• 에너지공학
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• 제24권2호
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• pp.1-8
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• 2015

석유의 생산 과정에서 발생하는 왁스(wax)와 같은 고형물의 생성 및 집적은 유동안정성 확보(flow assurance) 문제를 발생시켜 안정적인 석유 생산을 방해할 수 있으며, 현장에서는 이를 해결하는데 많은 시간 소모와 경제적 손실이 발생할 수 있다. 왁스집적 문제는 왁스가 생성되기 시작하는 온도인 왁스생성온도 이하의 조건에서만 발생하므로 왁스집적 문제를 예측하고 제어하기 위해서는 오일의 왁스생성온도를 사전에 필수적으로 파악해야한다. 컨덴세이트와 같은 투명 오일의 왁스생성온도는 광학적 기술인 표준측정법이 적용되는 반면 대부분의 현장에서 생산되는 불투명 오일에는 적용이 어려운 한계점이 있다. 이 연구에서는 3가지의 투명 오일시료에 열유량 변화 분석, 점도 변화 분석, 밀도 변화 분석 기법을 적용하여 파악한 왁스생성온도와 표준기법으로 측정한 값과 비교하여 밀도 변화 분석 기법이 가장 신뢰도가 높은 것을 확인하였고 이 기법을 2종류의 불투명 오일시료에 적용하여 왁스생성온도를 결정하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권1호
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• pp.185-194
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• 2012

비교적 접근이 용이한 육상 및 천해에서 석유의 생산은 이미 완료되었거나 대부분이 진행 중이기에 석유 생산 지역이 점차 심해로 확장되고 있다. 심해와 같은 저온환경에서 석유생산이 이루어지면 석유의 부존환경과 다른 온도와 압력에 노출되어 생산시스템에 다양한 고형물이 집적되어 석유가 안정적으로 생산되지 못하게 하는 유동안정성 확보 문제가 발생할 수 있다. 고형물 중 왁스는 온도에 민감하기 때문에 왁스의 집적을 예측하고 제어하기 위해서는 오일 내 왁스가 석출되기 시작하는 온도인 왁스생성 온도의 정확한 측정이 요구되나 표준화된 측정법이 존재하지 않아 다양한 방법이 제안되고 있는 실정이다. 이 연구에서는 점도측정법, 시차주사열량법, 필터막힘점측정법, 압력필터측정법을 적용하여 불투명 오일의 왁스생성온도를 측정하고, 이를 검증하기 위해 고형물생성유도장치와 가스크로마토크래피를 이용하였다. 이 연구결과를 통해 오일특성에 따른 왁스생성온도 실험법을 체계화한다면 불투명 오일의 왁스생성온도 측정법 표준화하는데 주요자료로 이용할 수 있어 왁스에 의한 유동안정성 확보 문제를 예측하고 해결하는데 활용될 수 있을 것이다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.349-357
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• 2019

본 연구에서는 현장 굴착토를 활용한 유동화 채움재의 실용화 기술개발의 일환으로서 유동화 채움재의 배합요인별 유동성, 재료분리 저항성, 조기강도 및 재굴착강도 등의 공학적 특성을 검토하여 최적 배합비를 도출하였으며, 이를 토대로 이동식 B/P를 활용한 현장 적용성 평가를 수행하였다. 이동식 B/P를 활용한 현장평가 결과 요구성능을 확보할 수 있었다. 유동화 채움재의 타설 후 후속공정 개시기 확보를 위한 검토에서는 타설 5시간 후 노반재 투입 등 후속공정이 가능한 것으로 확인되었다. 유동화 채움재의 재굴착성 검토를 위해서는 타설 28일 코어 채취 및 강도측정, 기계 및 인력 재굴착 시연으로 재굴착성을 확보할 수 있는 것으로 나타났으며, 타설 단면 굴착 후 관 주변부 충진성 확보를 육안으로 확인할 수 있었다. 또한 품질 지속성을 평가하기 위해 타설 후 침하량을 측정하였으며, 우수한 체적 안정성을 확보할 수 있는 것으로 나타나 굴착토를 활용한 유동화 채움재의 실용화 가능성을 확인할 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권6호
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• pp.662-669
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• 2015

해저 석유생산시스템에서 빈번히 발생하는 왁스집적 문제는 안정적인 석유 생산을 방해하고 높은 비용을 발생시키므로 왁스집적 제어에 대한 관심이 증가하고 있다. 왁스집적 제어를 통한 석유의 유동안정성 확보를 위해서는 왁스집적거동을 신뢰성 있게 예측해야 한다. 이 연구에서는 왁스집적 거동에 큰 영향을 미치는 분자확산, 전단응력효과, 왁스경화 메커니즘을 시뮬레이션 기술에 적용하여 불확실도가 높은 변수인 전단응력계수, 왁스고형물의 공극률, 왁스 열전도도, 분자확산계수와 물과 가스 양이 왁스집적 거동에 미치는 영향에 대한 분석을 단상과 다상 유동 시 층류 유동 조건에서 수행하였다. 그 결과 왁스고형물의 공극률과 분자확산계수가 높아질수록, 전단응력계수가 낮아질수록 왁스집적 두께가 두꺼워지는 것을 확인할 수 있었고 석유의 온도가 왁스집적 위치에 주요하게 영향을 미치는 것으로 판단된다. 물의 양에 따른 왁스집적 시뮬레이션 결과 기존 연구에서 다소 다른 결과들이 존재하나 이 연구 조건에서는 물의 양 40%까지 왁스집적량이 증가하다 감소하는 것을 확인하였고 가스 양이 많아질수록 유체의 액상 내 가벼운 탄화수소 농도 감소로 인해 왁스집적량이 증가하는 것을 파악하였다. 이 연구결과는 향후 현장 또는 현장을 모사한 실험시스템에서의 결과와 시뮬레이션 결과를 매칭하여 해저 유동관에서 왁스집적 거동을 예측하는데 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1993년도 추계학술대회논문집; 반도아카데미, 26 Nov. 1993
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• pp.35-41
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• 1993

산업사회가 발전함에 따라 거대한 플랜트(plant)를 포함하여, 원자력 발전소 와 로켓트 등과 같이 구조적 안전성과 정확한 성능의 확보가 극히 중요시되 는 설비들이 많이 등장하고 있다. 이들 설비를 구성하고 있는 파이프계 (piping system)는 강성 또는 연성재료 및 각종 valve등으로 구성되어 있기 때문에, 고온 고압 고속의 유체가 파이프 내부를 흐를 때 일으키는 진동현상 및 플랜트의 과도운전 상황에서의 일어나는 수격현상(water hammer 또는 steam hammer)과 이로 기인한 제반 진동문제는 안전성확보 측면에서 많은 관심이 고조되고 있다. 이와 관련되어 유체유발진동에 관한 많은 연구들이 수행되었으며, 파이프계에 장착된 밸브에 대한 연구는 Weaver등에 의하여 실험적, 이론적으로 수행되었다. 그들은 유동방정식에서 비정상 베르누이 방 정식을 사용하여 내부유동방정식을 간략하게 유도하였으나, jet flow에 의한 유체의 운동량변화를 고려하지 않고 해석되어 그 결과에 의문이 제기된다. 그러므로 본 연구에서는 체크밸브(check valve)가 부착된 파이프계에서 일어 나는 유체유발진동 및 안정성에 관한 이론적 연구를 수행하여, 파이프계의 설계에 필요한 파라미터의 영향을 파악하고자 한다. 원자력 발전소와 같이 구조적 안정성이 요구되는 플랜트를 국내 기술로 설계 시공하려는 국내 실 정에서 이로 인한 파이프계에 발생할 수 있는 유체유발진동과 안정성을 예 측할 수 있는 해석이론은 파이프계의 설계 및 운전조건의 선정에 있어서 그 의의가 크다고 할 수 있겠다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제27권3호
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• pp.358-373
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• 1995

중수로용 개량핵 연료집합체인 CANFLEX 핵연료다발의 CANDU-6 원자로 장전시 열수송계통에 대한 유동안정성이 분석되었다. CANFLEX 핵연료다발은 기존의 37개봉 핵연료다발과 원자로출력 및 압력강하 측면에서 거의 일치되며, 이로인해 수력적 거동이 양립하는 반면, CANFLEX핵연료다발은 기존의 37개봉 핵연료다발 보다 임계채널 출력이 증가하며, 반경방향 출력분포의 평탄화로 인해 균일한 엔탈피 분포를 확보할 수 있게 된다. CANFLEX 핵연료다발 및 출구모관들의 상호연결관에 대한 SOPHT 모델을 개발하였으며, 이 모델을 이용하여 CANFLEX 핵연료다발이 장전된 월성 1호기의 유동 안정성 거동이 해석되었다. 해석결과, 열수송계통의 출구모관들의 상호연결관이 없을 경우에는 기존의 37개봉 핵연료다발과 같이 유동이 불안정함을 보였으며, 출구모관들의 상호연결관이 있을 경우에는 정격출력의 $\pm$1% 내에서 안정함을 보였다. 따라서 CANFLEX 핵연료다발의 월성 1호기 장전시 열수송계통의 유동안정성 측면에서는 건전할 것으로 판단되었다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.1198-1201
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• 2009

무선 BAN은 인체를 중심으로 3m 이내에서 이루어지는 통신을 위한 기술이다. 무선 BAN은 인체 내 외부에서 의료용 서비스를 위하여 여러 개의 채널로 구성된 MICS(Medical Implanted Communication Service) 주파수 대역을 사용한다. MICS는 다중 채널 환경에서 LBT(Listen Before Talk)와 AFA(Adaptive Frequency Agile)을 사용하여 장치간의 간섭을 최소화한다. 경쟁기반의 LBT와 AFA는 데이터 전송의 안정성을 보장하지 못할 뿐만 아니라 채널 홉핑(Hopping)으로 인한 전력 소비를 야기한다. 본 논문에서는 의료용 데이터의 주기적인 특성과 전송 안정성을 고려하여 예약 기법의 채널 액세스 관리 기법을 제안한다. 여러 채널 가운데 하나의 채널을 제어 채널로 설정하고 나머지는 데이터 전송을 위한 채널로 설정한다. 코디네이터는 제어 채널에서 beacon을 전송하여 디바이스에게 데이터 채널을 할당한다. 예약방식을 통하여 채널 할당의 안정성을 확보할 뿐만 아니라 디바이스의 요구 사항에 따라 채널을 유동적으로 결합함으로써 채널의 효율성을 개선한다. 또한 제어 채널 관리 방안을 통하여 LBT 장치와 상호 운용성을 확보하고, 시뮬레이션을 통하여 예약방식의 채널 관리 방안의 효율성을 검증한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권5호
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• pp.548-556
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• 2013

생산량 증대를 위한 방법으로 다른 두 내경의 2단 튜빙을 이용한 기법이 제안되고 있다. 본 연구에서는 다양한 2단 튜빙조합을 고려하여 각 목적에 부합하는 조합들을 제시하였다. 기존연구에서 고려한 생산량뿐만 아니라 유동안정성을 확보하는 결과를 제시하였다. 유동안정성은 tubing pressure traverse, 액체부피비, 운영조건의 안정성을 통해 분석되었다. 본 연구에서 분석한 가상유전의 경우 순현재가치가 가장 큰 2단 튜빙은 하단이 4.5 in 내경에 길이가 2000 ft이며 상단은 5.5 in 내경에 길이가 8000 ft인 조합이다. 2단 튜빙간 마찰압력손실 차이는 크지 않았기 때문에 단일튜빙과 비교했을 때보다 다양한 조합이 가능하였다. 튜빙하단에선 liquid loading을 방지하기 위해 작은 액체부피비를 유지하는 것이 중요한데, 이는 2단 튜빙 하단에서 작은 내경을 사용함으로써 가능하였다. 생산운영의 분석결과로부터 다양한 튜빙 디자인이 가능함을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제3권1호
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• pp.45-53
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• 2015

해양플랜트에서 생산된 석유 또는 가스를 파이프라인을 통해 운반하는 경우, 가스 하이드레이트나 왁스와 같은 고형물이 쉽게 발생하고 이를 방지하기 위한 유동 안정성을 확보하는 것이 매우 중요하다. 해양플랜트 파이프라인에서 생성된 가스 하이드레이트 또는 왁스를 제거 또는 방지하기 위해 최근 파이프라인 외벽에 히터를 감아 전기적으로 가열하는 방법이 채택되고 있다. 본 연구에서는 파이프라인을 가열하는 기존의 외부 가열형 방식에 비해, 새로운 형식의 내부 스월형 히터를 고안, 설계 및 제작하여 파이프라인 내에 설치하여 유동 안정성을 실험적으로 평가하였다. 고안된 내부 스월형 히터와 기존의 외부 가열형 히터의 파이프라인 출구 단면에서의 온도 분포와 열적 혼합 등의 열 및 유동 성능 평가 결과, 내부 스월형 히터가 외부 가열형 히터에 비해 열적 성능이 보다 우수한 것으로 확인되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.397-404
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• 2016

본 연구의 목적은 식물성 연질캡슐의 원활한 대량생산을 위하여 피막형성용 겔 조성물(gel mass)의 유동학적 특성 및 안정성에 영향을 미치는 요인을 파악하고 겔 조성물의 적절한 점도 및 안정성을 확보하는 것이다. 실험방법으로는 겔 조성물의 각 구성성분이 점도에 미치는 영향을 안정성 확보 목표시간인 6시간 동안 확인하였고 또한, 카라기난에 강알칼리 또는 전해질을 첨가하여 황산기를 중화함으로써 얻어지는 겔 조성물의 특성도 평가하였다. 결과로 강알칼리 및 강전해질을 첨가 시 상대적으로 적은 양의 카라기난이 사용되어도 겔 조성물의 점도가 증가함은 물론 안정성도 향상되는 효과를 확인할 수 있었다. 특히 이오타 카라기난 3.0%에 황산기를 중화 시킬 수 있는 당량농도와 첨가용액 중 3.6 M KCl을 첨가했던 조성에서 최고의 점도 증가율 및 안정성을 확보할 수 있었다. 이상의 결과를 산업분야에 적용시 의약품 뿐 아니라 건강식품 등 다양한 분야에서 식물성 연질캡슐 생산의 응용을 확대할 수 있을 것으로 사료된다.