 전해질, 그리고 다공성 cathode로 구성된 세라믹 소결체이다. 이 때 치밀한 전해질에 결함이 내재되어 있거나 물리적 힘에 의해 신규로 발생할 경우, 연료로 사용되는 수소와 공기가 만나는 cross-over가 발생하게 된다. Cross-over는 연료가 소모되는 문제도 있지만 발열로 인한 Hot spot을 형성시켜서 주변과의 온도구배를 유발하고, 이로 인해 고체 전해질의 균열전파를 일으킬 수 있고 나아가 급격한 셀의 파괴를 야기할 수 있다. 본 연구에서는 SOFC에 사용되는 셀의 형상측정, 물리적 강도 및 결함 검출을 위한 검수기법을 개발하여 스택의 신뢰성 향상과 향후 규격표준화를 위한 기반을 제공하고자, 평판형 셀의 3차원 형상을 정밀하게 측정하는 장치와 일정 면압을 인가하여 특정 형상을 갖고 있는 셀의 물리적 파괴여부를 판단할 수 있는 장치, 그리고 셀의 전해질에 내재된 결함을 검출할 수 있는 장치를 제작하였다. 본 장치들은 $1,000cm^2$급 평판형 셀까지 검수할 수 있도록 고안하여 양산시스템에 접목시킬 수 있도록 고안된 것이다. 본 장치들을 이용한 검수결과, 현재 $700cm^2$급 평판형 셀의 경우 최대 camber가 4mm 이하, 전해질의 He leak rate는 $5{\times}10^{-5}mbar.l/s.cm^2$ 이하라는 검수규격을 본 연구소에서 운전하는 스택에 1차적으로 적용하였으며 현재 검수규격의 신뢰성 및 강화를 위한 연구를 수행 중에 있다.

• 멤브레인
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• 제8권1호
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• pp.50-58
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• 1998

Polysulfone 재질의 다공성 평판막 및 실관막에 키토산 피막층을 형성시킨 후 반응성 염료인 Cibacron Blue 3GA를 고정화시켜 human serum albumin(HSA)의 결합용량이 최대 70 $\mu{g/cm}^2$인 단백질 친화성 막을 제조하였다. 친화성 평판막 모듈을 대상으로 HSA에 대한 용출 크로마토그래피 실험을 수행하여 eluent 용액의 최적 환경조건을 결정하였는바, 1M KCl이 첨가된 농도 0.06 M, pH 10의 universal buffer를 eluent로 사용했을 때 리간드와 결합된 단백질의 용출이 가장 우수하였다. 친화성 평판막 및 실관막 모듈을 대상으로 HSA의 전열 크로마토그래피 실험을 수행하여 단백질에 대한 동적 결합용량을 측정하였다. 이 결과 동적 결합용량은 평판막 모듈의 경우에는 loading 용액의 유량과 HSA의 농도가 증가함에 따라 평형 결합용량 값으로부터 크게 감소하였으나, 실관막 모듈의 경우에는 loading 용액의 유량과 HSA의 농도에 관계없이 항상 평형 결합용량 수준을 유지하였는바, 따라서 실관막 모듈이 평판막 모듈보다 단백질 친화성 크로마토그래피 분리관으로서 더 효과적이었다.

• 설비공학논문집
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• 제12권5호
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• pp.511-518
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• 2000

The present experimental study investigates the impact of porous fins on the pressure drop and heat transfer characteristics in plate-fin heat exchangers. Systematic experiments have been carried out in a simplified model of a plate-porous fin heat exchanger at a controlled test environment. Comparison of performance between the porous fins and the conventional louvered fins has been made. The experimental results indicate that friction and heat transfer rate are significantly affected by permeability as well as porosity of the porous fin. The porous fins used in the present study show a similar air-side performance to the louvered fin. The correlations of friction and modified j-factor are also given for the design of the plate-porous fin heat exchanger.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.134-137
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• 2008

In this study, a computational analysis is conducted to investigate the effects of porous surfaces on the lift and drag forces of the flat plate. With the porous treatment, it is found that the strength of the Karman vortex as well as its influences over the trailing-edge surface are much weakened, resulting in significant reduction of the pressure fluctuations over the flat plate. The drag and lift coefficients are decreased by 85% and 18%, respectively, compared to the solid surface. The computed results also indicate that the size of the porous surface area does not have much influences but the back side of the flat plate has non-negligible effects on the interaction between the wall and the Karman vortex. As a result, the lift coefficient for the solid back side case is decreased only by 50.5% compared to the solid case and the drag coefficient is even increased by 65%.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.685-693
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• 1990

본 연구에서는 복사열전달 효과를 알아보기 위해 에너지 방정식을 수치적으로 풀었으며, 그 결과를 열전달계수 및 온도의 항으로 나타내었다. 수치 해석적 모델의 검증을 위해 여러사람들이 물질전달과정 해석을 위해 사용한 나프타린 승화법(naphth- alene sublimation technique)을 이용하여 실험을 수행하였다. 또한 실험에 사용된 다공질체(ceramic blocks)의 침투율도 측정하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.137.1-137.1
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• 2010

SOFC cell 하나의 전위차는 약1.1V이기 때문에 발전용으로 사용하기 위해서는 수많은 단전지를 직렬로 연결하는 구조가 필요하다. 이러한 stack의 디자인에서 발생하는 문제를 획기적으로 개선한 형태가 하나의 지지체에 셀을 직렬로 연결함으로 전극의 선폭 및 단위 셀 간의 간격이 기존 평판형, 원통형에 비해 대폭 축소되어 전극 및 연결재의 저항손실을 최소화할 수 있는 Segmented형 SOFC이다. Segmented SOFC에 적용하기 위한 세라믹 다공성 지지체는 연료와 공기에서의 화학적 안정성, 셀의 구성소재와 반응이 없으며 열팽창계수가 유사해야하는 특성을 가져야하는데 그 중에서도 지지체로써 적절한 기계적 강도와 높은 가스투과도가 요구되어진다. 본 연구에서는 고온에서 안정한 Spinel의 MgAl2O4를 주성분으로 하는 다공성 지지체를 압출 성형하여 평관형으로 제조하였으며 활성탄을 기공형성제로 사용하여 연료의 공급이 원활하도록 약 30%의 기공율을 가지는 다공성 세라믹 지지체를 제조하였다. 제조된 세라믹 지지체에 연료극(NiO/YSZ), 전해질(TZ8Y), 공기극(LSM)을 코팅하여 실제 SOFC에 적용이 가능함을 확인하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1997년도 추계학술대회 논문집
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• pp.731-734
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• 1997

In this study, a shape optimization is performed for circular and elliptical holes to reduce weight of a plate. It is accomplished in reference to the results of topology optimization of the square plate with circular hole. From the results. it is concluded that the stress values of shape optimization of them are satisfied with 100MPa of constraint condition.