• 한국추진공학회지
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• 제23권3호
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• pp.58-66
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• 2019

본 연구에서는 다단연소 사이클 로켓엔진의 구성 부품에 대한 관계식을 이용하여 통합 엔진 시스템 성능해석 프로그램을 구축하여 시동 특성을 해석하였다. 엔진의 시동 특성은 다단연소 사이클 엔진의 시동부터 정상상태에 도달하는 시간까지 엔진 시스템의 진행과정 전체를 고려하여 해석되었다. 엔진의 시동과정동안 엔진의 엔진 파워팩의 RPM, 예연소기의 O/F비와 압력, 추진제의 유량과 같은 엔진 구성품의 시동 특성을 도출하였다. 또한 엔진의 시동과정에서 도출된 엔진의 성능특성 데이터와 실제 엔진의 연소시험을 통한 성능 데이터를 비교하였으며, 비교결과 엔진 시동과정의 해석 프로그램이 타당한 것으로 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권9호
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• pp.733-742
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• 2016

연료 경제와 유해 배출 가스 저감을 목적으로 최근 들어 LNG 또는 합성 가스를 사용하는 박용 가스 기관이 주목받고 있다. 예혼합 연소를 하는 오토 사이클로 작동하는 가스 기관을 구현할 경우 EGR 또는 SCR을 적용하지 않고도 Tier III의 규제를 충족할 수 있는 것으로 확인되고 있다. 본 연구에서는 오토 사이클로 작동하는 기관에 대한 시뮬레이션 기술을 산업 기술 현장에 제공하기 위한 목적으로, 실험적으로 접근이 용이한 소형 가솔린 기관을 대상으로 상용 소프트웨어인 BOOST를 이용한 시뮬레이션을 시행하였다. 이 연구는 두 단계로 구성되어 이미 시행한 첫 번째 단계에서는 흡기 및 배기 계통에 대한 최적의 모델링 방법에 관한 연구가 수행되었다. 이번 연구는 이전의 연구에서 선정된 흡 배기 계통의 해석 모델을 적용한 상황에서 실린더 내 과정을 해석하고 최종적으로 주요 성능 인자들을 계산하는 방법을 정립하였다. 이 연구를 통하여 실험에의 의존이 적은 연소 및 열전달 모델과 밸브 유량계수 모델을 선정하고 관련 상수들을 결정하는 방법을 확립하였다. 이들을 이용하여 실린더로 유입되는 공기량, 실린더 내 순간 압력 변화 및 도시평균유효압력을 효과적으로 예측할 수 있음을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권1호
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• pp.61-67
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• 2015

연소기 시험 장치의 구축 시 고온의 연소 가스의 냉각은 중요한 설계요구조건이다. 물 분무(Water spray) 냉각 방식은 증발 과정에서 물의 잠열을 이용하므로, 효과적인 연소 가스 냉각이 가능하다. 본 연구에서는 연소기 시험 설비 구축 과정의 일환으로, 물 분무를 이용한 연소 가스의 냉각을 이해하기 위하여 연속방정식, 에너지 보존식과 포화 증기의 압력-온도 관계식을 이용한 1차원 해석을 수행하였다. 연소기 시험 장치에서 배출되는 고온, 고압의 연소 가스는 냉각수와의 혼합과정에서 배출가스의 온도가 낮아지며, 분무된 물의 일부는 기화하여 연소가스와 함께 배출되고, 일부는 다시 응축 되어 집수조로 모인다. 냉각수는 연소 가스의 온도를 낮춰주는 동시에, 증발된 증기는 연소기 내부의 압력을 증가시키므로 1차원 해석에서 증기의 압력-온도 관계식을 고려하여 해석을 수행하였다. 1차원 해석으로부터 연소가스의 적절한 냉각과 배기 덕트 내부의 압력의 지나친 상승을 피하기 위한 최적의 물 분무량을 확인하였으며, 물 분무 냉각 방식에 대한 물리적 이해를 얻을 수 있었다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제42권1호
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• pp.44-55
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• 2017

Background: Heat recovery is one of the prominent ways to save a considerable amount of conventional fossil fuel and minimize its adverse effects on the environment. The rotary heat exchanger is one of the most effective and efficient devices for heat recovery or heat exchanging purposes. It is a regenerative type of heat exchanger, which has been studied and used for many heat recovery purposes. However, regenerative thermal wheels have been mostly used as heat recovery systems in buildings. For modeling a rotary regenerator, it is very important to numerically consider all the factors involved, such as effectiveness, rotational speed, geometrical size and shape, and pressure drop (${\Delta}p$). In recent times, several researchers have actively studied the rotary heat exchangers, both theoretically and experimentally. Reviews: In this paper different advances in the numerical modeling of regenerative rotary heat exchangers in relation to fluid flow and heat transfer have been discussed. Researchers have indicated that the effectiveness of the regenerative rotary heat exchanger depends on various factors including, among many others, rotational speed, rotational period and combustion power. It is reported that with the increase of periodic rotation the deviation of theoretical results from the experimental result increases. The available literature indicates that regenerative heat exchangers are having relatively more effectiveness (60-80%), compared to other heat exchangers. It is also observed that the finite difference method and finite volume methods are mostly used for discretizing the heat transfer governing equations, under some assumptions. Research also indicates that for the effectiveness calculation the ${\varepsilon}-NTU$ method is the most popular and convenient.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 1999년도 제19회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.117-128
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• 1999

The removal of nitrogen oxides(NOx) from $N_{2}/O_{2}$ gas using a pulsed corona discharge was investigated as a function of the reduced electric field(E/N) and the energy density(J/L). A kinetic model was developed to characterize the chemical reactions taking place in a pulsed corona discharge reactor. The model calculates the fractional concentrations of radical species at each pulse-on period and utilizes the radicals to remove NOx for the subsequent pulse-off period. Electron collision reaction data are calculated using ELENDIF program to solve Boltzmann equation for electron energy distribution function, and the subsequent chemical reactions are calculated using CHEMKIN-II program to solve stiff ODE(ordinary differential equation) problems for species concentrations. The corona discharge energy per pulse and the time-space averaged E/N were obtained by fitting the model to experimental data. The model calculation shows good agreement with the experimental data, and predicts the formation of other species such as $NO_{2}$, $O_{3}$ and $N_{2}O$.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2006년도 제32회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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• pp.213-217
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• 2006

Recent advances in energetic materials modeling and high-resolution hydrocode simulation enable enhanced computational analysis of bio-medical treatments that utilize high-pressure shock waves. Of particular interest is in designing devices that use such technology in medical treatments. For example, the generated micro shock waves with peak pressure on orders of 10 GPa can be used for treatments such as kidney stone removal, trans-dermal micro-particle delivery. and cancer cell removal. In this work, we present a new computational methodology for applying the high explosive dynamics to bio-medical treatments by making use of high pressure shock physics and multi-material wave interactions. The preliminary calculations conducted by the in-house code, GIBBS2D, captures various features that are observed from the actual experiments under the similar test conditions. We expect to gain novel insights in applying explosive shock wave physics to the bio-medical science involving drug injection. Our forthcoming papers will illustrate the quantitative comparison of the modeled results against the experimental data.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제9권3호
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• pp.263-278
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• 2022

The time-varying structural reliability of an aeroelastic launch vehicle subjected to stochastic parameters is investigated. The launch vehicle structure is under the combined action of several stochastic loads that include aerodynamics, thrust as well as internal combustion pressure. The launch vehicle's main body structural flexibility is modeled via the normal mode shapes of a free-free Euler beam, where the aerodynamic loadings on the vehicle are due to force on each incremental section of the vehicle. The rigid and elastic coupled nonlinear equations of motion are derived following the Lagrangian approach that results in a complete aeroelastic simulation for the prediction of the instantaneous launch vehicle rigid-body motion as well as the body elastic deformations. Reliability analysis has been performed based on two distinct limit state functions, defined as the maximum launch vehicle tip elastic deformation and also the maximum allowable stress occurring along the launch vehicle total length. In this fashion, the time-dependent reliability problem can be converted into an equivalent time-invariant reliability problem. Subsequently, the first-order reliability method, as well as the Monte Carlo simulation schemes, are employed to determine and verify the aeroelastic launch vehicle dynamic failure probability for a given flight time.

• 한국대기환경학회지
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• 제31권5호
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• pp.411-429
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• 2015

The Korea Ministry of Environment has established an air quality standard for $PM_{2.5}$ in 2012 and it is effective from January 2015. In this study, we review various aspects of $PM_{2.5}$ in China, including its measurement, modeling, source apportionment, and health effect, and suggest future research directions for $PM_{2.5}$ studies in Korea. Measurements studies for $PM_{2.5}$ have examined organic marker compounds and $^{14}C$ as well as inorganic aerosols for distinguishing sources. Modeling results supported that the control of $PM_{2.5}$ pollution in big city needs effective cooperation between city and its surrounding regions. The major $PM_{2.5}$ sources in China have been identified to be secondary sulfur, motor vehicle emissions, coal combustion, dust, biomass burning, and industrial sources, however, they have seasonal dependency. Especially, the severe haze pollution event during January 2013 over eastern and northern China was driven to a large extent by secondary aerosol formation. Short-term exposure to $PM_{2.5}$ is strongly associated with the increased risk of morbidity and mortality from cardiovascular and respiratory diseases, as well as total non-accidental mortality. Considered previous $PM_{2.5}$ studies in China, analysis of specific organic species using online measurement, chamber experiment for secondary aerosol formation mechanism, and development of parameterizing this process in the model are needed to elucidate factors governing the abundance and composition of $PM_{2.5}$ in Korea.

• 전자공학회논문지SC
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• 제48권6호
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• pp.71-81
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• 2011

일반적인 내연기관 자동차와는 달리, 전기자동차는 파워트레인을 구성하는 배터리, 인버터, 모터 등의 전기 동력 시스템들이 차량의 주행성능과 동역학 특성에 직접적인 영향을 준다. 따라서 전기 차량의 최종 운동 및 동특성을 예측하기 위해서, 기계 및 전기전자 복합 시스템을 세부적으로 모델링하고 이를 통한 전체 파워트레인의 해석이 필요하다. 본 논문에서는 전기자동차의 최종 출력 성능을 예측하고 분석하기 위한 전기자동차의 파워트레인 시스템의 동적 모델을 유도하였다. 전기적인 신호로부터 최종 기계 동력 시스템으로 전달되는 입출력 변수의 상관관계를 수학적으로 모델링하여 개발하였다. 또한, 전기자동차의 동특성을 시뮬레이션 할 수 있는 기준모델을 Matlab/Simulink 플랫폼 기반으로 개발하였으며, 이를 이용하여 유도된 수학적 분석 모델을 검증하였다. 이를 통하여 속도, 가속도, 추진력 등의 주요 차량 주행성능을 비교 분석하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권2호
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• pp.33-39
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• 2022

본 연구에서는 Rotary kiln(RK)을 이용하여 바나듐 염배소 전처리시 적정온도를 유지하기 위한 열화학적 모델링 관련 인자에 대해 논의하였다. 관련 모델 메카니즘은 열화학 관련 반응속도모델, 열수지 및 열전달 등이며 이를 통해 rotary kiln내 온도분포를 직관적으로 추정할 수 있다. 이러한 작업을 통해 최적 염배소 온도인 1000 ℃(또는 약 1273 K) 근방을 kiln내에서 장기간 유지하는 것이 관건이다. 본 연구에서는 탄화수소(천연가스) 연료연소 및 광석 산화반응으로부터의 발열과 광석으로의 복사열전달 등을 산정하였다. 또한 열화학 측면에서 Rotary kiln내 적정 배소온도구역에서의 온도구배 완화를 위한 방안을 제시하였다.