• Composites Research
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• 제36권1호
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• pp.32-36
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• 2023

최근 탄소 중립 등 지속 가능한 발전을 위한 지구환경 문제가 대두되면서 기존 풍력터빈의 소재인 유리섬유 복합재의 폐기 시 처리 방안이 문제가 되고 있다. 이를 해결하기 위해 본 연구에서는 기존의 유리섬유 복합재를 대체할 수 있는 친환경 복합재인 아마섬유 기반 복합재를 활용하여 30kW 풍력터빈 블레이드를 제조하고 적합성을 평가하였다. 먼저 친환경 천연 아마섬유 복합재의 풍력터빈 블레이드 소재로 활용 가능성을 검증하기 위해 기계적 강도 시험을 수행하였으며, 그 결과 선행 아마섬유 복합재 물성 연구 대비 좀 더 우수한 강도가 측정된 것을 확인하였다. 또한 제작된 30kW 급 아마섬유 복합재 블레이드를 활용하여 아마섬유 복합재 블레이드의 정적강도를 측정하는 정적강도 성능평가 시험을 통하여 적합성을 확인하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제11권5호
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• pp.35-41
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• 2012

Liquified hydrogen peroxide as a monopropellant is drawing an attention as a power generating energy source for a machine requiring simple and light weight structure. The liquified hydrogen peroxide is attracted due to its outstanding applicability because it doesn't require an oxidizer and discharge a hazardous product. For the further industrial applications, however, a feasibility study should be carried out carefully in the aspect of the specific power density. In this study, a prototype of vane motor driven by the liquified hydrogen peroxide with high density of upper 95% was developed and its performance characteristic such as a specific power density was estimated via measuring pressure and rotation speed of the vane motor. The specific power density obtained by numerical simulation using FSI analysis supported by experimental results was up to $0.02kW/kg_{f}$, which reaches at the level of the latest developed fuel cell.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권8호
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• pp.543-556
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• 2016

본 연구에서는 5 MW 급 대형 풍력터빈 절연커플링의 시험평가 장치를 자체설계 개발하였다. 3 MW 급 대형 풍력터빈용 절연커플링에 대한 공인성능시험평가를 수행하고 시험장치에 대해서는 개발요구도, 장치설계, 기능적 고려사항, 구조진동해석 및 검토 결과를 제시하였다. 본 연구에서 고려한 대형 풍력용 절연커플링 모델과 같이 필라멘트와인딩 공법으로 제작된 두꺼운 유리섬유 복합재 파이프의 경우 shell 요소 기반의 유한요소 해석기법과 두께 효과를 정확하게 모델링 할 수 있는 복합재 적층형 3D solid 모델링 기법의 비교결과를 제시하였다. 또한 다수의 판스프링이 적층된 형태로 제작된 디스크팩 구조에 대한 효과적인 비선형 유한요소 해석기법을 제시하고 시험평가 결과와 비교 검증을 수행하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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• pp.73-76
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• 2006

본 연구에서는 독일 율리히 연구소에서 도입된 면적 200mm*200mm의 연료극 지지체 평판형 SOFC 셀 및 금속 분리판 40장을 적층하여 5kW급 SOFC 스택을 제작하고 연속운전을 수행하여 운전특성을 분석했다. 본 연구를 통해 도입된 5kW급 SOFC 스택은 외국에서 시도된 적이 없는 평판형 SOFC스택의 가압운전을 시도해 보는 것으로서, 스택의 임계압력 특성을 확인하고, 이를 바탕으로 가스터빈-연료전지 하이브리드 시스템에서의 SOFC 스택 가압 운전기술을 확보하는 것이다 이러한 목적을 위해 본 연구에서는 상압형 5kW급 SOFC 스택 운전시스템에 대한 구성과 설계, 전반적인 운전 특성평가 (40셀 스택 운전 열 사이클 시험 연료 전환 $(H_2{\rightarrow}pre-reformed\;gas)$, 1200시간 연속운전 등)가 이뤄졌다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권4호
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• pp.395-406
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• 2023

우리나라 열병합 발전소에서 운영되고 있는 최신 증기터빈의 출력과 효율 향상을 위한 첫 번째 기술적인 진보는 고온, 고압의 증기를 사용할 수 있는 소재 개발의 진척이라고 할 수 있다. 소재의 발전과 더불어 증기터빈의 내부효율 향상을 위한 설계적 노력의 결실로 높은 효율의 증기터빈이 제작되었다. 오랜 기간 운전 중인 증기터빈의 내부효율은 기계적 수명의 한계로 점차 손실이 발생하고 효율과 출력이 떨어지게 된다. 이러한 이유로 본 연구에서는 상용프로그램을 이용하여 열병합 발전소용 고압(HP)-중압(IP) 증기터빈의 증기유로 성능해석을 수행할 수 있는 모델을 개발하고 성능계산 방법을 제시하고자 한다. 증기터빈의 복잡한 성능계산방식으로 인해 증기터빈 실무자들에게 실질적으로 유용한 참고문헌이 될 수 있도록 주요 변수들을 제시하였다. 또한 증기터빈 성능계산에 필요한 열정산도 분석과 증기터빈 성능계산 결과의 적합성을 성능시험 결과와 비교 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.198-200
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• 2017

보조동력장치(Auxiliary Power Unit: APU)는 항공기에 장착되어 주엔진의 지상 및 공중 시동을 위한 에너지를 공급하고 항공기의 비상 및 보조 전원을 공급하는 역할을 하는 소형 가스터빈엔진이다. 항공기용 APU는 구조가 간단하고 소형이지만 유인 항공기에 장착되기 때문에 높은 신뢰성이 요구되므로 인증 절차를 통하여 그 신뢰성을 입증하여야 한다. 한국항공우주연구원은 2007년부터 2012년까지 한화 테크윈과 함께 축적된 국내 연구개발 역량 및 경험을 바탕으로 헬리콥터용 APU의 설계/해석, 제작 및 조립, 개발시험 및 인증시험을 평가를 성공적으로 완료하였다. 본 논문에서는 헬리콥터용 보조동력장치의 개발 및 인증 과정에 대하여 정리하였다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제1권1호
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• pp.107-113
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• 2013

본 논문은 산업현장에서 발생하는 폐열원을 이용하여 200kW의 발전을 하기위한 터빈의 개발에 관한 전반적인 과정이 제시되었다. 유기 랭킨 사이클에 적용되는 터빈은 세계적으로도 개발이 활발히 진행되고 있는 단계이며, 시장 성장에 관한 잠재성이 크다. 따라서 국내의 연구기관에서도 많은 관심을 가지고 연구가 진행되고 있지만 상품 개발까지는 아직 도달하지 못하고 있는 상황이다. 본 논문에서는 유기 랭킨 사이클에서 작동하는 200kW급 터빈을 개발 하는데, 사이클 해석을 바탕으로 비속도 분석, mean line 해석, 3차원 해석 과정이 설명되었다. 그리고 해석 결과를 바탕으로 터빈 요소 부품을 제작하였고, 회전체 안정성 시험 및 성능시험을 수행하였다. 터빈 개발은 세계적으로도 활발히 이루어지지만 개발 과정과 단계에 대한 사항은 기업 비밀이란 이유로 공개 되지 않는 실정이다. 본 논문은 유기 랭킨 사이클용 터빈의 개발에 있어 어떠한 과정과 단계로 진행되는지 참고가 될 수 있을 것이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권2호
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• pp.114-123
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• 2018

풍력타워는 수직형 풍력터빈의 성능을 향상하기 위하여 사용되어진다. 하지만 풍력타워의 성능은 내부반경, 외부반경, 안내벽의 개수 등의 설계변수에 의하여 좌우된다. 따라서 본 연구에서는 풍력타워의 효율적인 설계변수를 찾기 위하여 실험적인 연구를 수행하였다. 실험에 사용된 풍동의 시험부는 높이 2 m, 폭 2.2 m이며, 7개의 안내벽을 가진 풍력타워의 한 층을 모델로 제작하고, 그 내부에 풍력터빈을 설치하였다. 다양한 설계변수에 대하여 실험을 하기 위하여 세 가지 종류의 안내벽을 사용하였다. 상대적인 성능평가를 위하여 동일한 입구속도에서 풍력타워를 원주방향으로 회전이동하여 출력계수를 측정하였다. 실험의 결과에서 풍력타워의 내부반경과 풍력터빈의 회전반경과의 간격이 풍력터빈의 성능을 향상하는데 가장 큰 영향을 미치는 변수임을 보였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.892-895
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• 2017

대형 가스터빈 연소기 구성품인 단일 압력선회식 연료분사기(Pressure swirl simplex liquid injector)를 설계, 분무특성 및 성능을 시험을 통해 평가하였다. 공급 압력 대비 분무 유량을 측정하여 설계점 기준 분무유량과 비교하였으며 섀도우그래프(Shadowgraph)를 통해 분무가시화이미지를 기록, 분무의 형상을 정성적으로 파악하고 분무각을 측정하였다. 시험 결과 동일한 공급압력 대비 측정된 분무유량은 설계점 기준 유량과 거의 일치하여 설계 및 제작의 정합성이 확인되었으며 섀도우그래프 이미지를 통해 연료분사기의 분무형상을 파악하고 설계 의도된 분무각이 나타남을 확인할 수 있었다. 이를 기반으로 향후 PDA(Phase Doppler Anemometry)를 통한 분무측정을 통해 보다 구체적인 연료 분사기의 분무 성능 및 특성을 파악할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권10호
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• pp.60-65
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• 2003

회전분무시스템을 적용한 가스터빈연소기의 점화특성을 연구하기 위한 실험적 연구를 수행하였다. 연료분사는 연료를 회전연료노즐의 내측에 공급한 후, 고속모터로 회전하는 연료노즐에서 발생하는 원심력을 이용하여 분사되는 방식을 이용하였다. 실물크기의 연소기 및 시험리그를 제작하여 한국항공우주연구원의 연소시험설비를 이용하여 대기압 조건에서 연소시험을 수행하였다. 시험결과 이 연소기의 점화성능은 연료노즐의 회전속도를 증가하거나 감속할 경우 연소가스의 온도가 급격하게 변화되는 특성이 있음을 알 수 있었다.