• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.19 no.3
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• pp.367-375
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• 2007

Critical chloride content for corrosion initiation is a crucial parameter in determining the durability and integrity of reinforced concrete structures, however, the value is still ambiguous. Most of the studies reporting critical threshold chloride content have involved the experimental measurement of the average amount of the total chloride content at arbitrary time. The majority of these researches have not dealt with this issue combined with carbonation of concrete, although carbonation can significantly impact on critical threshold chloride content. Furthermore, the studies have tried to define the critical chloride content within the scope of their experimental concrete mix proportion at arbitrary time. However, critical chloride content for corrosion initiation is known to be affected by a lot of factors including cement content, type of binder, chloride binding, concentration of hydroxyl ions, and so on. It is necessary to define the unified formulation to express the critical chloride content for various mix proportions of concrete. The purpose of this study is to establish an analytical formulation of the critical chloride content of concrete. In this formulation, affecting factors, such as mix proportion, environment, chemical evolution of pore solution with elapsed time, carbonation of concrete and so on are taken into account. Based on the Gouda's experimental results, critical chloride content is defined as a function of $[Cl^-]$ vs. $[OH^-]$ in pore solution. This is expressed as free chloride content with mass unit to consider time evolution of $[OH^-]$ content in pore solution using the numerical simulation programme of cementitious materials, HYMOSTRUC. The result was compared with other experimental studies and various codes. It is believed that the approach suggested in this study can provide a good solution to determine the reasonable critical chloride content with original source of chloride ions, for example, marine sand at initial time, and sea water penetration later on.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.36 no.2
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• pp.161-170
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• 2012

There are many factors to consider when attempting to improve the efficiency of fuel cell operation, such as the operation temperature, humidity, stoichiometry, operation pressure, geometric features, etc. In this paper, the effects of the operation pressure were investigated to find the current density and water saturation behavior on a cross section designated by the design geometry. A two-dimensional geometric model was established with a gas channel that can provide $H_2$ to the anode and $O_2$ and water vapor to the cathode gas diffusion layer (GDL). The results from this numerical modeling revealed that higher operation pressures would produce a higher current density than lower ones, and the water saturation behavior was different at operation pressures of 2 atm and 3 atm in the cathode GDL. In particular, the water saturation ratios are higher directly below the collector than in other areas. In addition, this paper presents the dependence of the velocity behavior in the cathode on pressure changes, and the velocity fluctuations through the GDL are higher in the output area than in inlet area. This conclusion will be utilized to design more efficient fuel cell modeling of real fuel cell operation.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.115-115
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• 2010

고휘도 고효율 백색 LED (lighting emitting diode)가 차세대 조명광원으로 급부상하고 있다. 백색 LED를 생산하기 위한 공정에서 MOCVD (유기금속화학증착)장비를 이용한 에피웨이퍼공정은 에피층과 기판의 격자상수 차이와 열팽창계수차이로 인하여 생성되는 에피결함의 문제로 기판과 GaN 박막층 사이에 완충작용을 해줄 수 있는 버퍼층 (Buffer layer)을 만든다. 그 위에 InGaN/GaN MQW (Multi Quantum Well)공정을 하여 고휘도 고효율 백색 LED를 구현 할 수 있다. 이 공정에서 기판의 온도가 불균일해지면 wafer 파장 균일도가 나빠지므로 백색 LED의 yield가 떨어진다. 균일한 기판 온도를 갖기 위한 조건으로 기판과 induction heater의 간격, 가스의 흐름, 기판의 회전, 유도가열코일의 디자인 등이 장비의 설계 요소이다. 본 연구에서는 유도가열방식의 유도가열히터를 이용하여 기판과 히터의 간격에 차이에 따른 기판 균일도 측정했고, 회전에 의한 기판의 온도분포와 자기장분포의 실험적 결과를 상용화 유체역학 코드인 CFD-ACE+의 모델링 결과와 비교 했다. 또한 가스의 inlet위치에 따른 기판의 온도 균일도를 측정하였다. 본 연구에서 사용된 가열원은 유도가열히터 (Viewtong, VT-180C2)를 사용했고, 가열된 흑연판 표면의 온도를 2차원적으로 평가하기 위하여 적외선 열화상 카메라 (Fluke, Ti-10)를 이용하여 온도를 측정했다. 와전류에 의한 흑연판의 가열 현상을 누출 전계의 분포로 확인하기 위하여 Tektronix사의 A6302 probe와 TM502A amplifier를 사용했다. 흑연판 위에 1 cm2 간격으로 211곳에서 유도 전류를 측정했다. 유도전류는 벡터양이므로 $E{\theta}$를 측정했으며, 이때의 측정 방향은 흑연판의 원주방향이다. 또한 자기장에 의한 유도전류의 분포를 확인하기 위하여 KANETEC사의 TM-501을 이용하여 흑연판 중심으로부터 10 mm 간격으로 자기장을 측정 했다. 저항 가열 히터를 통하여 대류에 의한 온도 균일도를 평가한 결과 gap이 3 mm일때, 평균 온도 $166.5^{\circ}C$에서 불균일도 6.5%를 얻었으며, 회전에 의한 온도 균일도 측정 결과는 2.5 RPM일 때 평균온도 $163^{\circ}C$에서 5.5%의 불균일도를 확인했다. 또한 CFD-ACE+를 이용한 모델링 결과 자기장의 분포는 중심이 높은 분포를 나타냄을 확인했고, 기판의 온도분포는 중심으로부터 55 mm되는 곳에서 300 W/m3로 가장 높은 분포를 나타냈다. 가스 inlet 위치를 흑연판 중심으로 수직, 수평 방향으로 흘려주었을 때의 불균일도는 각각 10.5%, 8.0%로 수평 방향으로 가스를 흘려주었을 때 2.5% 온도 균일도 향상을 확인했다.

• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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• v.12 no.1
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• pp.7-17
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• 2014

Molten salt electrorefining process achieves uranium deposits at cathode using an electrochemical processing of spent nuclear fuel. In order to recover pure uranium from cathode deposit containing about 30wt% salt, the adhered salt should be removed by cathode process (CP). The CP has been regarded as one of the bottle-neck of the pyroprocess as the large amount of uranium is treated in this step and the operation parameters are crucial to determine the final purity of the product. Currently, related research activities are mainly based on experiments consequently it is hard to observe processing variables such as temperature, pressure and salt gas behavior during the operation of the cathode process. Hence, in this study operation procedure of cathode process is numerically described by using appropriate mathematical model. The key parameters of this research are the amount of evaporation at the distillation part, diffusion coefficient of gas phase salt in cathode processor and phase change rate at condensation part. Each of these conditions were composed by Hertz-Langmuir equation, Chapman-Enskog theory, and interphase mass flow application in ANSYS-CFX. And physical properties of salt were taken from the data base in HSC Chemistry. In this study, calculation results on the salt gas behavior and optimal operating condition are discussed. The numerical analysis results could be used to closely understand the physical phenomenon during CP and for further scale up to commercial level.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.618-619
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• 2010

LED는 기존의 발광원에 비해 훨씬 높은 파워와 효율성으로 인해 최근 들어 각종 조명이나 교통신호 등에서 사용이 급증하고 있다. LED 재료를 위해 지금까지 여러가지가 연구되어 왔는데, 갈륨 질화물 (Gallium Nitride, GaN)에 기반한 시스템이 최근들어 가장 큰 관심을 받고 있다. GaN 방식은 열적으로 매우 안정성이 있고, 1.9 ~ 6.2 eV 범위의 넓은 밴드의 Gap, 그리고 인듐이나 알루미늄과 결합하여 청, 녹, 백색등의 다양한 빛을 발생할 수 있는 장점을 가지고 있다. 예를 들어 청색 LED는 광학 방식의 기록매체에, 백색 LED는 기존의 조명램프의 대체용으로 활용이 가능하다. 이러한 장점 덕분에 GaN기반 LED 시장은 1994년에 최초로 상용화 된 이래 최근 급격한 성장을 보여 왔다. 그러나 GaN은 다른 III~V 타입의 반도체 재료와는 달리 재료가 성장하기 위해 사파이어와 같은 별도의 기판을 필요로 하는 문제가 있다. 이것은 결국 전위발생과 같은 격자의 부조화 같은 문제를 야기하여 결국 LED의 성능을 떨어뜨리는 요인이 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy) 방법이 개발되었는데, 이 방법은 시간당 100 미크론의 매우 빠른 성장속도로 높은 두께의 레이어를 만드는 장점이 있다. 이렇게 성장된 GaN 레이어는 베이스 기판에서 쉽게 분리되어 활용이 가능하다. 그러나 HVPE 기술은 성장 공정에서 두께를 균일하게 만들도록 제어하는 것이 매우 어렵다는 문제가 있다. 따라서 HVPE 방식에서는 이러한 조건을 만족시키기 위해 반응현상에 대한 물리적 해석을 토대로 공정조건을 정밀하게 설계해야 한다. 이를 위해 최근에 실험 또는 시뮬레이션을 활용하여 이러한 공정조건을 향상시키기 위한 여러 연구가 진행되었다. 본 연구에서는 이러한 연구의 일환으로 반응로에 투입되는 여러 기체의 유량과 존별 주변온도 조건을 입력변수로 하고, 이들이 GaN 성장에 미치는 영향을 분석하였다. HVPE 시스템에서 가장 이상적인 목표는 반응기체가 층류유동을 유지하면서 대부분의 반응이 기판위에서 이뤄지며, 기판위에서 성장되는 재료의 두께가 균일하게 되는 것이다. 입력변수들이 이러한 결과에 어떠한 영향을 미치는 지 분석하기 위해 전산유체역학(CFD, Computational Fluid Dynamics)을 수행하는 상용코드 FLUENT를 사용하였다. 보다 실제에 가까운 해석을 위해서는 기체간의 화학반응을 포함해야 하나, 해석의 편의와 효율을 위해 본 연구에서는 열 및 유동해석만을 수행하였다. 한편 실제 반응로의 우수성은 성장속도와 두께분포의 균일도를 통해 평가된다. CFD 해석을 통해 이들을 분석하기 위해 기존에 수행한 실험조건을 해석하고 해석결과의 유동패턴/압력분포를 실험결과의 성장속도/두께분포와 비교하고, 이중에서 관련성이 높은 해석결과변수를 우수성 평가에 활용하였다. 기존의 실험결과를 토대로 이러한 중요 결과변수와 함께 이들에 대한 목표값이 도출되고 나면, 입력 공정조건 - 사용기체의 유량과 주변온도 조건 - 에 대해 실험계획(DOE,Design of Experiment)을 수립하고 목표성능을 구현하기 위한 최적설계를 수행할 수 있다. 일반적으로 CFD를 통해 최적의 설계나 공정조건을 탐색하는 작업은 1회의 CFD 계산시간이 매우 오래 소요되기 때문에 쉽지 않다. 그러나 본 연구에서는 CFD와 DOE의 적절한 조합을 통해 적은 수의 해석을 가지고도 원하는 결과를 효율적으로 얻는 것이 가능함을 입증하고자 한다. 본 발표에서는 아직 이러한 연구가 완성되지 않은 시점에서 제반 연구개요를 소개하고 현 시점까지의 연구 결과 및 향후 계획을 소개하고자 한다.

• Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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• v.20 no.1
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• pp.16-23
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• 2019

Fine particulate matter known as PM 2.5 refers to the atmospheric particulate matter that has a diameter less than 2.5 micrometer identified as dangerous element for human health and its concentration can provide us a clear picture about air dust concentration. Humans stay indoor almost 90% of their life time and also there is no official indoor dust concentration data, so our study is focused on measuring the indoor air quality. Indoor dust data monitoring is very important in hospital environments beside that other places can also be considered for monitoring like classrooms, cements factories, computer server rooms, petrochemical storage etc. In this paper, visible light communication system is proposed by Manchester encoding technique for electromagnetic interference (EMI)-free indoor dust monitoring. Important indoor environment information like dust concentration is transferred by visible light channel in wide range. An average voltage-tracking technique is utilized for robust light detection to eliminate ambient light and low-frequency noise. The incoming light is recognized by a photo diode and are simultaneously processed by a receiver micro-controller. We can monitor indoor air quality in real-time and can take necessary action according to the result.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2003.11a
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• pp.31-35
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• 2003

폴리카보네이트는 내열성과 투명성이 우수한데 비해 내후성이 좋지 않아 황변 및 물성이 저하되고, 내찰상성이 약하여 긁히기 쉬운데다 이물질에 의해 오염되기 쉬워 투명성이 저하되는 문제점이 있다. 이러한 단점을 극복하고, 사용하는 용도에 따라 요구되는 다양한 기능성을 부여하기 위하여 폴리카보네이트 표면에 기능성층을 형성시킴으로써 그 목적을 달성하고자 한다. 본 논문에서는 이온 주입기술을 이용하여, 폴리카보네이트 표면의 전기전도도 특성을 향상시키고, 피부암 및 백내장 등을 유발하는 유해한 자외선 (UV-A, UV-B)을 차단하려 한다. 표면전기전도도의 향상은 이물질로부터 오염되는 정도를 낮추며, 정전기를 방지할 수 있다. PC(Polycarbonate) 표면에 $N^+,\;Ar^+,\;Kr^+,\;Xe^+$ 이온을 에너지 20keV에서 50keV을 사용하여, 주입량 $5{\times}10^{15}\;{\sim}\7{\times}10^{16}\cm^2$ 로 조사하였다. 이온 주입된 PC의 표면을 두 접점 방법의 표면 저항 측정으로 표면전기전도도 특성을 알아보았고, 자외선차단 특성은 UV-Vis 로 분석하였다. 이들 전기적 광학적 특성간의 상관관계를 관찰하고, 이러한 특성을 나타내는 화학적 기능그룹들의 변화를 보기 위해 FTIR 분석법으로 관찰하였다. 이온조사량의 증가에 따라 표면저항은 $10^7{\Omega}/sq$까지 감소하여 표면전기특성을 증가시키며, 자외선 차단 특성은 UV-A를 95%까지 차단하여 인체에 유해한 자외선 차단에 유용함을 확인하였다. 이러한 특성은 PC 표면에 카본 네트워크 형성과 $\pi$전자들의 운동량을 증가시키는 구조로 고분자 사슬들의 결합구조 변형에 의한 것으로 생각된다.블을 가지고 파서를 설계하였다. 파서의 출력으로 AST가 생성되면 번역기는 AST를 탐색하면서 의미적으로 동등한 MSIL 코드를 생성하도록 시스템을 컴파일러 기법을 이용하여 모듈별로 구성하였다.적용하였다.n rate compared with conventional face recognition algorithms. 아니라 실내에서도 발생하고 있었다. 정량한 8개 화합물 각각과 총 휘발성 유기화합물의 스피어만 상관계수는 벤젠을 제외하고는 모두 유의하였다. 이중 톨루엔과 크실렌은 총 휘발성 유기화합물과 좋은 상관성 (톨루엔 0.76, 크실렌, 0.87)을 나타내었다. 이 연구는 톨루엔과 크실렌이 총 휘발성 유기화합물의 좋은 지표를 사용될 있고, 톨루엔, 에틸벤젠, 크실렌 등 많은 휘발성 유기화합물의 발생원은 실외뿐 아니라 실내에도 있음을 나타내고 있다.>10)의 $[^{18}F]F_2$를 얻었다. 결론: $^{18}O(p,n)^{18}F$ 핵반응을 이용하여 친전자성 방사성동위원소 $[^{18}F]F_2$를 생산하였다. 표적 챔버는 알루미늄으로 제작하였으며 본 연구에서 연구된 $[^{18}F]F_2$가스는 친핵성 치환반응으로 방사성동위원소를 도입하기 어려운 다양한 방사성의 약품개발에 유용하게 이용될 수 있을 것이다.었으나 움직임 보정 후 영상을 이용하여 비교한 경우, 결합능 변화가 선조체 영역에서 국한되어 나타나며 그 유의성이 움직임 보정 전에 비하여 낮음을 알 수 있었다. 결론: 뇌활성화 과제 수행시에 동반되는 피험자의 머리 움직임에 의하여 도파민 유리가 과대평가되었으며 이는 이 연구에서 제안한 영상정합을 이용한 움직임 보정기법에 의해서 개선되었다. 답이 없는 문제, 문제 만들기, 일반화가 가능한 문제 등으

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.17 no.9
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• pp.126-132
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• 2016

This study numerically investigates the characteristics of chemical reactions and thermal deformation in a steam reformer. These phenomena are significantly affected by the high-temperature burner gas and the process gas conditions. Because the high temperature of the burner gas ranges from 800 to 1000 K, the reformer tubes undergo substantial thermal deformation, eventually resulting in structural failure. Thus, it is necessary to understand the characteristics of the reaction and thermal deformation under the operating conditions to evaluate the reformer tubes for sustainable, stable operation. Extensive numerical simulations were carried out using commercial CFD code (ANSYS FLUENT/MECHANICA Ver. 13.0) while considering three-dimensional turbulent flows and combined heat transfer including conduction, convection, and radiation. Structural analysis considering conjugated heat transfer between solid tubes and fluid flows was conducted using the Fluid-Solid Interaction (FSI) method. The results show that when the injection temperature of the process gas and burner gas decreased, the hydrogen production rate decreased significantly, and thermal deformation decreased by at least 15 to 20%.

• Tunnel and Underground Space
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• v.31 no.6
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• pp.610-622
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• 2021

The DECOVALEX project is one of the representative international cooperative projects to enhance the understanding of the complex Thermo-Hydro-Mechanical-Chemical(THMC) coupled behavior in the high-level radioactive waste disposal system based on the numerical simulation. DECOVALEX-2023 is the current phase consisting of 7 tasks, and Task C aims to model the THM coupled behavior in the disposal system based on the Full-scale Emplacement (FE) experiment at the Mont-Terri underground rock laboratory. This study performs the numerical simulation based on the OGS-FLAC developed for the current study. In the numerical model, we emplaced the heater with constant power horizontally based on the FE experiment and monitored the pressure development, temperature increase, and mechanical deformation at the specific monitoring points. We monitored the capillary pressure as the primary effect inducing the flow in the buffer system, and thermal stress and pressurization were dominant in the surrounding rocks' area. The results will also be compared and validated with the other participating groups and the experimental data further.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.28 no.2
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• pp.93-104
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• 2024

Facility diagnosis is essential for the smooth operation and life extension of rotating equipment used in industrial sites. Compared to other diagnostic methods, vibration diagnosis can find most of the initial defects, such as unbalance, alignment failure, bearing defects and resonance, compared to other diagnostic methods. Therefore, vibration analysis is the most commonly used facility diagnosis method in industrial sites, and is usefully used as a predictive preservation (PdM) technology to manage the condition of the facility. However, since the vibration diagnosis method is performed based on experience based on the standard, it is carried out by experts. Therefore, it is intended to contribute to the reliability of the facility by establishing a system that anyone can easily judge defects by establishing a vibration diagnosis method performed based on experience as a knowledgeable code system. An algorithm was developed based on the ISO-20816 standard for vibration measurement, and the reliability was verified by comparing the results of vibration measurement at various demonstration sites such as petrochemical plant compressors, hydrogen charging stations, and industrial machinery with the results of analysis using a development system. The developed algorithm can contribute to predictive maintenance (PdM) technology that anyone can diagnose the condition of the rotating machine at industrial sites and identify defects early to replace parts at the exact time of replacement. Furthermore, it is expected that it will contribute to reducing maintenance costs and downtime due to the failure of rotating machines when applied to various industrial sites such as oil refining facilities, transportation, production facilities, and aviation facilities.