• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.724-729
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• 2017

회전익항공기용 연료탱크의 중요한 성능 중의 하나인 내충격성능은 충돌충격시험을 통해 검증된다. 충돌충격시험은 작용하는 하중이 매우 높기 때문에 실패 위험이 큰 시험인데, 만약, 연료탱크가 내충격 요구조건을 불만족하게 되면 항공기 전체 개발 일정에 심각한 차질을 줄 수 있다. 따라서, 초기 설계단계부터 연료탱크 충돌충격시험에 대한 수치해석을 수행하여 실물시험에서의 실패 가능성을 최소화 하려는 노력이 수행되어 왔다. 최근, 국내개발 회전익항공기의 항속거리를 증가시키기 위한 목적으로 외부 보조연료탱크 개발이 진행되고 있다. 본 연구에서는 해당 외부 보조연료탱크의 내충격 성능의 검토를 위해 현재까지 진행되어 온 충돌충격시험에 대한 수치해석 결과를 제시하였다. 수치해석 방법으로는 유체-구조 연성해석 방법인 입자법을 적용하였고, 미군사규격에서 규정하고 있는 시험조건을 해석조건으로 반영하였다. 또한, 실물 연료탱크 소재의 시편시험을 통해 기 확보된 바 있는 물성데이타를 수치해석에 적용하였다. 그 결과로 연료탱크 외피 및 피팅 부위의 등가응력을 계산하고 내부 장착품의 거동과 작용 하중을 분석함으로써 외부 보조연료탱크의 내충격성 설계를 위한 데이터 확보 가능성을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권7호
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• pp.709-713
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• 2017

일반적으로 항공기용 연료탱크는 평상시에는 연료 보관이 주요 기능이지만, 추락과 같은 긴급한 상황에서는 연료탱크의 건전성은 승무원의 생존 가능 여부와 직결된다. 특히, 항공기의 외부 보조 연료탱크가 조류충돌(bird strike)에 의한 파손으로 누유가 발생하게 되면 승무원의 생존성에 큰 위협이 될 수 있다. 이 때문에 항속거리 확장을 위한 보조연료탱크가 항공기 외부에 설치되는 경우에는 조류충돌에 대한 연료탱크의 건전성 입증이 요구된다. 본 연구에서는 외부 보조연료탱크용 복합재 컨테이너의 조류충돌 상황에 대한 영향성 분석을 위해 충돌해석 전용 소프트웨어를 사용하여 수치해석을 수행하였다. 수치모사를 위해 컨테이너 구조물은 쉘 유한요소를 사용하여 유한요소로 모델링하고 유체와 조류는 입자법을 사용하여 모델링 하였다. 수치해석 결과로 조류충돌에 의한 내부 유체의 거동을 살펴보고 구조물의 최대 변형량과 변형률을 계산하였으며 보조연료탱크 장착용 복합재 컨테이너의 최대응력 수준을 파악하여 외부 보조연료탱크 개발 초기 단계에서 조류충돌 영향성을 반영하기 위한 데이터 확보 가능성을 타진하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권4호
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• pp.60-65
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• 2019

본 연구에서 항공기에 적용되는 보조연료탱크의 연료시스템에 대한 구조 설계 및 해석을 수행하였다. 구조 설계 결과에 대한 구조 안전성을 검토하였다. 연료시스템 구조에 적용된 재료는 알루미늄 합금 금속재이다. 구조 해석은 상용 유한 요소 해석 소프트웨어를 활용하여 구조 해석을 수행하였다. 설계 요구 조건은 구조물이 가속도 조건을 만족해야 한다. 따라서 최대 가속도 조건을 고려하여 구조 설계를 수행하였다. 본 연구를 통하여 보조연료탱크의 구조 설계 결과는 안전성을 확보한 것으로 분석되었다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2013년도 제46회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.127-128
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• 2013

Off-gas power plant is a renewable energy power plant which generate electrical energy using the low calorie FOG and BFG as main fuel. This combined cycle power plant is comprised of gas turbines, gas compressors, steam turbines, generators, and auxiliary equipment such as gas mixer, mixing tank, and gas cooler. In this paper, a off-gas power plant and development of its several equipment using CFD are introduced.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.8-13
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• 2018

외부 충격에 대한 연료탱크의 구조 건전성을 확인하기 위해서는 연료탱크 내부 연료의 거동과 그에 따른 영향성을 파악할 수 있는 유체-구조 연성해석을 수행해야 한다. 과거에는 유체-구조 연성해석을 수행하기 위해서는 상당한 전산자원과 과도한 계산시간이 필요하여 수치해석 결과를 도출하기까지 많은 제약이 있었다. 하지만, 최근 컴퓨터 성능이 획기적으로 향상되어 유체-구조 연성해석 등의 복잡한 수치해석이 가능하게 되었다. 유체-구조 연성해석을 위해 주로 사용되는 방법은 ALE(Arbitrary Lagrangian and Eulerian)와 입자법(Smoothed Particle Hydrodynamic)이 있다. 두 방법에는 상호 장단점이 있기 때문에 수치해석의 목적에 따라 적합한 방법을 적용하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 ALE을 적용하여 연료탱크 충돌충격 시험 수치모사를 수행하였다. 수치해석 목적은 충돌충격하중에 의해 컨테이너 내부에 장착된 연료탱크의 파손 가능성을 확인하는 것인데, 수치해석의 결과로 연료탱크 내부의 유체 거동을 파악하고, 충격하중에 의해 연료탱크와 컨테이너 구조물에서 발생하는 응력을 계산하여 연료탱크 파손 여부에 따른 내부 유체의 누설 가능성을 제고하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권6호
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• pp.70-79
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• 2019

매년 증가하는 항공기 조류충돌 사고는 현행 항공기 조류충돌 인증 요구도의 보완을 요구한다. 현재 미국과 유럽에서는 수치해석을 통해 조류충돌 요구도를 더욱 정밀하게 검증하는 방안을 검토 중이다. 한편 국토교통부에서 고시한 항공기 감항기준은 미국 연방항공청에서 제정한 감항기준에 준하여 작성되었다. 이는 국내 규정에서도 해석 기반의 조류충돌 요구도 검증 방안이 반영되어야 함을 의미한다. 본 논문에서는 한국항공우주산업(주)의 경찰청 헬리콥터 외부 보조연료탱크 조립체를 대상으로 유한요소 해석에 기반한 조류충돌 분석기법을 제안하였고, 해석 결과는 시험 결과에 상응하였다. 이에 따라 수치해석 기반의 분석기법과 절차가 조류충돌 요구도 뿐만 아니라, 나아가 다른 감항요건의 입증에도 폭넓게 활용되도록 제안하고자 한다.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제15권3호
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• pp.292-298
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• 1986

The new f-chart capable of estimating long-term thermal performance of solar space and water heating systems was developed. The system comprise a flat plate solar collector, heat exchanger, storage tank filled with water, auxiliary fuel fired heater, and a house structure. The information obtained from many simulations of solar heating systems has been used to develop this f-chart. Actual hourly meteorological data collected in Seoul, Daejeon, Kwangju and Daegu, Korea from 1979 to 1983 have been utilized in these simulations. The new f-equation is as follows: $$f=1.034Y_{-}0.0968X_{-}0.2235Y^2+0.0043X^2+0.0144Y^3$$. The system performance estimates obtained from the developed f-chart are in close agreement with the results of experiment.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권2호
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• pp.397-416
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• 2020

Investigations of the commercial aircraft impact effect on nuclear island infrastructures have been drawing extensive attention, and this paper aims to perform the safety assessment of Generation III nuclear power plant (NPP) buildings subjected to typical commercial aircrafts crash. At present Part II, based on the verified finite element (FE) models of aircrafts Airbus A320 and A380, as well as the NPP containment and auxiliary buildings in Part I of this paper, the whole collision process is reproduced numerically by adopting the coupled missile-target interaction approach with the finite element code LS-DYNA. The impact induced damage of NPP plant under four impact locations of containment (cylinder, air intake, conical roof and PCS water tank) and two impact locations of auxiliary buildings (exterior wall and roof of spent fuel pool room) are evaluated. Furthermore, by considering the inner structures in the containment and raft foundation of NPP, the structural vibration analyses are conducted under two impact locations (middle height of cylinder, main control room in the auxiliary buildings). It indicates that, within the discussed scenarios, NPP structures can withstand the impact of both two aircrafts, while the functionality of internal equipment on higher floors will be affected to some extent under impact induced vibrations, and A380 aircraft will cause more serious structural damage and vibrations than A320 aircraft. The present work can provide helpful references to assess the safety of the structures and inner equipment of NPP plant under commercial aircraft impact.

• 유기물자원화
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• 제27권2호
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• pp.67-73
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• 2019

본 연구에서는 유기성폐자원의 바이오가스 생산 및 이용을 최적화를 위해 현장시설의 정밀모니터링과 시설별 에너지수지를 분석하고, 현장문제 해결방안에 대해서 조사하여 전처리시설 및 발전기 등의 설계 및 운전 가이드라인을 제시하였다. 고품질화 정제설비 운영에 잦은 고장 및 효율 저하를 해결하기 위해서는 가스전처리가 필요하며, 탈황, 제습, 탈실록산, 분진 처리, 휘발성유기화합물 등의 처리공정이 있다. 이 공정들은 고품질화 공정에서도 제거되는 물질들이기에 가스 전처리에서는 정량적 가이드라인은 제시하지 않고, 정성적 가이드라인으로 처리공간에 운영하도록 제시하였다. 특히, 분진, 실록산 및 휘발성유기화합물 등은 가스 전처리에서 제거되지 않으면 고품질화 공정의 잦은 고장의 주원인이된다. 바이오가스 고품질화 공정에 대한 설계 운전 가이드라인은 전체 가스 발생량의 90 % 이상 이용, 2계열화, 여유율 10 % 이상 감안 등이 있으며, 품질기준[메탄함량(프로판 포함) 95 % 이상]을 제시함. 또한 균등한 바이오가스 유입을 위해 가스균등조 설치, 보조연료 균등투입 제어를 위한 열량자동조절장치 설치, 가스압축과정에서 다량 발생하는 수분 제거를 위한 고품질화 후단의 제습장치 설치, 겨울철 설비의 결빙 및 효율 저하 방지를 위한 보온설비 설치, 특히 멤브레인 설비는 실내 설치 등을 제시하였다.