• 한국가스학회지
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• 제20권1호
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• pp.29-39
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• 2016

폭발성 가스가 존재하는 위험장소에서 사용하는 전기기기는 폭발성 가스의 점화원이 되지 않도록 설계되어야 한다. 내압방폭 구조의 설계는 전기 스파크를 발생시키는 부품을 가진 용기가 내부에서 가스나 증기의 폭발시 최대 압력에 견디고 내부 화염이 외부 가스나 증기 폭발로 전파되지 않도록 설계되어야 한다. 이 논문은 화염 틈새를 통해 외부로 분사되는 연소 생성물의 분사가 외부 가스나 증기를 점화시킬 정도의 온도나 에너지를 가질 수 없도록 하는 MESG(Maximum Experimental Safe Gap)의 중요한 물리적인 메커니즘에 대해 설명하였다. IEC 60079-20-1:2010 기준에 의해 프로판과 아세틸렌의 MESG를 실험하여 MESG 값을 측정하고 가스폭발시의 최대 폭발압력을 측정하였다. 결과로는 최소 MESG가 측정될 때 가스의 농도는 화학당량 농도보다 높고 폭발압력은 최소 MESG에서 가장 높게 나타났다.

• 한국기계가공학회지
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• 제15권2호
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• pp.89-96
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• 2016

Growing concerns regarding environmental pollution have increased the demand for green vehicles. Green vehicles include electric vehicles, compressed natural gas vehicles, fuel cell vehicles, and vehicles running on fuels such as bio diesel or an ethanol blend. CNG vehicles are equipped with a cylinder valve installed in a high-pressure vessel to control the CNG flow. For this purpose, the optimum design of cylinder valve solenoid is necessary to secure at driving a CNG vehicle. In this study, electromagnetic field analysis to ensure the reliable operation of the solenoid was conducted by using a Maxwell V15. The electromagnetic field analysis was performed by magnetostatic technique according to distance between magnetic poles in order to predict the attraction force. Finally, the attraction force was validated through comparison between the Maxwell results and the measurement results. From the results, the error of attraction force was found to be 2.85 N to 6.5 N under the testing conditions.

• 한국해양공학회지
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• 제30권3호
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• pp.201-207
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• 2016

In this paper, an aluminum pressure vessel (cylinder) for a 200 m water depth is designed and analyzed. Because of their lack of usage in the deep sea, only a few papers about pressure vessels subjected to external pressures have previously been published. Moreover, the high level of imported external-pressure-vessel products limits the academic pursuit. Yet, research on internal pressure vessels is widely available because of their broad usage at onshore. This paper presents the process of basic designing and modelling of pressure vessels using the design rules of American Standard of Mechanical Engineering (ASME) Section VIII Division 1. To promote understanding, finite element analysis (FEA) result of an existing sample cylinder which was not designed by ASME code is compared with the design obtained in this paper. Several methodologies are used for the finite element analysis, including rectangular, cylindrical, and axisymmetric coordinate, to attain an accurate stress result. Same dimensions except the thickness of the cylinder and loading condition of 0.200 MPa was given for the current study. Finally, a rigorous design procedure is added for the bolt and boundary conditions of the cylindrical body and its ends. The obtained stress level satisfies the allowable design stress value specified in the ASME code.

• 한국가스학회지
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• 제22권1호
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• pp.1-8
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• 2018

수소연료전지 자동차 압력 용기에는 연료전지 스택으로 수소의 흐름을 제어하기 위해 전자 밸브가 부착되고 있다. 전자 밸브의 솔레노이드는 전기 신호에 의해 유로를 개폐하는 역할을 하며, 전원이 인가되는 시간이 경과함에 따라 온도가 상승하여 일정 온도에서 포화된다. 특히 온도의 상승은 솔레노이드의 흡인력을 감소시키므로 안정적인 수소 공급을 위해서 설계 시 포화 온도와 온도에 따른 흡인력 특성 파악이 요구된다. 본 연구에서는 솔레노이드 설계 변수에 따른 포화 온도 계산식을 제안하고 열 유동 해석을 통해 타당성을 확인하였다. 또한, 온도에 따른 흡인력 변화를 분석하기 위해 전자기장 해석을 수행하였으며 온도 특성 실험을 통해 포화 온도와 흡인력 해석 결과를 검증하였다. 포화온도는 계산식과 해석결과를 비교하였을 때 $5.3^{\circ}C$, 해석 결과와 실험 결과를 비교하였을 때 $5.9^{\circ}C$의 오차가 발생하였으며, 흡인력은 1.0 N, 최대 2.1 N의 오차가 발생하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제18권8호
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• pp.67-73
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• 2019

An ultra-high pressure treatment device is a device used for increasing the shelf life of food by sterilizing it by applying hydrostatic pressure to solid or liquid food. The ultrahigh pressure treatment system developed in this study is a pressure vessel with a processing capacity of 100 L and a maximum pressure of 700 MPa. Pressure vessels for ultrahigh-pressure processing equipment are manufactured using wire-winding techniques. The design formula for making ultra-high pressure vessels with wire windings is given in ASME Section VIII - Division 3. In this study, the ratio of the cylinder to the winding area that can be applied in a wire-winding application was analyzed using a finite element analysis. Furthermore, the relationship between the variation of the residual stress in the vessel and the ratio of the winding area due to the variation of the winding tension was analyzed, and a design guide applicable to the actual product design was developed. Finally, the design equation was modified by presenting the coefficients to correct the difference between the finite element analysis and the design equation.

• 한국가스학회지
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• 제25권5호
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• pp.19-29
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• 2021

기후변화에 대응하기 위해 세계적으로 이산화탄소 및 대기오염 물질 배출 규제가 점차 강화됨에 따라 내연 기관 자동차를 친환경 자동차로 전환하려는 추세이다. 이는 정부의 수소 에너지 활성화 정책에 따른 충전 인프라 구축, 충전 설비 핵심 부품의 국산화 지원으로 가속화되고 있다. 본 연구에서는 유한 요소 해석을 통해 수소 연료 전지 자동차 용기 밸브의 과류 방지 장치를 설계하고, 시험을 통해 성능을 평가하였다. 주요 시험 항목인 정수압, 연속 작동, 압력 임펄스, 누설, 작동 시험을 ISO 12619-2, ISO 12619-11의 시험 방법에 따라 수행한 결과 요구 조건을 만족함을 확인하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제4권6호
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• pp.187-195
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• 1996

Because an alternative refrigerant(HFC-134a) is being used instead of CFC-12 for automotive air-conditioning system, newly designed air-conditioning components are necessary due to changes in characteristics. Optimum design scheme for receiver dryer in an automotive air-conditioning system is described with emphases upon the volume of desiccant and container. The volume of the container, that is manufactured based on the study, is reduced down to one half of the existing receiver dryers.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.203-206
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• 2005

The objective of study on composite cylinder for alternative fuel vehicle is to develop safe, efficient, and commercially viable, on-board fuel storage system for the fuel cell vehicle or natural gas vehicle that use highly compressed gaseous fuel such as hydrogen or natural gas. This study presents the whole procedure of development and certification of a type 3 composite cylinder of 207bar service pressure and 70 liter water capacity, which includes design/analysis, processing of filament winding, and validation through various testing and evaluation. Design methods of liner configuration and winding patterns are presented. Three dimensional, nonlinear finite element analysis techniques are used to predict burst pressure and failure mode. Design and analysis techniques are verified through burst and cycling tests. The full qualification test methods and results for validation and certification are presented.

• 기계저널
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• 제34권11호
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• pp.859-866
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• 1994

석유화학플랜트에서 운용되는 반응로, 저장탱크, 열교환기 등의 압력용기 그리고 배관 등의 시 설물은 장기간 사용함에 따라 고온, 고압, 부식성 분위기, 열응력, 피로 등 여러 가지 요인으로 경년열화되어 노후화 된다. 일반적으로 이들 설비들에서 작용하는 유체나 가스의 누출은 화재나 폭발과 같은 재해 뿐만아니라 주위 환경을 오염시켜 공해를 유발하게 되며, 이들 시설물에 대한 신뢰성 및 안전성 확보는 국가기간 산업에서 매우 중요하며 이와 관련된 장치의 설계, 시공 뿐만 아니라 시험검사 및 평가기술 측면에서도 중요시되고 있다. 플랜트 시설물에 대한 가동중 주기적인 안전진단은 현상의 파악 뿐만 아니라 인명과 재산의 손실을 미연에 예방하고 경제적 이고 효율적인 운영계획 수립에 필수적인 것이다. 이 글에서는 국내 석유화학플랜트의 검사현 황을 알아보고 앞으로 플랜트의 효율적 운영 및 안전 운전을 위한 가동중검사 기술 및 개선대 책에 대하여 기술하고자 한다.

• 기계저널
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• 제31권3호
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• pp.244-250
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• 1991

본 글에서는 EPFM을 이용한 구조물의 건전성 평가법을 소개하였다. 이러한 방법을 원자력발 전소 NSSS평가에 적용하면 좀 더 정확한 해석결과를 얻을 수 있으며 불필요한 가동중단이나 보수작업을 피할 수 있다. 한편 ASME XI에서 현재 제정중인 EPFM 관련법규도 소개하였는데, 가까운 장래에 결정될 최종안에는 약간의 내용변화가 있으리라 생각된다. 근래에는 건전성평 가를 위한 컴퓨터 소프트웨어가 많이 개발되어 이용되고 있다. 필자들이 아는 바로는 B & W 사에서 개발한 DPFAD, Structural Integrity Associate 사에서 개발한 PC-CRACK, 그리고 LBB 설계용으로 EPRI에서 개발한 FLET등이 있다. 국내에서는 필자들에 의해 개발된 EPIES가 있 는데 자세한 내용은 관련문헌(10,11)을 참고하기 바란다. 본 글에서 소개한 EPEM 평가법은 원 자력 발전소뿐만 아니라 가동온도가 높고 연성재료가 널리 사용되는 화력 발전설비, 석유, 화 학설비 및 제철설비 등에도 공통적으로 적용될 수 있다.