• 한국추진공학회지
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• 제19권5호
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• pp.31-36
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• 2015

이중 모드 스크램제트 엔진은 미래 가장 촉망받는 시스템 중 하나로, 많은 연구자들에게 각광받고 있다. 이중 모드 스크램제트 엔진 시스템에서 격리부와 관련된 유동 특징들은 중요한 역할을 한다. 본 연구에서 풍동을 가진 이중 모드 스크램제트 엔진을 조사하기 위해 2차원 수치해석을 수행하였다. 계산방법의 타당성을 검증하기 위하여 실험결과와 비교하였으며, 수치해석 결과는 실험값과 비교하여 전체적으로 압력 분포가 잘 일치하였다. 배압은 최대 압력 상승을 분석하기 위해 연구되었다. 그 결과 초음속 흡입구 영역의 압력 분포는 배압에 영향을 받지 않았으며, 배압이 증가함에 따라 Shock train은 상류 쪽으로 밀려나갔다. 격리부의 길이가 증가함에 따라 최대 배압값은 입구 불시동 없이 급격히 증가한 후 일정하게 유지되었으며, 격리부 영역의 최적 길이($L/H_{th}$)는 8.7이다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.33-34
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• 2010

본 논문에서는 기 제작된 전기자동차용 고효율 승압형 양방향 DC/DC 컨버터의 소형/경량화 및 전력밀도의 상승을 위한 구조설계를 제안한다. 제안된 컨버터는 1차 측 Full-Bridge 회로와 고조파 변압기 부, 2차 측 배압회로를 구성하고 변압기에 존재하는 누설인덕턴스 성분과 배압회로의 커패시터 성분을 이용하여 직렬 L-C공진회로를 구성함으로서 모든 스위치에 ZCS (Zero Current Switching)을 구현하여 전체 사이즈 및 비용을 감소시키고자 하였다. 제안된 방식의 타당성을 입증하기 위하여 전력밀도의 비교 및 PSIM 시뮬레이션으로 본 논문에서 제안된 컨버터 구조의 타당성을 검증하고자 한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권1호
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• pp.15-22
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• 2014

엔진 배기 저감이나 열효율 향상을 위하여 배기관에 많은 장치들이 부착되고 있다. 이러한 장치들은 배기구의 개도면적을 줄이게 되고 배기 압력을 증가시킨다. 배기압력의 증가는 원활한 가스 교환을 방해하여 엔진 성능이 저하되는 원인이 된다. 그러나 적당한 배압의 증가는 잔류가스의 효과에 의하여 질소산화물을 감소시킬 수 있다. 본 연구에서는 배기 압력 증가가 엔진 성능에 미치는 영향을 평가하기 위하여 배기관 끝단의 개도량을 변화시켜 배기 압력을 조절하면서 엔진 실험을 수행하였다. 실험 결과 무부하에서 배압이 미소하게 증가된 경우에 연료 소모율이 저감되고 동시에 질소산화물이 저감되었지만 과도하게 배압이 증가하는 경우에는 연소의 악화로 유해 배기가스가 크게 증가되었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권6호
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• pp.639-647
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• 2014

지구 온난화와 화석 연료 고갈로 인해 $CO_2$ 저감과 효율 상승을 동시에 만족하는 기술 개발이 요구된다. 배기 열 회수 기술은 두 가지를 모두 만족할 수 있는 대표적인 기술이다. 본 연구는 배기 열 회수 장치를 위한 세 가지 형식의 증발기용 열교환기를 배기관에 설치하여 실험 및 분석하였다. 고속최대부하에서 판형 열교환기의 배압이 가장 높아지고 실린더 최고 압력이 낮아지며 일산화탄소 배출량도 증가하였다. 또한 고속에서 배압이 2배 이상 증가하며 연료소비율이 2% 증가되어 열교환기 중 가장 높은 증가량을 나타내었다. 핀 튜브 열교환기는 전반적으로 배기 배출물이 적게 배출되고 연료소비율도 가장 적게 나타났다. 쉘 앤 튜브는 판형과 핀 튜브 성능의 중간정도이다. 엔진에 미치는 영향으로만 판단할 때 핀 튜브 열교환기가 배기 열 회수에 가장 적합한 열교환기로 판단된다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.42.2-42.2
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• 2009

연속주조공정에서 용강의 통로, 산화방지 및 유체 흐름을 용이하게 하는 역할을 하는 다공성 노즐(porous nozzle)은 용강과의 직접적인 접촉으로 인한 화학 반응 및 용강의 침투현상을 방지하기 위해 불활성 가스를 주입하여 청정강을 제조하는데 이용된다. 공정 중 노즐 막힘으로 인한 배압상승과 열충격에 의한 크랙(crack) 발생이 문제되고 있으며 신뢰성 향상 연구가 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 기공크기와 기공분포가 고온안정성 및 내열충격성에 미치는 영향을 알아보고, 내구성 시험 및 고장분석을 통하여 노즐의 신뢰성 향상 방안을 고찰 하였다. 기공을 제어한 시편을 제조하여 기공분포에 따른 고온안정성을 확인하기 위해 실제 사용 조건인 용강온도($1550^{\circ}C$)와 보다 높은 온도($1700^{\circ}C$)에서 각각 고온 시험을 수행하였다. 열충격을 스트레스 인자로 한 내구성 시험을 수행한 후 고장원인을 분석하였으며 열화정도를 확인하기 위해 열처리 온도에 따른 차압 및 굽힘 강도 변화를 비교하였다. 또한 결정상 분석을 통해 온도에 대한 상변화를 확인하였고, 시편의 표면 및 파단면의 미세구조 분석을 통해 크랙 발생여부를 확인하였다. 다공성 노즐의 기공분포가 균일 할수록 고온안정성 및 내열충격성이 향상됨을 확인하였고, 이를 통해 Porous Nozzle의 열화원인으로 판단되는 기공 크기 및 분포에 따른 크랙 발생에 대해 열응력 고찰을 수행하였다.

• 청정기술
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• 제25권2호
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• pp.153-160
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• 2019

디젤 선박 운행 횟수의 증가로 인한 대기오염이 심각해짐에 따라 선박의 유해배출가스에 대한 규제가 강화되고 있다. 따라서 선박용 디젤 배기 후처리 장치의 개발이 요구되고 배기 처리 장치는 유동 균일도가 높을수록 처리효율이 증가된다. 본 연구에서는 ANSYS Fluent를 이용하여 기존 저감장치, 저감장치 내부의 Baffle 설치시, 배기가스 유량에 따른 배압과 유동 균일도를 시뮬레이션 하였다. 기존 장치조건에서는 시스템 배압이 38 ~ 40 mbar로 나타났으며, 유동 균일도는 DOC 입구와 출구에서 약 84 ~ 92%로 나타났다. 시스템 내부에 Baffle을 설치한 경우 압력이 상승되고 유속 증가로 인해 유동 균일도가 낮아진다. 배기가스 유량을 $7,548kg\;h^{-1}$에서 $3,772kg\;h^{-1}$로 50% 감소했을 때, 낮은 유속에 의해 DOC 입구와 출구의 유동 균일도는 약 1 ~ 3% 증가했다. DPF의 경우 불균일한 유동이 DOC를 균일하게 거쳐 흐른 후 유입되기 때문에 유동 균일도가 98 ~ 99%로 높게 나타났다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1995년도 추계학술대회논문집; 한국종합전시장, 24 Nov. 1995
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• pp.39-43
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• 1995

대형 상용차용 내연기관에서 방출되는 소음의 음압 레벨은 경우에 따라 140dBA 이상으로 환경소음 배출규제에 부합되는 배출 소음을 위하여는 소음기의 적절한 설계가 필요하다 하겠다. 소음기는 방출 소음을 저감시키는 기본적인 작용 이외에 엔진의 효율을 저하시키는 배압(back-pressure) 상승의 효과를 동반할 뿐만 아니라 차체에의 장착을 위하여 크기와 무게의 제약을 받는다. 따라서 소음기는 설계자의 경험과 과거에 사용되어 온 소음기에 대한 이해, 소음기를 구성하는 단위 요소에 대한 음향학적 해석이론, 제작 과정에서의 경험과 튜닝 등에 바탕을 두고 설계되어져 왔다. 본 연구에서는 대형 상용차에 장착되는 기존 소음기 구성요소의 투과 손실(Transmission Loss: TL)을 전달 행렬법으로 해석하여 음향학적 특성을 규명하고 개별 소음기 요소에 대한 기존의 연구 결과를 바탕으로 공명기와 다공 요소를 이용하여 기존 소음기를 재설계함으로써 배출 소음의 저감을 이루어 나간 과정을 소개하고 이를 적용 사례를 중심으로 살펴보고 있다. 소음기의 설계를 위하여 고려할 수 있는 음향학적 요소는 그 기능과 형태면에서 다양하나 본 연구에서는 대형 상용차용 소음기에 주로 사용 가능한 공명기와 다공관을 주된 설계요소로 생각하였다. 공명기는 공명 주파수 대역의 소음을 저감하는 역할을 하므로 일정한 엔진 회전수 하에서 엔진의 방출 소음중 폭발 성분에 의한 소음을 줄이는데 효과적으로 사용될 수 있지만 가속 주행시에는 회전수(rpm)의 변화에 따라 폭발 주기가 변화하게 되므로 공명기의 설계에 주의를 기울여야 한다. 내연 기관용 소음기에 빈번하게 쓰이는 다공 요소의 해석 방법으로는 Sullivan[1], Kim and Yoon[2] 등의 분할 접근 방법(Segmentation approach)과 Jayaraman and Yam[3], Munjal[4], Peat[5] 등의 연성 제거 방법(Decoupling Approach)등이 제시되었고 평면파 영역에 한하여 해서되어져 왔다. 본 논문에서는 분할 접근 방법(Segmentation Approach)을 이용하여 다공 요소로 이루어진 소음기를 해석하는데 적용하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권7호
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• pp.968-973
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• 2019

본 논문에서는 선박용 디젤엔진의 미세먼지저감 장치에 장착된 다공판 및 믹서의 형상과 배치에 따른 압력강하와 유동균일도 특성에 대한 연구를 진행하였다. 미세먼지저감 장치에 장착된 다공판 및 믹서는 미세먼지저감 장치 내의 배출가스 및 산화/환원제의 유동균일도를 높여 배출가스 저감 성능을 높이는 긍정적인 효과와 함께 시스템의 배압을 상승시키는 부정적인 효과도 동시에 지니고 있다. 본 연구에서는 5개의 다공판, 1개의 믹서를 Case 별로 조합하여 6개의 사양에 대해서 유동해석을 통해 각각 유동균일도 및 압력 강하를 계산하였으며, 최적의 다공판 및 믹서의 형상과 배치를 선정하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제26권4호
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• pp.10-20
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• 2022

한국항공우주연구원의 자유제트형 지상추진시험설비인 스크램제트 엔진 시험설비의 마하 5 조건에서 스크램제트 엔진 흡입구의 성능분석 시험을 진행하였다. 스크램제트 엔진 흡입구의 대표적인 성능 인자인 전압력 회복률, 공기 포획율 측정을 위하여 격리부 후방에 설치되는 피토/정압 레이크가 설계 제작되었다. 격리부 후방에 장착된 레이크가 전방의 흡입구 램프와 격리부에 미치는 영향과 레이크로 측정된 흡입구의 성능 인자 분석 그리고 흡입구의 받음각 변화에 따른 벽면 정압력 분포 변화에 대한 분석이 수행되었다. 끝으로 연소기에서의 압력 상승을 모사하는 장치인 흡입구 후방 배압 조정 장치를 이용하여 흡입구 불시동이 발생하는 시점을 확인하였으며, 본 논문에는 그 결과를 정리하였다.