• 소성∙가공
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• 제31권2호
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• pp.51-56
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• 2022

In this study, finite element analyses were performed by applying a stress ring and split die design to relieve the tensile stress acting on the die due to high surface pressure during warm-closed forging. The applied material was a yield-ratio-control-steel (YRCS). It was used without quenching or tempering after forging. In the case of stress rings design, the number of stress rings and the tolerance for shrink fit were different. Vertical and horizontal splits were applied for insert die split design. Case 5 die with three stress rings, 0.2 % shrink fit tolerance, and vertical split was selected as an effective die design for tensile stress reduction. Based on die stress reduction analyses, Case 5 die for warm-closed forging was produced and smooth forgeability was secured, making it possible to manufacture forging product of yoke with the required geometry. In addition, controlled cooling using warm forging heat was applied to secure mechanical properties of yokes. When oil cooling was used for direct controlled cooling after warm-closed forging, a relatively uniform Rockwell hardness distribution and high mechanical properties could be obtained.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.78-78
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• 2023

기후변화 위기는 유사 이래 인류가 직면한 가장 큰 도전으로 범정부적 글로벌 문제로서 이를 해결하기 위한 다양한 정책들이 범국가 차원 혹은 세계적 기업들에 의해 발표 혹은 시행되고 있다. 이러한 기후변화위기와 탄소배출 저감을 위한 대표적인 대응 방안 중 하나가 바로 재생에너지의 확대·보급 노력이다. 그러나 재생에너지는 날씨와 계절 등 자연환경의 영향을 받는 에너지원으로써 간헐성, 변동성을 가지므로, 시간대별 발전량 예측과 전력공급 안정성에 어려움이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 재생에너지 발전은 석탄화력 발전과 달리 전력의 수요와 공급의 균형을 위한 에너지저장장치(Energy Storage System, 이하 ESS)가 있어야 한다. ESS는 전력공급 안정성 향상과 전력 수급의 유연성을 제공하는 장점이 있지만, 초기 설치비용이 높은 단점이 있다. 특히, 배터리 기반 ESS의 경우 높은 구축 비용과 한정적인 충. 방전수명으로 인하여 대용량 ESS로써의 역할 수행에는 분명한 한계가 있다. 하지만 재생에너지와 연계한 ESS로 양수발전댐을 활용할 경우 장주기, 장수명, 대용량 에너지 저장에 매우 합리적인 수단으로 판단되었다. 다만, 양수발전 댐 구축에는 토목공사로 인한 환경 훼손이라는 문제점도 존재한다. 본 고에서는 지역 분산형 소규모 양수발전(Pumped Storage Hydropower, 이하 PSH)댐 구축 및 운영기술 개발을 통해 지역 전력공급과 전력 수급을 조절하면서 변동성 재생에너지를 안정적으로 사용할 수 있는 방안을 소개하고자 한다. 특히, 해당 기술은 지역별 특성에 맞춰 유연하게 설치할 수 있으며, 대규모 토목공사로 의한 환경적 부작용을 최소화할 수 있다. 또한 소규모 PSH는 지역의 저수지 및 수자원을 이용하여 에너지를 저장함으로써 변동성 큰 재생에너지의 유연화 대응과 동시에 안정적인 에너지 공급이 가능하다. 본 고에서는 재생에너지의 확대·보급에 따른 문제점과 대표적 ESS 기술들을 분석·소개한다. 지역분산형 소규모 PSH 기술개발 연구기획 내용 소개를 통하여 전력 생산 및 공급의 탈중앙화를 달성하고, 지역별 변동성 재생에너지의 안정적 활용과 지역 전력공급 특성 및 전력 수급에 대응할 수 있는 방안을 제안하고자 한다.

• 유기물자원화
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• 제31권3호
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• pp.93-102
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• 2023

본 연구는 NOx, SOx를 동시 제거하는 방법에 추가로 대기 중에 존재하는 중금속 오염물질에 대해 처리가능한지를 스크러버에 산화제와 환원제를 마이크로버블 장치에 투입하여 2차 오염물질이 발생 되지 않는 친환경적인 처리방식을 연구하고자 하였다. 마이크로버블로 처리하고자 하는 대기 중 중금속 물질은 납화합물(Pb)을 선정하여 제거효율을 확인하였다. 마이크로버블을 스크러버에 연결하여 처리함으로써 NOx, SOx 뿐만 아니라 대기 중 중금속 물질 저감효과 및 비용 절감과 2차 환경오염물질이 발생 되지 않는 것을 확인하였다. 본 연구를 통하여 기존에 SCR과 같이 고비용의 처리방식이 아닌 친환경적인 방법을 적용하여 저비용으로 NOx, SOx, 중금속을 동시 제거가 가능하였으며, 산화제와 환원제 및 마이크로버블을 적절히 사용하면 경제적이고 효율적인 대기오염물질 처리가 가능하였으므로 환경방지시설의 기술 발전에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권2호
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• pp.207-214
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• 2023

국내외 매년 지속적으로 증가하는 대기오염의 상당량이 선박에서 배출되고 있으며, 이러한 선박에서의 배출량을 감축하기 위해 정부는 환경규제를 강화하고 해양대기환경 개선을 위해 「환경친화적 선박의 개발 및 보급 촉진에 관한 법률」을 제정 및 시행하여 친환경 에너지를 동력원으로 사용하는 환경친화적 선박을 보급하여 해양오염 저감 기술이 개발되도록 하고 있다. 환경친화적 선박의 기술은 최근 순수 전기추진 내지는 전기복합 추진체계까지 진화하고 있으나, 선박의 안전한 운용을 위한 검사 및 설비기준 등 관련제도의 정비는 이를 못 따라가는 실정으로, 특히 국내 연안선박의 다수를 차지하는 어선에 대한 제도는 정비가 시급한 시점이다. 이번 연구를 통해 어선에의 전기복합 추진체계 등의 적용을 위해 핵심기자재인 배터리, 전력변환장치 등을 정의하고 이에 필요한 안전기준을 진단, 마련하여 친환경 어선의 도입과 보급을 위해 관련된 산업을 지원할 수 있도록 최소한의 안전기준안을 마련하고자 한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권6호
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• pp.21-30
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• 2023

현장타설말뚝의 연암 근입부의 단위주면마찰력을 산정하는 방법 중 암반 벽면거칠기에 의한 산정 방법이 있다. 현장타설말뚝의 굴착 시공 시 암반 굴착공에 거칠기 장치를 설치하고 벽면 거칠기 모양을 측정하고 그 결과를 이용하여 주면마찰력을 산정하는 것이다. 본 연구에서는 암반벽면의 거칠기를 직접 측정한 결과와 하중전이 시험결과를 비교분석하여 거칠기시험에 의한 단위주면마찰력을 말뚝의 발생 변위에 대응하는 단위 주면마찰력으로 변환할 수 있도록 저감계수 R_f = -0.14n + 1.48(여기서, n은 하중전이시험에서 도출된 발생변위 δ를 말뚝직경 D로 나눈 변위비)을 제안하였다.

• 공업화학전망
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• 제22권5호
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• pp.1-13
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• 2019

국제해사기구(IMO, international maritime organization)는 2015년부터 배출규제해역(ECA, emission control area)을 운항하는 선박은 황 함유량이 0.1%(m/m) 이하로 강화된 기준을 만족하는 연료를 사용해야 하며, 2020년부터는 모든 선박에 대해 황 함유량이 0.5%(m/m) 이하인 연료를 사용하거나 동등 이상의 성능을 갖는 배출가스 후처리 장치의 설치를 의무화하였다. 이에 따라, 선박에서 배출되는 오염물질을 제어할 수 있는 다양한 기술이 개발되고 있으며, 후처리 관점에서 습식 스크러버(wet scrubber)는 선박의 디젤 엔진에서 배출되는 이산화황(sulfur dioxide)을 저감시키기 위한 가장 적합한 해결책으로 알려져 있다. 습식 스크러버는 해수를 사용하는 개방형 스크러버(open loop scrubber)와 화학세정수를 사용하는 폐쇄형 스크러버(closed loop scrubber)로 구분된다. 습식 스크러버는 오염물질의 효율적인 처리가 가능하지만 유지보수비가 비싸고, 폐수 발생으로 인한 2차 오염발생 및 부식에 매우 취약한 단점이 있다. 따라서 최근에는 스크러버 내부의 부식을 방지하기 위한 내부식성 재질에 관한 연구와 흡수제(absorbent)의 고도화 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한, 하이브리드형 스크러버(hybrid scrubber)는 개방형과 폐쇄형 스크러버의 장점을 결합한 기술로 황산화물의 배출을 규제하는 배출규제해역에서는 폐쇄형 스크러버를 가동하고, 선박이 공해상으로 진입할 경우 개방형 스크러버로 전환함에 따라 황산화물 배출 및 반응 후 세척수의 폐수배출 기준을 동시에 만족할 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제44권1호
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• pp.11-17
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• 2024

제진 구조는 댐퍼라는 장치를 구조물에 장착시켜 지진에너지를 소산하는 내진설계이다. 지진피해를 저감하고자 하는 연구가 성행하고 있는 가운데 제진 구조는 댐퍼의 재료, 형상을 변경함으로써 기술을 발전시켜왔다. 하지만 댐퍼의 특성상 에너지를 소산하기 위해 재료에 발생하는 소성변형은 피할 수 없는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 발생한 변형를 스스로 회복할 수 있는 초탄성 형상기억합금(Superelastic shape memory alloy, SSMA)을 활용하여 반영구적으로 사용할 수 있고 추가적인 긴장력을 적용하여 구조적 성능을 향상한 장수명 댐퍼를 제안하였다. 장수명 댐퍼의 거동 특성 분석을 위해 재료, 와이어 직경, 긴장력 유무의 설계 변수에 따라 유한요소해석을 진행하였고 응답 거동을 도출하여 하중 저항, 에너지 소산, 잔류변위 등의 특성을 분석하여 장수명 댐퍼의 성능적 우수성을 입증하였다.

• 한국분무공학회지
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• 제29권2호
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• pp.53-59
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• 2024

Cars are one of the main causes of air pollution in large cities, and 34.6% of domestic air pollution emissions come from mobile sources, of which cars account for 69.6%. In particular, the importance of nitrogen oxides (NOx) and particulate matter (PM), which are major pollutants in diesel vehicles, is increasing due to their high contribution to emissions. Therefore, in this study, the problem of natural regeneration caused by low exhaust gas temperature during low speed and low load operation was solved by applying a complex regeneration DPF that is not affected by temperature conditions to large diesel vehicles with higher driving time and engine displacement than small and medium-sized vehicles. And the feasibility of application to large diesel vehicles was reviewed by measuring the emission reduction efficiency. As a result of the reduction efficiency test on the actual vehicle durability product, PM showed a reduction efficiency of 84% to 86%, and the reduction efficiency of gaseous substances showed a high reduction efficiency of over 90%. The actual vehicle applicability test was completed with three driving patterns: village bus vehicle, police car, and road-going construction equipment vehicle, and no device problems occurred until the end of the test. Both load and no-load smoke measurement results showed a smoke reduction efficiency of over 96%.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권3호
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• pp.157-164
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• 2016

본 연구에서는 SI 공정 시스템에서 헬륨 가열 장치에 대한 설계와 건조 데이터 확보를 위한 파이롯 규모의 헬륨 가열 장치 시스템에 대한 예비 설계 및 해석을 수행하였다. 헬륨 가열기는 LPG연소로를 활용하도록 설계하였고, 열유동 해석을 수행한 결과, 열교환기 출구측에서 LPG 연소가스의 유속이 약 40 m/s가 되었다. 최대온도는 6개의 베플이 설치된 경우가 4개의 베플이 설치된 경우보다 높게 나타나며, 이는 6개의 베플일 때 연소가스에서 헬륨가스로의 열전달이 좋아질 것임을 의미한다. 더불어, 베플수가 많아지면 LPG 연소가스의 유량을 감소시킬 수 있어 연료비용을 저감할 수도 있음을 의미한다. 다만, 베플수를 무한정 증가시키면 입출구의 압력차가 증가되기 때문에 최적의 베플수 선정이 중요하다. 열유동 해석에 이어 수행한 구조해석에서는 헬륨의 유량을 3.729 mol/s, 출구 온도를 $910^{\circ}C$로 유지할 경우 관의 양 끝단에서 지지하는 경우 중간부분의 팽창률이 3.86 mm임을 확인하였다. LPG 연소로 헬륨 가열시스템에서 shell & tube type의 열교환기를 적용하여 $135^{\circ}C$의 헬륨이 $910^{\circ}C$로 가열하여 유출하기 위해서 약 $1300^{\circ}C$의 연소가스 온도 및 52 g/s의 연소가스 유량이 확보되어야 함을 확인하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제45권10호
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• pp.1438-1446
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• 2016

본 연구에서는 과열증기 처리온도에 따른 마늘의 불쾌취 제거 효과를 비롯한 이화학적, 미생물학적, 관능적 특성을 연구하고자 하였다. 과열증기 장치의 장점으로는 에너지 효율적이고 환경오염이 적으며, 식품 고유의 영양성분 변화가 적게 일어난다는 등의 장점을 가지고 있다. 마늘 특유의 불쾌취 및 매운맛 정도를 알아보는 total thiosulfinate, total pyruvate 함량에서는 비처리구보다 과열증기 처리한 모든 조건에서 감소하였고, 관능평가에서는 비처리구보다 과열증기 처리한 모든 조건에서 높은 점수를 획득한 것을 확인할 수 있었다. 또한, 마늘의 휘발성 향기물질 특성에서도 비처리구보다 과열증기 처리구에서 마늘 특유의 불쾌취를 생성하는 향기성분이 크게 저감화된 것을 확인할 수 있었다. 항산화 활성 및 총 페놀 화합물 함량에서는 비처리구가 과열증기 처리구보다 다소 높은 특성을 나타내었지만 과열증기 처리 시에도 FRAP는 77~93%, ABTS 라디칼 소거능은 89~97%, 총 페놀성 화합물 함량은 76~79%로 잔류하여 모든 항산화 활성에서 비교적 높게 유지되는 것을 확인할 수 있었다. 조직감 항목에서는 과열증기 처리구가 비처리구보다 경도가 다소 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 항균성 특성에서는 비처리구가 과열증기 처리구보다 큰 항균성을 나타내었다. 모든 균주에서 비처리구는 10 mm 이상의 inhibition zone을 형성하였고, 과열증기 처리구에서는 1.0~10.0 mm의 inhibition zone을 형성하였다. 다음으로 일반세균, 대장균군, 효모 및 곰팡이 균수에서는 대장균군과 효모 및 곰팡이는 검출되지 않았지만, 일반세균수는 비처리구에서 8.69 log CFU/g이었으며 과열증기 처리 온도를 $100{\sim}350^{\circ}C$로 처리한 T100~T350 처리구들에서는 각각 5.65, 5.18, 5.15, 4.85, 4.75, 2.92 log CFU/g으로 대조구보다 3~6 log CFU/g의 수준이 감소한 균수를 확인하였다. 결과적으로 과열증기 처리는 마늘 특유의 불쾌취 및 매운맛을 저감화하며 다른 열처리에 비해 마늘의 영양물질 및 생리활성 물질이 높게 유지하고, 또한 미생물 제거 및 저감화에도 효과적이라고 생각한다.