• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.141-148
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• 2023

The thermodynamic performance of the electrochemical hydrogen compressor was analyzed to perform a comparative analysis with the performance of the mechanical compressor. The performance was analyzed through the applied current and the measured voltage value. The test results showed that the efficiency of the electrochemical hydrogen compressor was high in the low current density range. In addition, it was confirmed that the amount of increasing compress work of the electrochemical hydrogen compressor is smaller than that of the mechanical compressor. Therefore, it is expected to have higher efficiency than mechanical compression when compressed with a sufficiently high-pressure range.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권10호
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• pp.985-993
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• 2015

자유피스톤 스털링 엔진(Free-piston Stirling Engine, FPSE)은 석유자원 고갈로 인한 에너지 비용 상승으로 활발하게 연구되고 있는 신재생 에너지와 폐에너지 회수를 위한 핵심 에너지 변환장치로 주목받고 있다. 기존 스털링 엔진은 두 개의 피스톤과 기구부로 구성되어 열에너지를 기계동력을 변환한다. FPSE 는 기존 스털링 엔진의 단점인 기구부를 제거하고 각각의 피스톤에 스프링을 연결하여 진동 시스템으로 구성된 엔진으로서, 올바른 엔진 설계 및 운전 제어를 위하여 정교한 동역학 성능 예측이 필수적이다. 본 논문에서는 FPSE 의 외부 부하를 고려한 동역학 성능 예측 모델을 제시하고 선형 및 비선형 해석을 통한 성능 예측 방법론을 제시하였다. 선형 해석은 고유치 해석을 통한 근궤적 선도를 이용하여 엔진의 작동점을 예측한다. 비선형 해석은 외부 부하 감쇠의 선형항과 비선형항을 고려하여 수치적분을 통해 엔진 피스톤의 진폭을 예측한다. 이러한 동역학 성능 데이터는 엔진 출력 성능 예측에 활용된다. 또한, 본 논문의 해석 모델은 대표적인 FPSE 인 RE-1000 의 실험결과 및 기존 해석 연구들과 비교/검증하여 신뢰성을 검토하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권5호
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• pp.413-421
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• 2014

제습 냉방시스템은 증발식 냉각기를 이용하여 공조 공기를 냉각하는 시스템으로 전기구동 냉각기 없이 열에너지만으로 냉방 공급을 수행할 수 있다. 따라서, CFC 계열의 냉매 사용에 의한 오존층 파괴 및 하절기 냉각기 가동에 의한 첨두 전력부하의 증가 등 기존의 냉방시스템이 야기하는 여러 가지 문제점들을 해결할 수 있다. 본 연구에서는 제습 냉방시스템의 효율을 향상시키기 위해 냉방 성능과 엑서지 해석을 수행하였다. 특히 열역학 제2법칙에 근거한 엑서지 해석을 이용할 경우 전체시스템과 구성요소에서의 엑서지 파괴의 원인을 분석함으로써 시스템의 효율과 관련된 주제에 대하여 더욱 본질적인 측면에서 접근할 수 있다. 본 연구의 목적은 재생온도와 외기조건의 변화에 따른 재생 증발식 냉각기를 이용한 제습 냉방시스템의 성능계수, 냉방용량, 엑서지 성능을 평가하는 것이다.

• 한국추진공학회지
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• 제2권2호
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• pp.74-82
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• 1998

복합발전 사이클은 가스터빈이나 스팀터빈으로부터의 출력을 이용하여 전개를 생산하기 위한 발전기를 구동시키고 배영회수기로부터 나온 증기를 스틸터빈에서 팽창시킴으로서 부가적인 동력을 얻는 장치를 가리킨다. 보통 가스터빈 배기로 부터의 온도는 $400{\sim}650^{\circ}C$정도로서 배열회수기에서 효과적으로 스팀을 생산할 수 있는 수준의 온도이다. 복합 사이클은 일반적으로 상부사이클과 하부사이클로 구분하는데 대부분의 열에너지 공급이 이루어지는 상부사이클을 브레이돈사이클 이라하며 브레이돈사이클에서 소비되는 에너지는 보다 낮은 온도 수준인 하부사이클에서 회수된다. 이러한 복합사이클은 최근 들어 더욱 보편적으로 적용되고 있는데 그 이유는 첫째, 가스터빈이나 스팀터빈이 독자적으로도 충분히 기술적인 검증을 받은 열기관으로서 초기에 비해 개발비가 저렴해졌다는 데 있고, 둘째, 작동유체인 공기가 $1000^{\circ}C$ 이상에서도 별다른 문제없이 적용될 수 있는 안전한 유체이고 비용이 전혀 들지 않는다는 점이다. 그 뿐 아니라 스팀터빈에 사용되는 물도 중저온에서 매우 저가로 공급할 수 있고 쉽게 공급이 가능하다는 이점으로 하부사이클에의 적용이 매우 양호하다는 점이다. 최근 소재기술의 개발에 따른 터빈입구온도의 향상은 이러한 복합발전 사이클의 기술적, 경제적 이점을 더욱 강화시켜 주고 있다. 본 연구에서는 3압에 의한 복합사이클에 대한 성능해석을 통하여 상부사이클이 전체 복합발전 성능에 미치는 영향을 조사하였으며 그 결과를 서인천 복합발전 인수 성능시험결과와 비교하였다. 본 연구결과는 현재 개념설계가 이루어지고 있는 장차 150~200MW수준의 산업용 가스터빈 개발에 중요한 방향제시를 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.1907-1914
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• 2013

터널 내부의 지열을 활용하여 지열 냉난방 시스템 가동에 필요한 열에너지를 얻을 수 있는 텍스타일 형태의 지중열교환기(에너지 텍스타일)를 충남 서천군 일대의 철도 폐터널 벽면에 시험 시공하였다. 현장에 설치된 에너지 텍스타일의 성능을 평가하기 위해 냉방 운영과 난방 운영에 대한 일일 냉난방 모사 시험을 수행하였다. 일일 냉난방 모사 시험을 진행하는 동안 터널 벽면에 설치된 지중 열교환기로 유입/유출되는 순환수의 온도, 순환 유량, 터널 벽면 내부 지반의 온도, 터널 내부의 온도를 지속적으로 측정하였다. 시험을 통해 현장에 설치된 에너지 텍스타일은 난방가동에서 에너지 텍스타일 유닛당 57.6~143.5 W의 열교환률을 보였고 냉방가동에서는 362.3~558.4 W의 열교환률을 보였다. 또한, 시험결과로부터 터널에 설치된 지중열교환기의 열교환 성능은 터널 내부 기온의 변화에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한, 전산유체 수치해석을 통하여 터널 내부 기온 변화를 고려한 현장 시험을 모사하여 적용된 수치해석 모델을 검증하였다. 검증된 수치해석 모델을 이용하여 콘크리트 라이닝 내부의 유도 배수재 설치 유무에 따른 에너지 텍스타일의 열적 거동에 대한 매개변수 연구를 수행하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.149-149
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• 2009

본 연구는 고압전력용 중전기기의 몰드절연 및 옥외용 LED의 절연소재는 기기내부에서 발생된 열에너지를 외부로 방사시키는 것이 무엇보다 중요한 것이다. 이런 이유로 고압전력용 전력기기 대부분은 상당한 체적분을 가지고 있기에 초절연을 가지면서 고열전도를 갖는 나노콤포지트를 개발하기위해 에폭시 메트릭스 기반 질화알루미륨의 표면 처리를 실시하여 에폭시 AIN Nanocomposites를 제조하였다. 나노입자의 균질분산은 나노콤포지트 열전도와 초절연성능에 크게 영향을 주게 된다. 이런 소재개발을 위해 에폭시메트릭스에 나노입자의 충진함량을 3wt%로 하였다. 전처리공정을 통하여 에폭시-나노콤포지트에 두 종류의 금속성 coupling agent (Tyzor TE, Tyzor AA-75)를 질화알루미륨 나노입자 표면처리를 건식법으로 실시하였다. 제조된 Epoxy-AIN Nanocomposites의 열적특성과 전기적 특성을 측정하였다. 전기적특성으로 초절연성의 특성인 형상파라미터가 10.93을 그리고 척도파라미터는 176 kV/mm로서 Weibull Plot 누적확률밀도로서(63.2%)의 통계분석된 값을 얻었다. 또한 열적특성 평가를 위해 유리천이온도와 DMA의 온도특성를 조사하였고, 열적.전기적 특성과 나노콤포지트 내부분산(내부 모폴로지:TEM영상)와 연관되어 연구한 결과, 상당히 일치한 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제4권3호
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• pp.174-181
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• 2011

본 논문에서는 적외선 위성영상과 광학 위성영상을 위한 정합방법을 제안하였다. 적외선 영상은 물체에서 방사하는 열에너지를 측정한 것으로, 광학 영상과는 다른 정보를 보여주는 장점으로 많은 분야에 응용된다. 하지만 적외선 영상은 대비가 광학 영상에 비해 낮아, 영상 정합을 위한 특징점 추출 및 매칭을 하기가 어렵다. 이를 극복하기 위해, Modifed SIFT(Scale Invariant Feature Transform)를 사용하여 특징점을 추출 및 매칭하였다. 또한 특징점의 상대적 변별력을 증가시키기 위해, 영상을 블록화해서 Modified SIFT와 RANSAC (RANdom SAample Concensus)을 적용하였다. 마지막으로 오매칭이 있는 블록의 특징점을 제거하기 위해, 각 블록에서 추출된 특징점을 원 영상의 좌표계로 통합해 RANSAC을 다시 한 번 적용하였다. 실험에 사용된 적외선 영상의 파장대역은 3~5um이며, 실험결과 제안된 방법은 적외선과 광학 영상정합에 강인한 성능을 보였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제35권2호
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• pp.134-140
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• 2015

전통적인 뜸 요법은 시술자의 주관적이고 정성적인 치료로 인해 환자의 피부에 강한 열 자극이 가해져 심한 통증을 주거나 화상을 입히는 문제점을 갖고 있다. 이러한 한계를 극복하기 위한 대안으로 객관성과 정량화가 가능한 초음파를 활용한 뜸 자극 치료기술이 주목받고 있다. 하지만, 초음파 에너지를 열에너지로 변환하기 위해서는 초음파 치료기기의 음향렌즈에 따른 초음파 집속 특성 분석이 필요하다. 따라서, 본 논문에서는 초음파 집속 특성에 영향을 주는 음향렌즈의 형태(오목렌즈, 계단형 렌즈)에 따른 집속 시뮬레이션을 통해 각 렌즈의 음압 분포, 음압의 크기, 초점의 위치를 계산하였으며, 설계한 렌즈를 제작하여 음압 측정 실험을 통해 음향렌즈의 집속 성능을 검증하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.100-108
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• 2011

본 논문은 고속철도 디스크 브레이크용 유연 제동 패드의 성능 향상을 위해 구조적 안정성 검토와 신뢰성에 대한 연구를 수행하였다. 연구에서는 유연패드의 구조 해석 과정을 거쳐 개선된 모델을 얻어내었으며, 실제 크기와 동일한 1/2 모델을 가지고 구조적 안전성을 확인하였다. 또한, 축소 시편을 제작하여 모달 시험과 스트로크 및 내구성 시험을 수행하여 동 특성과 기계적 안정성을 확인하였다. 샤시 다이나모 장비와 열 적외선 캠코더를 이용하여 유연패드에 대하여 회전 속도에 따른 열섬 발생 현상을 측정하고, 디스크와 패드 사이의 균일한 접촉 능력을 확인하였다. 또한, 제동 시 유연패드에 안정적인 온도 분포가 이루어지는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과를 토대로 제안된 유연패드의 구조 안정성 및 열에너지 방출 효과 등의 장점을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권7호
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• pp.3327-3333
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• 2011

최근 들어 지속적인 폐기물 발생량의 증가와 화석 연료 고갈 문제를 해결하기 위해 폐기물을 이용한 열에너지 회수에 대한 관심이 증가 하고 있다. 여러 가지 신재생 에너지 중 폐기물을 이용하는 방법이 에너지원의 잠재적 가치를 비교하였을 때 가장 유망한 에너지원으로 인정되고 있으며, 그 중에서도 폐기물을 고체연료로 가공하는 고형연료가 현실적이고 가장 경제적인 방법으로 인정받고 있다. 본 연구에는 세지역의 산업단지에서 발생하는 고형연료의 원료가 되는 산업폐기물에 미량 존재하는 중금속 성분을 분석하였으며, Cl+S 함량은 B산업단지의 농도가 A산업단지의 농도보다 약간 높게 나타났다. A-산업단지의 RDF는 모래성분이 많았으며, B-산업단지 RDF는 염화칼륨과 염화나트륨 및 calcium alumina silicates의 성분이 많이 함유된 폐기물로 나타났다. 또한 C-산업단지 RDF는 lime과 calcium alumina silicate 등이 포함된 폐기물임을 알 수 있었다. 이를 바탕으로 산업폐기물의 발생원과 연료로서의 RDF의 성능을 개선하기 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.