• 한국항공우주학회지
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• 제36권10호
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• pp.1017-1025
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• 2008

본 연구에서는 무인항공기의 대기속도 및 압력고도를 측정하는 공력자료시스템(ADS)을 개발하였다. ADS는 비행제어시스템에 항공기 속도와 고도를 제공함으로써 실속속도 이하에서의 비행을 막고 고도유지 비행을 가능하게 하는 시스템이다. 무인항공기의 속도와 고도를 정확하게 측정하는 것은 비행성능을 확인하고 항공기의 안전성을 보장하기 위한 중요한 부분이다. 본 논문에서 개발된 ADS는 MEMS 압력센서, 저역통과필터, 마이크로 컨트롤러 그리고 피토튜브로 구성되어 있다. 온도보정과 압력보정을 통해 ADS 데이터의 오차를 줄였으며 비행시험에서 GPS 데이터와 ADS 데이터를 비교하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제28권4호
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• pp.271-280
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• 2016

근접거리에서의 폭발하중의 정확한 정량화에 대한 요구는 주요기반시설물, 빌딩 및 교량의 안전설계가 근접폭발에 대한 것이라는 점에서 매우 중요하다. 근접폭발에 대한 입사 및 반사압력은 높은 압력과 온도로 인하여 사용가능한 압력변환기로는 직접적인 측정이 매우 힘들며, 이는 근접거리에서의 압력과 충격량에 대한 합당한 예측을 가능하게 하는 확인되고 검증된 전산유체역학코드를 필요로 한다. 본 논문은 입사 및 반사 초과압력 및 충격량의 산정에 대하여 CFD 코드를 확인하고 증명하기 위한 수치해석에 대하여 소개하였다. 연구는 근접거리에 초점을 맞추어 수행되었으며, 근접폭발 시뮬레이션을 최적화하는 메쉬크기에 대에 대해서도 제안하였다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.1-8
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• 2021

주름관은 자체의 신축성으로 변형에 의한 파손에 대응하고 설비의 편리성으로 인해 소방장비, 스프링클러 배관 등에 널리 사용된다. 그러나 벽의 주름진 형상으로 인해 복잡한 내부 난류유동이 발생하게 되며, 파이프 유동에 중요한 설계인자인 압력강하의 예측이 어렵다. 주름관 내의 압력강하에는 그루브 높이, 길이, 피치 등 파이프 벽의 형상 인자가 영향을 준다. 기존의 연구에는 관 내의 사각형 그루브의 피치(P)와 높이(K)의 비가 5 보다 작은 D형관의 경우에 대하여 길이 변화에 따른 압력 강하에 관하여 연구한 사례가 있다. 본 연구에서는 길이와 높이 변화를 고려한 P/K가 2.8, 3.5, 4.67의 경우 유동의 Re 수가 55,000, 70,000, 85,000인 경우에 대해 압력강하에 대한 수치해석 연구를 수행하였고, 주름관 내의 압력강하는 P/K 가 작을수록 감소하는 것으로 해석되어 압력 강하가 그루브 가로 세로 비율의 변화에 영향을 받고, 그루브 높이가 증가하면 재순환 면적이 증가하기 때문에 영향을 받는다는 것을 보여주었으며, 레이놀즈 수가 클수록 압력 강하가 증가하는 결과를 얻었다.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제39권9호
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• pp.41-51
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• 2010

건물의 배수 및 통기시스템에서 나타나는 현상중에 확실한 내용이 아직 밝혀지지 않은 부분이 몇 가지 남아 있다. 이것은 19세기 말엽의 근대 위생공학의 시작 단계에서부터 잘 알려진 사실이다. 건물의 배수 및 통기시스템 운용에 대한 내용은 일반 공학과 특정 유체역학의 범위 내에서 가장 잘 이해할 수 있다. 건물의 배수 및 통기시스템의 운영에 종사했던 초기의 기술진들은 이러한 점을 잘 알고 있었으며 유체역학에 적합하게 응용한 많은 사례를 확인할 수 있었다. 제2차 세계대전이 끝나고 이에 대한 많은 연구가 진행되어 왔으며 특히 유럽에서 시작된 전후 재건 붐을 통해 배수 및 통기시스템의 설계에 좀 더 효율적인 접근이 진척되게 되었다. 이러한 배수시스템의 중심에는 배수관 내부의 오염된 공기가 배수구 또는 위생기구를 통하여 주거 공간으로 유입되는 것을 방지하는 트랩(Water Trap)이 있다. 배수트랩의 주요 기능인 봉수는 일반적으로 깊이가 40 mm에서 50 mm 정도로 위생기구의 종류에 따라 봉수의 깊이는 다소 차이가 있다. 배수관내 공기의 흐름이 중요한 것처럼 트랩의 봉수 메커니즘이 중요하기 때문에 이 메커니즘을 소홀히 여긴다면 안전한 배수시스템의 운영을 기대하기는 어렵다. 배수관 내의 공기의 흐름은 배수에 의해 유입되거나 또는 배출된다. 배수관에서 내부 압력의 불규칙한 변화로 인하여 야기되는 불안정한 배수의 흐름은 트랩의 봉수를 파괴하고 나아가 주거공간으로 오염된 공기가 새어 나갈 수 있는 통로를 제공하게 된다. 관내압력의 천이는 이로 인한 문제가 발생할 가능성이 있는 위치에 그 압력을 완화할 수 있는 장치를 설계단계에 반영하여 적용함으로써 제어할 수 있다. 건물 내부에 상당한 길이의 통기배관을 설치하는 것은 배관의 마찰손실로 인하여 천이 현상을 효과적으로 제어할 수 있는 확실한 방법이 되지는 못한다. 그렇지만 통기밸브를 설치하는 것과 같이 배수관 내로 공기를 공급해주는 유입구를 건물 내부에 분산 설치하는 것이 효율적인 통기방식이 될 수 있고, 정압 천이로 인한 위험을 줄여줄 수 있다. 통기밸브는 정압 발생의 원인이 되지 않으며 단지 정압에 반응하여 더욱 기밀하게 닫히며, 약화된 압력파를 반사할 뿐이다. 고층 건물에서 배수입상관과 평행하게 설치된 통기입상관(Parallel Vent Pipe)의 경우 극히 일부분의 정압 천이 현상을 완화할 수 있다. (통기 배관의 직경이 배수 입상배관과 동일한 경우 대략 1/3 정도임), 그러므로 정압의 천이로 인한 압력 파동은 배수 시스템의 나머지 부분을 통해 전파되어 배수 트랩에 영향을 미치게 된다. 정압의 천이가 예상되는 위치에 정압천이 완화 장치(Positive Air Pressure Transient Alleviation Device)를 사용하면 배관 내부압력의 급격한 상승을 방지하여 연결된 트랩의 봉수를 보호할 수 있다. 이렇게 되면 순간적으로 발생하는 배관내 압력의 급등 현상을 90% 정도까지 완화 시킬 수 있다. 경험적으로 배수시스템에서 배관이 완전하게 막혀 과도한 정압이 발생하는 경우는 거의 없다. 이러한 경우에는 가장 낮은 위치에 있는 배수 트랩의 봉수가 깨지면서 자연스럽게 배수시스템의 압력이 해소되게 된다. 이러한 사례는 통기 방식과 상관없이 발생할 수 있다. 실제와 유사한 시뮬레이션을 통하여 통기 밸브(Air Admittance Valves)는 전면 통기 시스템 (Fully Vented System)에서 최소한 트랩의 봉수 보호용으로 적합한 것이 확인 되었다. 어떤 경우 에는 고층 건물에 더욱 적합하다는 것을 확인할 수 있었다. 부압 해소용으로 통기밸브를 이용하고 정압완화용으로 정압 완화장치(PAPAs: Positive Air Pressure Transient Attenuators)를 사용하는 전면적 능동 제어시스템(Fully Engineered Designed Active Control System)이 사용자에게 육안으로는 확인하지 못하는 기능을 보장하면서 배수 시스템의 안전과 효율성에 대한 효과적인 방법을 제공하고 있다.

• 항공우주정책ㆍ법학회지
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• 제23권2호
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• pp.93-114
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• 2008

항공기는 편리하고 신속한 교통수단으로 세계화의 급속한 진전에 따라 19세기 후반 중요한 교통수단으로 발전되었다. 대규모의 물류 유통과 관광 및 사업으로 인적교류가 급속히 증대됨에 따라 항공교통의 비약적인 발전은 현대사회의 특징으로 볼 수 있다. 하지만 항공교통의 발전은 항공사고의 가능성을 높여주고 있고, 기존의 항공안전관리체계에 대한 제도적인 특성이 유지될 때에 심각한 항공사고 위험의 잠재성을 내포하게 된다. 따라서 항공안전관리제도에 대한 획기적인 대책이 요구되고 각국은 이에 대한 정책적 대응을 서두르고 있다. 한국도 예외는 아니어서 항공산업의 비약적 증가에 따른 항공안전 관리 체계의 적절한 정책 대응이 필요했지만 이에 효과적으로 대응하지 못해 많은 항공기 사고를 경험해 왔다. 본 연구는 국내 민간항공기의 사고가 지속적으로 발생하고 국제규범의 압력이 지속적으로 나타날 때 항공안전제도의 변화가 어떻게 나타나는가를 분석해 보고자 하였다. 일반적으로 정책은 제도의 지속성으로 인하여 항공사고와 국제규범의 압력이 있어도 쉽게 안 바뀌려고 한다. 그러나 항공기 사고와 국제규범의 압력과 함께 이러한 문제에 대해 정치권과 언론이 심각성을 인식하고 지속적이며 강력하게 항공안전관리체계의 획기적인 개선을 주장하게 되면 그러한 요구가 매개변수가 되어 어느 순간에 제도는 획기적으로 변화하게 된다. 이러한 특성을 가진 항공안전관리제도변화의 특성을 규명하고자 역사적 신제도주의 관점에서 제도변화를 시기별로 분석하였다.

• 한국산업안전학회:학술대회논문집
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• 한국안전학회 2002년도 춘계 학술논문발표회 논문집
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• pp.33-39
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• 2002

지난 97년 5월에 시행된 '기업활동규제 완화에 관한 특별법'과 H년 11월 IMF 금융위기와 함께 98년 2월의 정부 조직개편과정에서도 기업의 경쟁력 강화라는 미명하에 안전관련 조직이 대폭 축소되고 기업은 자율안전정책을 도입함으로서 안전활동에 많은 위축을 가져오면서 열사용기자재의 안전관리 역시 이러한 영향을 받아 검사와 제반 안전관리 업무 등에서 많은 축소를 가져오고 있다.(중략) 현재, '99. 8월 규제개혁위원회에서 $\ulcorner$고압가스안전관리법$\lrcorner$ 의 '안전성 향상계획서'와 $\ulcorner$산업안전보건법$\lrcorner$ 의 '공정안전보고서'를 작성하는 경우 보일러, 압력용기 및 철금속 가열로의 검사기간을 4년으로 연장키로 결정했다.(중략)

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2011년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.376-377
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• 2011

최근 Mg, Mg-Al합금, Al은 전자제품의 케이스, 차량의 휠 등의 신소재로서 활용성이 높아 사회적 수요가 급격히 늘고 있다. 이러한 수요 증가와 함께 관련 사업장에서는 취급 과정에서 폭발사고 위험성이 높아지고 있는데, 2010년도에는 국내 사업장에서 금속 분진에 의한 폭발사고가 4건이 발생하여 인명 및 재산피해가 발생하였다. Mg-Al합금의 폭발사고로 사망 1명과 부상 2명이 발생하였으며, Al분진의 폭발사고는 3건이 발생하여 사망 2명과 부상 3명의 인명피해로 이어졌다. 사고조사를 통하여 사업장에서의 금속분진에 대한 위험인식이 매우 낮은 것이 유사 사고가 반복되고 있는 가장 큰 이유로 알려지고 있는데, 이는 금속분진에 대한 부족한 안전기술정보와 밀접한 관련이 있다. 본 연구에서는 Mg, Mg-Al합금, Al등을 취급하는 관련 사업장에서 폭발사고 예방대책을 위하여 활용할 수 있는 폭발특성에 관한 안전기술정보 제공을 목적으로 하고 있다. 보다 구체적으로는 사고 다발 금속분진에 대한 위험성 이해에 도움을 될 수 있도록 동일 입경분포 조건에서의 위험성을 정량적으로 평가하였으며, 이를 위하여 각 금속분진의 동일 입경 조건에서 최대폭발압력, 폭발하한계 등의 폭발위험성 데이터를 실험적으로 조사 하였다. 조사한 시료는 평균입경 200 mesh의 Al, Mg, Mg-Al(60:40 wt%)로서 입도분석기(Beckman Coulter LSI 3320)를 사용하여 측정한 결과 평균입경은 약 $155{\mu}m$로 나타났다. Al분진의 농도변화에 따른 폭발압력을 조사한 결과, 최대폭발압력(Pmax)은 7.9 bar였으며 최대폭발압력상승속도 (dt/dP)max는 농도 $1500[g/m^3]$에서 322 [bar/s]로 최대가 되었으며 폭발 하한계(LEL)는 $70[g/m^3]$가 얻어졌다. 반면에 순수한 Mg의 LEL은 $30[g/m^3]$였으며 Pmax는 6.4 bar, (dP/dt)max는 100 [bar/s]가 얻어졌다. 이러한 결과로부터 LEL이 낮은 Mg는 Al보다 연소성이 큰 것으로 나타났으며, Al은 화염을 유지하는데 필요한 최저 열분해 가스농도를 확보하는데 Mg보다도 고농도의 분진이 필요함을 알 수 있었다. 또한 Mg-Al(60:40 wt%)의 LEL은 $50g/m^3$이었으며 Pmax는 9.4 bar, (dP/dt)max는 472 [bar/s]가 얻어졌다. 이러한 결과로부터 Mg-Al(60:40 wt%)합금의 연소성을 살펴보면 착화하기 쉬운 정도는 Mg와 Al의 성분비에 의해 변화하지만 Mg와 Al의 중간 정도로 나타나는 반면, Pmax는 Mg 또는 Al의 단독 물질 성분보다도 매우 큰 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통하여 단일 성분의 Mg와 Al보다도 Mg와 Al이 일정 비율로 구성된 Mg-Al합금의 경우가 화재폭발 위험성이 증가한다는 사실을 알 수 있었으며, 이와 같은 폭발위험특성 자료를 활용하여 분진의 보관, 취급, 폐기 등의 지속적 관리가 필요하며 사업장 특성에 적합한 안전대책을 통한 사고예방대책이 요구된다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.61-70
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• 2023

본 연구에서는 수소저장시설의 폭발에 대한 시설물의 안전성 평가를 위하여 수소 폭발에 의한 발생된 충격파의 효과와 그에 따른 구조물의 손상도 평가에 대한 해석적 연구를 수행하였다. 이를 위하여 수소저장시설의 폭발효과에 미치는 주요 설계변수로 수소저장시설의 부피(10~50,000 L), 잔존용량(SOC, 50% 및 100%) 및 초기 압력(50 MPa 및 100 MPa)을 고려하여 폭발 시나리오를 수립하였다. 수소폭발효과를 도출하기 위하여 수소의 기계적 에너지와 화학적 에너지를 고려한 TNT 등가량 산정방법을 활용하였다. 환산된 TNT 등가량에 대하여 기존 UFC 3-340-02의 Kingery-Bulmash 폭발하중 설계차트를 개선한 평가식을 적용하여 수소 폭발 모델을 제안하였다. 수소 폭발 모델은 거리별 압력과 충격량에 대하여 지난 수소 탱크의 폭발실험 결과와 비교하여 검증되었다. 검증된 수소폭발 모델을 활용하여 시나리오에 따른 변수해석을 수행하였으며 폭발 중심으로부터의 이격거리에 따른 압력과 충격량에 대한 설계차트를 제시하였다. 더욱이 이 압력과 충격량 설계차트와 압력-충격량(PI) 다이어그램을 활용하여 압력과 충격량의 수준에 따른 구조물의 미세손상, 주요부재손상 및 부분 붕괴의 3단계 손상도와 이격거리에 따른 설계차트를 제안하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권3호
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• pp.347-355
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• 2022

안전밸브(PSV)는 다양한 원인으로 발생하는 압력이 설정 압력에 도달하면 자동적으로 스프링이 작동하면서 분출되고 일정 압력 이하가 되면 정상상태로 복원되는 안전장치이다. 안전밸브는 압력상승 등 비정상 상태에서 정상 작동할 수 있도록 주기적인 검사와 모니터링 이행이 필수적이다. 그러나 현행 안전검사는 정해진 주기에만 수행되고 있어 정상작동 여부의 안전성을 확보하는 데 어려움이 있다. 따라서 안전관리에 필요한 안전밸브의 고장모드와 원인요소를 찾아 평가항목을 개발하였다. 그리고 항목의 우선순위를 도출하여 안전성 확보를 위한 의사결정 정보를 제공하고자 한다. 이를 위해 15명의 전문가를 대상으로 안전밸브(PSV)의 Failure Mode Cause Factor(FMCFs)와 관련하여 중요하다고 판단되는 평가요인을 도출하기 위해 3차례에 걸친 델파이(Delphi) 조사를 수행하였다. 그 결과 안전밸브의 6개 고장모드와 그 하위요인 22개의 평가요인을 선정하였다. 이와 같이 선정된 평가요인들의 우선순위를 분석하기 위해 계층구조를 도식화하였고 우선순위 계산에는 계층적 의사결정 방법(AHP)을 적용하였다. 분석결과 FMCFs의 고장모드 우선순위는 'Leakage'(0.226), 'Fail to open'(0.201), 'Fail to relieve req'd capacity'(0.152), 'Open above set pressure'(0.149), 'Spuriously open'(0.146), 'Stuck open'(0.127) 순으로 확인하였다. FMCFs의 하위 우선순위는 'PSV component rupture'(0.109), 'Fail to PSV size calculation'(0.068), 'PSV Spring aging'(0.065), 'Erratic opening'(0.059), 'Damage caused by improper installation and handling'(0.058), 'Fail to spring'(0.053) 등의순으로확인하였다. 우선순위가 결정된 FMCFs 효율적인 관리를 통해 안전밸브의 취약점을 파악하고 안전성을 향상하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국가스학회지
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• 제16권2호
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• pp.9-13
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• 2012

본 연구에서는 화력발전소의 재열기 내에 과열증기가 이상 고온이 될 때 과열증기를 냉각하는 과열증기 냉각기의 온도 안전성에 대하여 열전달 해석을 통해 진단하였다. 과열증기 냉각기 내부에 냉각을 위해 액체상태의 냉각수가 밀폐 공간 내에 존재한다. 이곳은 고온의 과열증기에 노출되어 있는 부분으로 가열에 의해 비등이 발생하면 내부 압력이 상승하여 냉각기가 견딜 수 있는 허용 압력 이상으로 되게 된다. 이렇게 되면 냉각기가 파손되거나 냉각수가 역류가 일어나서 안전하지 않게 된다. 본 연구에서는 이의 진단을 위해 냉각기의 형상을 합리적으로 단순화 하고 단열재 여부, 내부 냉각수의 자연대류 유동 고려 여부 등으로 구분하여 4 가지 경우의 열전달 해석을 수행 하였다. 냉각기 내부에 있는 액체 상태의 냉각수에 대하여 자연대류 유동을 고려하지 않는 경우는 온도 상승과 이에 따른 압력 상승으로 안전하지 않은 것으로 나타났다. 그러나 실제 현상인 냉각수의 자연대류 유동을 고려하고 단열재를 사용한 경우에는 냉각수의 자연대류 유동에 따른 고온 영역에서 저온 영역으로 활발한 열전달이 발생하여 냉각수가 허용온도와 허용압력 이하에서 운전되고 있음을 알았고 이에 따라 과열증기 냉각기는 안전하다는 것을 판단할 수 있었다.