• 대한기계학회논문집A
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• 제33권6호
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• pp.600-606
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• 2009

In this paper, the coupled model with hydrogen transport and elasto-plasticity behavior is introduced. This model is implemented to the general-purpose FE code, ABAQUS, via the user-defined subroutine UMAT and UMATHT. In UMAT, the spatial gradients of hydrostatic stress and hydrogen induced deformation are calculated, and then are passed into UMATHT. Heat transfer equation within UMATHT is substituted by hydrogen transport equation including the effects of stress states and strain hardening. To validate this model, the finite element analyses coupled with hydrogen transport and mechanical loading are performed for the boundary layer specimens with low and high strength steel properties. The FE results are compared with the previous studies by Taha and Sofronis (2001).

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.320-325
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• 2003

Acoustic-Pressure Response of diluted hydrogen-air diffusion flames is investigated numerically by adopting a fully unsteady analysis of flame structures. In the low-pressure regime, the amplification index remains low and constant at low frequencies. As acoustic frequency increases, finite-rate chemistry is enhanced through a nonlinear accumulation of heat release rate, leading to a high amplification index. Finally, the flame responses decrease at high frequency due to the response lag of the transport zone. For a medium-pressure operation and low-frequency excitation, the amplification index is low and constant. It then decreases at moderate frequencies. As frequency increases further, the amplification index increases appreciably due to an intense accumulation effect.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.1310-1315
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• 2004

The present study deals with the unique characteristics of hydrogen jet diffusion flames, such as split flames and reignition phenomenon. The split flames are composed of a small flamelet on the nozzle rim and a lifted main flame at downstream. When mass flow rates of fuel reach a critical point, a small-sized flamelet is found to remain in the vicinity of the nozzle exit and the flame reignition subsequent to blowout of main flame occurs repeatedly. In this study, the non-luminous hydrogen jet diffusion flames are visualized by using schlieren technique in order to analyze the combustion characteristics of hydrogen jet diffusion flames with focus on the flame reignition phenomenon.

• 해양환경안전학회지
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• 제30권2호
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• pp.165-175
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• 2024

수소는 기후변화 위기에 대응하기 위한 에너지원 중 하나로 주목받고 있다. 그러나, 수소는 밀폐된 공간에 누출되면 천장으로 상승하여 축적되고, 점화원과 만나면 화재나 폭발의 위험이 있다. 특히, 수소를 운송하거나 연료로 사용하는 선박은 여러 밀폐된 공간으로 구성되어 있기 때문에 수소를 안전하게 사용하기 위해서는 공간 내에서의 확산 특성을 파악해야 한다. 본 연구는 선박 내 밀폐된 공간에서 수소와 유사한 특성을 가진 헬륨의 누출방향에 따른 확산 특성을 실험적으로 파악하고, CFD 시뮬레이션을 통해 환기횟수가 25, 30, 35, 40, 45ACH로 증가함에 따라 누출방향에 따른 산소농도 변화를 파악하는 것이 목적이다. 연구 결과, 산소농도감소율은 -z 방향의 누출이 2%, +x와 +z 방향의 누출이 1%였으며, 환기소요시간은 -z 방향 누출이 15분 30초, +x 방향 누출이 7분, +z 방향 누출이 9분으로 누출방향에 따라 산소농도와 환기소요시간에 차이가 있음을 보여준다. 또한, 실험공간에서 환기횟수 35ACH 이상부터는 모든 누출 방향에서의 산소농도감소율과 환기소요시간에 유의미한 차이가 없었다. 따라서, 환기횟수를 증가하여도 산소농도와 환기소요시간이 개선되지 않았기 때문에 본 실험환경에서의 적정 환기횟수는 35ACH임을 알 수 있었다.

• 공업화학
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• 제30권6호
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• pp.687-693
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• 2019

수소전기차와 발전을 시작으로 수소연료전지 시장이 성장하면서 연료전지와 수소의 수요가 증가하고 있으므로, 조기 상용화와 시장 활성화를 위하여 연료전지의 내구성과 연료 이용효율에 관한 연구가 진행되어야 한다. 본 연구에서는 연료전지의 성능과 연료 이용효율을 최적화하기 위하여 양극 닫힌계의 운전조건에 대한 연구를 수행하였다. 부하 전류에 대한 배출 조건과 수소 공급 압력이 고분자전해질 연료전지의 성능에 미치는 영향에 대하여 평가하였고, 전해질막 두께에 대한 물의 역확산 영향을 분석하였다. 양극 닫힌계에서 수소극에 쌓인 물은 연료전지 전압이 3% 감소한 경우에 솔레노이드 밸브를 열어 배출하였다. 수소 공급 압력은 0.1~0.5 bar, 배출 시간은 0.1~1 s까지 변화시키면서 실험을 수행하였다. NR 211 (25.4 um) 전해질막의 경우 0.1 bar의 수소 공급 압력과 0.1 s 배출 시간 조건에서 수소 이용효율 98.9%의 가장 높은 연료 이용효율을 보였지만 잦은 flooding으로 인하여 장시간 운전 시 연료전지의 성능이 감소하였다. 이에 반해 NR 212 (50.8 um)의 전해질막에서 생성된 물과 질소의 역확산 속도를 늦추어 배출 간격을 늘리고 연료 이용효율을 높일 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.129-135
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• 1996

전해질로써 $Nafion^{(R)}$과 같은 고체고분자막과 수소/산소 가스가 계면을 형성할 경우의 전압전류특성을 측정하였다. 사용된 가스는 수소와 산소의 조성비를 달리하여 혼합한후 공급하였다. 사용된 전극은 상업용 탄소 기체 확산 전극을 이용하였으며 전극의 분산된 촉매와 전해질과의 접촉을 용이하게 하기위해 5% $Nafion^{(R)}$을 발라주었다. 직류전원 공급장치를 이용하여 산화 전극과 환원 전극에 걸어주는 전압을 조정하였다. 전압전류의 분석결과로부터 에너지효율은 수소/산소혼합물의 수소농도에 예민하게 의존함을 알 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제23권6호
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• pp.74-80
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• 2019

수소를 고압으로 압축하여 사용하는 수소충전소는 안전 확보를 위해 설비간의 안전거리를 규정하고 있다. 수소 충전소에서 발생하는 사고 중 대부분의 사고는 누출사고이며, 누출 시 점화로 인해 제트화염이 생성된다. 고압의 수소 누출로 인한 가스 확산 및 제트화염의 해석은 안전거리 설정에 가장 중요한 요소이다. 본 연구에서는 고압의 환경에서 운용되는 수소충전소에서 발생할 수 있는 누출사고를 대비한 안전관리 규정 도출을 위하여 누출원 크기별 누출조건을 모사하고 위험거리 등을 파악하여 향후 안전기준 제정 시 참고자료로 활용하고자 한다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2007년도 추계학술논문발표회 논문집
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• pp.323-327
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• 2007

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 추계학술발표회요약집
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• pp.331-331
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• 1998

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2001년도 추계학술발표회요약집
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• pp.292.2-292
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• 2001