PLD 방법으로 undoped ZnO박막을 성장 온도별로 성장하여 박막의 광학적 특성이 변화되는 것을 관찰하였다. undoped ZnO박막은 $Al_2O_3(0001)$기판을 이용하였고, pulsed laser deposition(PLD)을 이용하여 증착을 하였다. 이때 파장이 355nm인 Nd:YAG 레이저를 이용하였고 레이저의 에너지 밀도는 1.4 $J/cm^2$ 이었다. 구조적 광학적 특성을 관측하기 위하여 XRD, SEM, PL 등을 측정하였다. PL 측정 결과 성장 온도가 증가함에 따라 undoped ZnO박막의 광학적 특성이 좋아지는 것을 관찰할 수 있었다. XRD 측정 결과도 온도별 FWHM과 intensity ratio가 점차 좋아지는 것을 볼 수 있었다.
CANDU 원자로 지역별 대표 핵연료봉 1개에 대하여 열행태를 해석할 수 있는 '평균 단일 핵연료(ASF : Averaged Single Fuel)' 모델을 우선 제안하였다. 핵 연료봉 하나를 12 개 동일 체적의 환형 격자로 나누고 시공간을 고려하는 전진 유한 미분 해석을 적용하여 핵연료봉내에서의 열적 변이를 모사 하였다. 핵연료의 전도도 및 비열은 온도에 종속함이 가정되었다. 주어진 열출력에 대하여, 핵연료와 피복관내의 정상상태 온도분포를 산출하였고 주어진 냉각재 온도 및 표면 열 전달 계수에 대하여 핵연료봉 단위 길이당 저장열을 계산하였다. 초기 온도 분포의 임의 값에 대하여, 시간 단계별 열출력 및 열전달 계수 변이에 따른 저장열, 온도 분포, 냉각재료의 출력과 피복관 온도 변이를 계산하였다. 이후 ASF 모델을 CANDU 14개 지역 출력 특성의 실제적 모사 및 해석이 가능하도록, 14개 지역 대표 핵연료봉모델 모두를 동시에 포함하는 '다영역 핵연료(MZF : Multi Zone Fuel)' 모델로 확장하였다.
송전선의 굵기에 따라, 지지물의 높이를 결정하기 위하여 종단도를 그릴때마다 이도설계를 하여야 한다. 같은 전선이라도 온도에 따라, ruling span에 따라, 풍압 및 피빙의 부착여하에 따라 장력이 다르게 된다. 철탑설계시에 고온계, 저온계의 최대장력을 계산하여야 한다. 가선시에는 온도별 span별로 이도표를 만드러야 한다. 특히 복도체가선시에는 이도표를 만들어 가선하여야 된다. 이러한 계산은 computer에 의하면 많은 시간을 절약할 수 있으며 정확한 게산을 할 수 있다. 본고는 이러한 목적에 맞는 computer program에 대하여 설명하고저 한다.
DOE-2, BLAST AND NBSLD와 같은 광범위한 에너지 해석 프로그램에 의거하여 효과적으로 가장자리를 경사지게 만든 슬랩에서의 열전달 계산을 할 수 있도록 그 바닥에서 일어나는 열전달 계산을 재현하였다. 슬랩 바닥면으로부터의 깊이에 따른 매달의 평균 온도를 만들어내기 위해 Lachenbruch 방법에 근거를 둔 수치해석 과정을 깊이 연구하였다. Lachenbruch방법으로 얻어진 자료들을 사용하여 슬랩 바닥면으로부터의 깊이에 따른 매달의 평균 온도를 결정하는 간단한 과정을 만들어냈다. 또한, 이 슬랩에서의 열전달을 매 시간별 레스폰스 인자로 해석하는 데에도 이 매달 평균 온도의 자료들을 사용하였다.
CIGS박막 태양전지의 온도에 의한 효율변화를 알아보기 위해 $25^{\circ}C$, $50^{\circ}C$, $100^{\circ}C$, $150^{\circ}C$, $200^{\circ}C$에서 각각 10시간을 노출시킨 후 전기적인 특성들을 측정하여 초기 값들과 비교해 보았다. 태양전지의 온도 스트레스에 의한 특성 및 파라미터들의 변화들을 확인하기 위해 Light I-V를 측정하여 비교 분석하였다. 실험에 사용한 소자의 초기 파라미터들은 $25^{\circ}C$에서 측정하였고, 개방전압 0.66V, 곡선인자 67.99%, 효율 10.49%이다. 각 온도별 노출에 대해 CIGS박막 태양전지의 효율은 $50^{\circ}C$, $100^{\circ}C$에서는 초기 값과 비슷하였고, $150^{\circ}C$, $200^{\circ}C$에서 초기 값 대비 22.8%, 57.5% 감소 특성을 보였다. 단락전류는 온도별 노출에 대해서 크게 변화하는 모습이 나타나지 않았고, 개방전압과 곡선인자는 효율과 마찬가지로 $150^{\circ}C$, $200^{\circ}C$에서 감소하는 모습이 나타났다. $150^{\circ}C$, $200^{\circ}C$에서 개방전압이 3.4%, 8.3%, 곡선인자는 19.9%, 53.7%정도 감소하였다. 이 실험을 통해 개방전압과 곡선인자가 일정 온도부터 온도의 영향을 받아 감소하고, 그 영향으로 효율이 감소하게 되는 것을 확인하였다.
무한 지속 가능한 지열 에너지를 활용한 공조시스템인 지열원 냉난방 시스템은 기존의 공조 시스템보다 열원이 안정적이기 때문에 높은 효율과 우수한 성능을 가지므로, 기후변화협약 대응의 주요수단으로서 기술개발과 보급이 증대되고 있다. 본 연구에서는 대수층 축열 지열원 열펌프 시스템에 대한 실증 연구를 통하여 대수층 축열 지열원 열펌프 시스템의 하절기 냉방 성능을 분석하였다. 대수층 축열 냉난방 시스템은 주입정과 양수정의 2개의 우물공이 설치되어 있으며, 겨울 난방 운전 중에 한 개의 우물공으로부터 지하수를 열펌프로 유입한 후 낮은 온도의 지하수를 타 우물공에 축열하고, 하절기에 겨울에 저온으로 축열된 우물공으로부터 지하수를 열펌프로 유입하여 온도가 증가된 지하수를 타 우물공에 주입한다. 즉, 계절별로 열펌프에서 생성된 냉수와 온수의 대수층 축열을 위하여 계절별로 주입정과 양수정이 바뀌게 된다. 본 연구의 대수층 축열 지열원 열펌프 시스템의 2009년 8월의 주요일자별 시스템 운전 중의 평균 냉방 열펌프 유닛 COP와 냉방 시스템 COP는 각각 4.7과 3.4이상의 우수한 성능을 나타냈다. 또한, 모든 일자에 대하여 외기온도가 $31.6^{\circ}C$서 $22^{\circ}C$까지 변화가 크게 나타났지만 열펌프 유닛 COP와 시스템 COP의 변화는 미소하였다. 이는 양수정으로부터의 지중 순환수가 운전기간 중에 $17.5^{\circ}C$로 일정하게 유지되었기 때문이다. 양수정과 주입정 사이에 5개의 관측공을 설치하였으며, 양수정 측에 인접한 관측공의 온도는 거의 변화가 없었으며, 단기간이지만 널리 사용되고 있는 수직밀폐형 시스템과 달리 지속적인 냉방운전 중의 양수 온도의 증가는 발생하지 않아 안정적인 성능을 나타냈다. 주입정에 인접한 모니터링 홀의 온도는 심도가 깊은 곳의 온도가 낮은 곳보다 높게 나타났다. 이는 냉방 운전 시 열펌프 유닛의 실외열교환기에서 지중 순환수가 냉매로부터 열을 취득하여 온도가 상승하면서 주입정측에 온열이 축열이 진행되었기 때문으로 분석되며, 하절기의 냉방 운전 시간이 증가할 경우 축열 효과는 더욱 증가할 것으로 예상된다. 양수정과 주입정 중간의 모니터링 홀의 온도는 2009년 8월 가동 중에 온도변화는 없었는데, 이는 양수정과 주입정 사이의 열간섭이 발생하지 않았기 때문으로 분석된다. 일자별로 운전 중의 열펌프 유닛 COP는 차이가 없었지만, 운전 및 정지 시간을 모두 포함한 시스템 소비전력과 냉방용량을 모두 합산하여 산정한 일일 평균 냉방 열펌프 유닛 COP와 냉방 시스템 COP는 일자별로 다소 차이가 발생하였는데, 이는 각 일자별로 열펌프 유닛 가동율의 차이로 인하여 열펌프 유닛 가동 전에 먼저 작동되는 지중순환펌프의 운전 소비전력의 차이와 열펌프의 단속운전 시의 열손실과 추거 소비전력의 차이 때문이다.
일반적으로 사람들은 외출 시 실시간 날씨 및 기온 등을 참고하여 입고 나갈 의류를 선택하게 된다. 그러나 개인이 실시간 날씨 정보, 자신의 체감 온도 정보 등을 활용하여 자신이 소장한 의류 중에서 알맞은 의류를 선택하는 것은 어려운 일이다. 이러한 문제를 도와주기 위해 개발된 기존의 의류 추천 시스템들은 의류 범주가 명확하게 설정되어 있지 않고, 사용자가 소지하고 있지 않은 의류를 추천하는 문제점이 있다. 또한 사용자별 체감 온도를 고려하지 않아 사용자에게 적절하지 못한 의류를 추천하는 경우가 발생한다. 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 본 연구에서는 사용자가 소장하고 있는 의류에 대해 의류 범주를 결정하여 등록하고, 사용자별 체감 온도와 실시간 날씨 정보를 함께 고려하여 개인별 맞춤형 의류를 추천하는 시스템을 개발하였다. 날씨 정보의 경우, 단순한 기온, 풍향 등의 기상 정보만이 아니라 온도 민감도를 이용하여 개인별 체감 온도에 따른 의류를 추천하였다. 본 시스템을 평가하기 위해 대학생 65명을 대상으로 만족도 조사를 실시하였다. 그 결과 추천된 의류에 대해 만족한다는 의견이 80%를 차지하여 본 시스템의 만족도는 양호한 것을 확인할 수 있었다. 따라서 본 시스템을 사용할 경우, 개인별 체감 온도를 반영하여 개인이 소장한 의류를 기반으로 추천받게 됨으로써 실생활에서 활용도가 매우 높을 것으로 기대된다.
버섯의 감압건조시험을 할 수 있는 요인시험장치를 제작하여 시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 가. 댐퍼조절방식 감압건조장치로 건조시험한 결과, 표고버섯은 건조온도 5$0^{\circ}C$에서는 나타나 건조실 압력에 따른 건감률의 변화는 크게 나타나지 않았으나, 건조온도 6$0^{\circ}C$에서 건조실 내부압력이 990hPa일 때 4.57%/hr로 1,013hPa에 비해 높게 나타났으며, 색차면에서는 온도 5$0^{\circ}C$일 때 건조실 내부 압력이 낮아질수록 변화가 적은 것으로 나타났고, 수축률은 압력별로 거의 변화가 없었으나, 건조온도 6$0^{\circ}C$, 압력 990hPa에서 다른 조건에 비해 양호한 것으로 판단되었으나 건조실 내부에 공기분배가 일정하지 않고, 건조실 내부압력 강하성능이 떨어지는 문제점이 발생하여 솔레노이드를 이용한 압력조절방식으로 보완 제작하여 건조시험을 실시하였다. 나. 솔레노이드방식 감압건조장치로 건조시험 한 결과, 표고버섯은 열풍온도 5$0^{\circ}C$, 건조실 내부압력 940-980hPa에서 건감률 2.69%w.b./hr, 갓의 복원률 90.1%로 가장 높았고, 색차 및 수축률이 가장 낮은 것으로 나타났으며, 건조실 내부압력을 900-940hPa로 고정하고 열풍온도를 40, 50, 6$0^{\circ}C$로 표고버섯을 시험한 결과 건감률은 6$0^{\circ}C$일 때 가장 높았으나, 색차, 수축률, 복원률을 고려할 경우 열풍온도 5$0^{\circ}C$가 가장 적합한 것으로 판단된다. 다 솔레노이드방식 감압건조장치로 건조한 표고버섯으로 품위에 대한 유의성 검증결과, 표고버섯의 경우 온도별로는 색택과 복원률, 건조실 내부 압력별로는 수축률, 복원률에서 유의차가 있는 것으로 나타났다. 라. 본 연구에서 구명된 감압건조특성을 기초로 하여 배치식 감압건조기를 설계 제작에 활용하고자 한다.
본 논문에서는 저온용 오스테나이트계 스테인리스강(ASS)의 온도 및 변형률 속도의 영향을 고려한 통합 구성 방정식 및 손상 모델을 제안하였다. 저온 영역에서, 304L ASS의 온도 및 변형률 속도별 인장 실험을 시행하였다. 그 결과, 변형 유기 마르텐사이트 상변태에 의해 상변태 유기 소성(TRIP)이 저온에서 현저히 나타났으며 온도 및 변형률 속도의 영향이 지대하였다. 실험 결과를 바탕으로 ASS의 저온 거동 및 특성을 규명하여 수치 모델에 반영하였다. 저온에서 일어나는 2차 경화 현상을 표현하기 위해, Bodner/Partom 점소성 구성 방정식을 수정하고 Tomita/Iwamoto 변형 유기 상변태 모델을 구성 방정식에 적용시켰다. 저온 연성 파단 현상을 표현하기 위해, Bodner/Chan 손상모델을 수정하여 접목시켰다. 제안된 모델을 유한요소 프로그램에 탑재시키고, 온도 및 변형률 속도 의존 재료 정수를 결정하였다. 저온 영역에서, 온도 및 변형률 속도별 재료 거동을 시뮬레이션하고 이를 실험 결과와 비교 및 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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