• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.17-18
• /
• 2011

Plasma in liquid phase has attracted great attention in the last few years by the wide domain of applications in material processing, decomposition of organic and inorganic chemical compounds and sterilization of water. The plasma in liquid is characterized by three main regions which interact each - other during the plasma operation: the liquid phase, which supply the plasma gas phase with various chemical compounds and ions, the plasma in the gas phase at atmospheric pressure and the interface between these two regions. The most complex region, but extremely interesting from the fundamental, chemical and physical processes which occur here, is the boundary between the liquid phase and the plasma gas phase. In our laboratory, plasma in liquid which behaves as a glow discharge type, is generated by using a bipolar pulsed power supply, with variable pulse width, in the range of 0.5~10 ${\mu}s$ and 10 to 30 kHz repetition rate. Plasma in water and other different solutions was characterized by electrical and optical measurements. Strong emissions of OH and H radicals dominate the optical spectra. Generally water with 500 ${\mu}S/cm$ conductivity has a breakdown voltage around 2 kV, depending on the pulse width and the repetition rate of the power supply. The characteristics of the plasma initiated in ultrapure water between pairs of different materials used for electrodes (W and Ta) were investigated by the time-resolved optical emission and the broad-band absorption spectroscopy. The deexcitation processes of the reactive species formed in the water plasma depend on the electrode material, but have been independent on the polarity of the applied voltage pulses. Recently, Coherent anti-Stokes Raman Spectroscopy method was employed to investigate the chemistry in the liquid phase and at the interface between the gas and the liquid phases of the solution plasma system. The use of the solution plasma allows rapid fabrication of the metal nanoparticles without being necessary the addition of different reducing agents, because plasma in the liquid phase provides a reaction field with a highly excited energy radicals. We successfully synthesized gold nanoparticles using a glow discharge in aqueous solution. Nanoparticles with an average size of less than 10 nm were obtained using chlorauric acid solutions as the metal source. Carbon/Pt hybrid nanostructures have been obtained by treating carbon balls, synthesized in a CVD chamber, with hexachloro- platinum acid in a solution plasma system. The solution plasma was successfully used to remove the template remained after the mesoporous silica synthesis. Surface functionalization of the carbon structures and the silica surface with different chemical groups and nanoparticles, was also performed by processing these materials in the liquid plasma.

• 센서학회지
• /
• 제7권3호
• /
• pp.188-196
• /
• 1998

$WO_{3}$계 n-형 반도체 가스센서의 검지특성 및 전기적 특성을 조사하였다. 공기중에서 결합제가 첨가되지 않은 $WO_{3}:TiO_{2}$(4 wt. %) 센서의 낱알경계에서의 전위장벽의 크기는 0.26 V로 나타났으며, 결합제로서 $Al_{2}O_{3}$, PVA (polyvinyl alcohol ), silica sol이 첨가된 센서의 경우는 전위장벽이 각각 0.17, 0.22, 0.26 V로 관측되었다. 이들 시료를 $NO_{x}$가 120 ppm 첨가된 분위기에 노출시켰을 때, 결합제가 첨가되지 않은 센서의 경우는 낱알경계에서의 전위장벽이 0.59 V로 증가하였으며, 결합제로서 $Al_{2}O_{3}$, PVA, silica sol이 첨가된 경우는 전위장벽이 각각 0.43, 0.66, 0.52 V로 나타나, PVA가 첨가된 센서에서 전위장벽의 변화가 가장 높아 감도가 우수하게 되는 것을 알 수가 있었다. 한편 센서 최적 작동온도 이상의 온도에서 나타나는 감도의 감소는 흡착가스 입자의 탈착보다는 공기중에서 다결정이 보이는 저항의 온도 의존성에 따라 나타남이 판명되었다. 또한 결합제가 첨가되지 않은 센서와 결합제로서 Pt가 첨가된 센서의 경우, CO가 250 ppm 존재할 때까지도 전위장벽의 크기가 약 0.2 V로 공기중에서와 비슷한 크기를 나타내어, CO와 $NO_{x}$가 혼합된 분위기에서 $NO_{x}$만을 선택적으로 검지하는데 유리함이 밝혀졌다.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제38권4호
• /
• pp.208-213
• /
• 2013

원전의 안전성분석보고서에는 운영기간중 만일의 사고에 따른 방사선안전성 확보를 위해 부지의 적합성 평가가 요구된다. 부지 적합성은 극히 보수적인 가정을 적용하여 제한구역경계에서 방사선 피폭영향을 평가하여 판단하게 된다. 이들 평가는 방사선영향평가 모델을 보수적인 기상조건 등에 적용하여 수행된다. 본 연구에서는 보수적인 평가 결과의 타당성 검증을 목적으로 확산에 양호하지 못한 악기상 조건에서 추적자확산실험을 실시하였다. 원전부지 실험에 앞서 대전시 인근 유성구 학하리 평지에서 추적자 확산실험을 실시하였다. 확산실험의 분석결과 기존의 확산조건이 좋은 경우의 실험결과와 비교할 때 크게 두 가지 큰 차이를 발견할 수 있었다. 하나는 풍속이 매우 낮고 풍향의 변화가 심해 주 풍하 방향에서 나타나는 최대 농도를 찾기 어렵다는 것이고, 다른 하나는 대기가 매우 안정하여 지상 10 m 낮은 높이에서의 방출임에도 불구하고 방출점에서 수 백 m 떨어진 지점에서 처음으로 상대적으로 높은 농도 분포가 나타나는 경우가 있다는 것이다.

• 터널과지하공간
• /
• 제33권1호
• /
• pp.57-69
• /
• 2023

본 연구에서는 2차원 수리-역학적연계 개별요소모델링(DEM)을 사용하여 네델란드 그로닝엔(Groningen) 천연가스전 저류층의 유발지진을 모사하였다. 수치해석 코드는 ITASCA社의 상용프로그램인 PFC2D (Particle Flow Code 2D)를 사용하였으며 본 수치해석 연구에 적용하기 위해 수리-역학적 연계 모델 외 1) 비균질 저류층 압력분포 초기화, 2) 비선형 압력-시간이력 경계조건, 3) 국소 응력 분포 계산 등의 개별모듈을 추가개발, 적용하였다. 그로닝엔 가스전에 분포하는 복잡한 단층 형상을 포함하는 40 × 50 km² 크기의 2차원 모델을 생성하였고, 1960년부터 2020년까지 약 60년 동안의 가스생산, 즉 압 력저하로 인한 단층의 파괴거동을 모사하였다. 유발지진의 시공간적 발생을 수치해석모델로 재현하였고 그 발생 메커니즘을 규명하였다. 또한 저류층 압축으로부터 지표에서의 지반침하의 분포를 예측하였고 그로닝엔에서의 실측자료 사이에 유사성을 확인할 수 있었다. 이를 통해 본 연구에서 소개한 2차원 수리-역학적연계 개별요소모델링(DEM)의 복잡한 지질조건과 수리-역학적 연계 프로세스에 의한 단층거동을 구현할 수 있는 툴(tool)로서의 활용성을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제34권4호
• /
• pp.349-354
• /
• 2010

연료전지는 환경문제와 천연자원 고갈을 해결할 수 있기 때문에 가장 주목받고 있는 새로운 동력원이다. 본 논문에서는 마이크로 연료전지의 효율을 높이기 위해 다양한 형상에 대해 마이크로 채널에서 수소가스 유동을 수치해석 하였다. 이미 개발된 채널과 새롭게 고안된 채널, 모두 여섯 개의 다른 형상을 가진 채널이 같은 유동 특성과 경계조건으로 수치해석을 수행하였다. 수치해석 결과를 통해 유속, 유동분포, 유동균일성 등이 채널형상에 따라 영향을 많이 받는 것을 알았다. 이에 수소 가스 유동을 고려한 채널형상 최적화를 통해 연료전지의 성능을 향상시키고자 하였다. 수치해석을 통한 최적화된 채널형상을 사용한 PEMFC 실험결과 평균보다 높은 전류밀도를 나타내었다. 그러나 내구성이 낮았다.

• Corrosion Science and Technology
• /
• 제12권2호
• /
• pp.102-112
• /
• 2013

A very high-temperature gas reactor (VHTR) is one of the next generation nuclear reactors owing to its safety, high energy efficiency, and proliferation-resistance. Heat is transferred from the primary helium loop to the secondary helium loop through an intermediate heat exchanger (IHX). Under VHTR environment Alloy 617 is being considered a candidate Ni-based superalloy for the IHX of a VHTR, owing to its good creep resistance, phase stability and corrosion resistance at high temperature. In this study, high-temperature corrosion tests were carried out at 850 - $950^{\circ}C$ in air and impure helium environments. Alloy 617 specimens showed a parabolic oxidation behavior for all temperatures and environments. The activation energy for oxidation was 154 kJ/mol in helium environment, and 261 kJ/mol in an air environment. The scanning electron microscope (SEM) and energy-dispersive x-ray spectroscopy (EDS) results revealed that there were a Cr-rich surface oxide layer, Al-rich internal oxides and depletion of grain boundary carbide after corrosion test. The thickness and depths of degraded layers also showed a parabolic relationship with the time. A corrosion rate of $950^{\circ}C$ in impure helium was higher than that in an air environment, caused by difference in the outer oxide morphology.

• 수산해양기술연구
• /
• 제51권1호
• /
• pp.111-119
• /
• 2015

The negative factors of fishery in environmental aspect of view are Greenhouse gas emission problems by high usage of fossil fuel, destruction of underwater ecosystem by bottom trawls, reduction of resources by fishing and damage of ecosystem diversity. Especially, the Greenhouse gas emission from fisheries is an important issue due to Canc$\acute{u}$n meeting, Mexico in 1992 and Kyoto protocol in 2005. However, the investigation on the GHG emissions from Korean fisheries did not much carry out. Therefore, the quantitative analysis of GHG emissions from Korean fishery industry is needed as a first step to find a relevant way to reduce GHG emissions from fisheries. The purpose of this research is to investigate which degree of GHG emitted from fishery. Here, we calculated the GHG emission from Korean bottom pair trawl fishery using the LCA (Life Cycle Assessment) method. The system boundary and input parameters for each process level are defined for LCA analysis. The fuel use coefficient of the fishery is also calculated. The GHG emissions from the representative fishes caught by bottom pair trawl will be dealt with. Furthermore, the GHG emissions for the edible weight of fishes are calculated with consideration to the different consuming areas and slaughtering process also. The results will be helpful to understand the circumstances of GHG emissions from Korean fisheries.

• 조명전기설비학회논문지
• /
• 제30권2호
• /
• pp.71-77
• /
• 2016

The dielectric barrier discharge (DBD) has low efficiency due to about 70% input power is consumed as thermal energy in the discharge space. However, because of the usage of DBD ozone generator is easier than other methods. The DBD ozone generator has been widely applied for high concentration ozone generation in the industrial application. But, the low-capacity compact DBD ozone generator is not applied so far. Therefore, the DBD ozone generator is necessary to improve ozone production efficiency and reduce the capacity. In this paper, the stainless steel pipe inner electrode was designed with hall type and screw type to improve the ozone production yield. The manufactured two inner electrodes were experimented with normal type for comparison of the discharge characteristics and the ozone generating characteristics. As the experimental results, the discharge current effective value of designed inner electrodes with hall type and screw type are higher than the normal type, due to unequal electric field is formed at the boundary. However, the difference of designed and original electrodes is less than 0.1mA that has no effect on the discharge characteristic. On the other hand, the screw type inner electrode increased higher than original model about 7 times when the flow rate of the oxygen source gas was increased from $0.6{\ell}/min$ to $1.0{\ell}/min$ The reason was assumed by the flow rate of the raw gas through the inner electrode was became fast that has a cooling effect. The designed hall type and screw type inner electrodes have shown good performances in ozone generation and ozone production that better than normal type in the same electrode surface area.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제36권3호
• /
• pp.315-324
• /
• 2012

본 연구는 가연성 기체로서 에틸렌-공기 혼합물로 채워져 있는 관에서 장애물과 굽은 관에 의한 지형적 효과에 따라 변화하는 충격파와 화염의 상호 작용, 화염 가속, 연소폭발천이 현상을 수치적으로 살펴보았다. 여기서 사용되는 모델은 지배방정식으로 Navier-Stokes 방정식과 경계조건 처리 방법으로 ghost fluid 기법을 사용하였으며 지형적 영향을 달리한 여러 모델링을 통하여 화염과 강한 충격파의 충돌에 의한 열점 생성과 화염 전파의 지연 혹은 가속 현상을 확인하였다. 추가적으로 평균 화학적 에너지 발생률이 대략 20 MJ/($g{\bullet}s$)에서 폭굉으로 천이한다는 사실을 확인하였다. 그리고 동일 위치 열점 생성에도 불구하고 폭굉의 발생 시기가 반응물의 부재와 화염면 전방의 온도와 압력 차에 의해 지연될 수 있음을 확인하였다.

• International Journal of Safety
• /
• 제6권2호
• /
• pp.1-7
• /
• 2007

In this study mechanical strength of A53B carbon steel was analyzed using several types of test specimens directly machined from oil recycling pipe experienced a failure due to hydrogen attack in chemical plants. High temperature hydrogen attack (HTHA) is the damage process of grain boundary facets due to a chemical reaction of carbides with hydrogen, thus forming cavities with high pressure methane gas. Driven by the methane gas pressure, the cavities grow on grain boundaries forming intergranular micro cracks. Microscopic optical examination, tensile test, Charpy impact test, hardness measurement, and small punch (SP) test were performed. Carbon content of the hydrogen attacked specimens was dramatically reduced compared with that of standard specification of A53B. Traces of decarburization and micro-cracks were observed by optical and scanning electron microscopy. Charpy impact energy in hydrogen attacked part of the pipe exhibited very low values due to the decarburization and micro fissure formation by HTHA, on the other hand, data tested from the sound part of the pipe showed high and scattered impact energy. Maximum reaction forces and ductility in SP test were decreased at hydrogen attacked part of the pipe compared with sound part of the pipe. Finite element analyses for SP test were performed to estimate tensile properties for untested part of the pipe in tensile test. And fracture toughness was calculated using an equivalent strain concept with SP test and finite element analysis results.