• 한국가스학회지
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• 제24권6호
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• pp.1-10
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• 2020

반응성 조정 압축착화 (Reactivity Controlled Compression Ignition, RCCI) 연소는 착화원인 디젤 연료를 압축 행정 중 이른 시점에 미리 분사하여, 공기와 미리 섞여 들어온 천연가스 연료뿐만 아니라 디젤 연료 자체도 미리 연소 전에 공기와 혼합하여 착화를 이루는 전체 예혼합 혼소(Dual-fuel combustion) 방식의 일종이다. 따라서 기존의 혼소 방식 중에서도 RCCI 연소는 질소산화물(Nitrogen Oxides, NOx) 및 매연(Smoke)을 획기적으로 줄일 수 있고, 또한 높은 열효율을 유지할 수 있는 장점을 지니고 있다. 특히 연소 중 NOx의 발생은 연소 온도와 국부적인 당량비에 관계된 상황에서 당량비를 낮추기 위해 예혼합율을 높이는 시도뿐만 아니라, 연소 온도 감소를 위한 배기재순환(Exhuast Gas Recirculation, EGR)을 적용하는 것이 효과적이다. 그러나 배기재순환은 대개의 경우 터보차저의 압축기 전단에서 추출하는 HP-EGR(High Pressure-EGR) 방식을 적용하는 경우가 많으므로, EGR율을 높일 경우 터빈으로 공급되는 배기의 양이 줄어 배기 엔탈피 감소로 인해 과급이 줄어드는 악영향을 초래할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 서로 다른 두 운전조건에서 천연가스-디젤 RCCI 연소를 시행할 때, EGR율 변화에 따른 엔진 시스템의 제동 출력 및 열효율의 변화에 대하여 실험적으로 분석하였다. 실험 조건은 1,200 rpm/29 kW 수준의 조건과 1,800 rpm/90 kW 이하 조건에서 수행하였으며 NOx와 smoke의 배출조건은 Tier-4 final 배기규제를 기준으로 삼았으며 엔진의 내구성을 고려하여 최고 연소압력은 160 bar를 넘지 않게 제어하였다. 그 결과 1,200 rpm/29 kW 조건에서는 EGR율을 4에서 30 %로 높이더라도 출력 및 열효율의 변화는 미미하였으나, 1,800 rpm 조건에서는 EGR율을 4에서 28 %로 증가할 경우 최대 과급 압력이 2.3에서 1.8 bar로, 최고 출력은 90에서 65 kW로, 열효율은 37에서 33 %로 감소함을 알 수 있었다. 따라서 효과적인 EGR공급을 위해서는 현재 압축기 전단에서 추출하는 EGR을 후단에서 추출하는 LP-EGR (Low Pressure EGR) 시스템이 효과적일 수 있음을 시사한다.

• 한국추진공학회지
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• 제18권1호
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• pp.65-72
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• 2014

터보펌프 터빈로터의 열구조적 적합성 검증을 위한 터빈로터-파이로시동기 연계시험을 수행하였다. 새로운 추진제를 적용한 파이로시동기와 열응력 경감 설계 및 터빈 동익 표면 건전성 향상을 위한 후 가공 공정이 적용된 터빈로터시편이 시험에 사용되었다. 시험은 75톤급 엔진시동을 위한 파이로 시동기의 연소가스를 터보펌프 터빈로터와 동일한 형상의 시편에 분사하는 방식으로 이루어졌다. 터빈에 가해지는 열 부하는 운용 설계점에서 극한 조건까지 세 종류로 구분하여 시험을 진행하였으며 모든 시험에서 터빈로터의 손상은 발견되지 않았다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.170-170
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• 2009

aerosol deposition method(ADM)은 에어로졸화 된 고상의 원료분말을 노즐을 통해 분사시켜 소결과정을 거치지 않고도 상온에서 고밀도 후막을 제조할 수 있으며, 세라믹, 고분자, 금속 등의 다양한 코팅이 가능하다. 본 연구에서는 ADM들 이용하여 세라믹 후막 및 세라믹-폴리머 복합체 후막을 제조하였고 60 mm 노즐을 이용하여 대면적 세라믹 후막 성장도 시도되었다. 세라믹 후막의 원료로는 낮은 유전율과 우수한 품질계수를 갖는 $Al_2O_3$ 분말과 AlN의 분말이 사용되었으며, 세라믹에 비하여 높은 탄성과 1,500~2,000의 품질계수를 갖는 테프론(teflon) 분말이 세라믹과의 복합체 후막성장에 사용되었다. 세라믹-폴리머 복합체의 경우, 폴리머의 함유량에 따라 후막 내부의 결정립 크기가 20 때의 평균 결정립을 갚는 세라믹 후막에 비해 최대 10배 정도까지 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 이에 따라 후막에서의 유전특성 및 전기적인 특성, 열전도도, 투과율이 크게 변화하는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 이러한 물성 변화에 대한 원인 고찰을 위하여 후막의 미세구조 및 화학조성 등에 다양한 분석이 이루어졌으며, 상온에서 성막되는 후막의 고분자 기판으로의 응용을 위한 최적의 공정조건을 제시하고자 한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권8호
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• pp.1022-1027
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• 2011

디젤 엔진은 실린더 안에 공기를 흡입·압축한 후에 액체연료를 분사하여 연소하기 때문에 압축비가 높다. 높은 압축비로 인해 높은 열효율을 가지고 있지만 국부적인 고온 반응 구간에서 NOx 생성과 PM의 배출 증가와 같은 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 연구기관, 대학 등에서 많은 연구가 이루어지고 있으며 그 중에서 수소를 흡기 중에 첨가하여 공급하는 기술이 연구되고 있다. 본 연구에서는 HHO가스를 흡기중에 첨가하여 바이오디젤 혼합 연료를 사용한 산업용 디젤기관에 미치는 영향을 분석 하였다. 실험조건은 0%, 50%, 100% 부하에서 엔진속도를 700rpm, 1000rpm, 1300rpm, 1600rpm, 1900rpm으로 구분하였다. 실험결과 최대 토크와 최대압력은 증가하는 경향을 보였으며, 연료소 모율은 감소하는 것으로 나타났다. 스모크농도 및 일산화탄소의 농도는 크게 저감되었고 질소산화물의 배출은 유사한 특성을 나타내었다.

• 에너지공학
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• 제12권4호
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• pp.259-266
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• 2003

안전감압계통 작동시 수조에서 발생하는 공기 기포군의 진동 하중을 줄이기 위해 ABB-Atom sparger에 는 하중저감 링이 설치되어 있다. 하중저감 링이 압력장에 미치는 영향을 알아보기 위해, 본 연구에서는 하중저감 링이 없는 ABB-Atom sparger를 통해 수조 내로 방출되는 공기 기포군의 진동에 대한 수치해석을 상용 열수력 해석 코드인 FLUENT 4.5를 사용하여 수행하였다. 코드에 내재된 다상유동 모델 중 VOF(Volume Of Fluid)모델을 사용하여 물, 공기 및 증기 유동을 모의하였다. 해석결과를 기존의 해석결과와 비교하여 하중저감 링은 벽면 압력 하중을 줄이는 효과가 있음을 확인하였다. 아울러 배관내의 공기량과 배관 입구 조건이 벽면 압력 진동에 미치는 영향도 분석하였다.

• 에너지공학
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• 제19권3호
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• pp.156-162
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• 2010

국내 미분탄 보일러의 로내 공기량 공급에 따른 연소특성 분석을 위한 3차원 전산해석 연구를 수행하였다. 보일러 연소해석 해석 결과의 건전성 검증을 위하여 보일러 출구, 즉 절탄기 후단에서의 가스 온도,$O_2$, NO, SOx 농도를 발전소의 실제 운전데이터와 비교하였다. 검증된 해석 결과를 기준조건으로 SOFA(Separated Over Fire Air)와 CCOFA(Closed Coupled Over Fire Air)에서의 연소 공기량을 변화시킨 경우 보일러내 NOx와 가스 온도 분포를 중심으로 각각의 경우를 비교하였다. 본 연구를 통하여 CCOFA보다는 SOFA 공기량의 변화에 따라 NOx 농도의 민감도가 더 큰 것을 알 수 있었으며 대류 전열부의 전열관군에서의 온도 분포가 다르게 나타나고 있어 가스온도 편차 방지를 위한 연소조정이 필요함을 알 수 있었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제36권3호
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• pp.29-38
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• 2018

국가 산업발달과 경제발전으로 사회 기반시설 및 각종 편의시설 등에 대한 지하 공간 사용이 급격히 증가되면서 터널과 같은 지하공간에 대한 필요성이 대두되고 있다. 본 연구에서는 지하 공간 발파 시 발생되는 분진저감을 위해 분무 제어 시스템을 개발하였다. 분진저감 효과를 증대시키기 위해 분무 방향을 막장 방향으로 제어할 수 있는 분무 가이더를 고안하였다. AUTODYN 프로그램을 이용한 수치해석을 실시하고 그 결과를 기초실험과 비교하였다. 워터 백 내부 도폭선 위치에 따른 분무 확산효과를 검증하기 위해 중앙장약, 하단장약에 대한 수치해석을 하고 실험을 통해 검증하였다. 최적 조건은 뇌관 외부 기폭과 워터 백 내 도폭선 중앙장약이었으며, 그 결과로 인한 분무 입경은 광산 및 터널에서 발파 후 분진 저감에 적합하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.55-59
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• 2010

높은 차량운행비용(VOC : Vehicle Operating Cost)은 포장도로 복구작업의 주요한 원인이고, 차량운행비용(VOC)은 연료소모량, 오일소모량, 부품교체비용 등으로 구성된다. 이중 연료소모량이 VOC에서 차지하는 비중이 높고, 다른 도로조건에 비해 도로 표면 거칠기가 도로의 노화 정도를 대표적으로 지시하는 값이기 때문에, 본 연구에서는 포장도로의 표면 거칠기(IRI : International Roughness Index) 변화에 따른 차량의 연료소모량 변화를 측정하였다. 차량의 연료분사 인젝터의 전압변화를 측정하여 연료소모량을 계산하였고, 속도는 GPS센서를 사용하여 측정하였다. 본 실험 결과를 이용하여 IRI 변화에 대한 연료소모량의 변화율을 계산할 수 있었다. 계산 결과, 40~100km/h 속도영역에서 중형 및 대형 승용차의 연료소모량(L/100km)은 3.5m/km 정도의 IRI 수준에서 IRI(m/lm) 증가율의 7배 정도로 증가하였고, 60km/h의 속도에서 가장 연비가 우수하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.345-351
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• 2016

This study was carried out to determine an optimal lean $NO_x$ trap (LNT) regeneration condition based on a $NO_x$ storage fraction. The LNT regeneration was performed by an in-cylinder post fuel injection method. A $NO_x$ storage fraction is defined by the ratio of current cumulated $NO_x$ amount in the LNT to the $NO_x$ storage capacity: 0 means empty and 1 fully loaded. In this study five engine operating conditions were chosen to represent the New European Driving Cycle. With various $NO_x$ storage fractions each engine operating condition, the LNT regeneration was executed and then $NO_x$ conversion efficiency, additional fuel consumption, CO and THC slip, peak catalyst temperature were measured. The results showed that there exist an optimal condition to regenerate the LNT, eg. 1500 rpm 6 bar BMEP with below 0.7 $NO_x$ storage fraction in this experimental constraint.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제18권6호
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• pp.76-83
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• 2010

Recently, as the current and future emission regulations go stringent, the research of NOx reduction has become a subject of increasing interest and attention in diesel engine. Selective Catalytic Reduction (SCR) is one of the effective technology to reduce NOx emission from diesel engine. Especially, Urea-SCR that uses urea as a reductant is becoming increasingly popular as a cost effective way of reducing NOx emissions from heavy duty vehicles. In this research, we designed urea injector and DCU (Dosing Control Unit) specially developed for controlling the Urea-SCR process onboard vehicles. As passenger and commercial diesel engine experiment, we grasped characteristics of NOx emission and SCR catalyst temperature level in advance. As a result, highest NOx emission level was shown in condition of low engine speed and high load. On the other hand, SCR catalyst temperature was highest at high engine speed and load. On the basis of these result, we conducted the NOx reduction test at steady engine operating conditions using the urea injector and DCU. It was shown that 74% NOx conversion efficiency on the average and 97% NOx conversion efficiency was obtained at high SCR catalyst temperature.