• 한국융합학회논문지
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• 제10권7호
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• pp.281-287
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• 2019

최적의 환기시스템 활용과 에너지 절약을 위한 급 배기공기 간의 열교환을 적용시킨 열회수시스템의 활용과 보급은 에너지관리시스템에서 필수적이다. 이러한 기술은 특히, 겨울철과 여름철의 냉난방에너지를 절약할 수 있어 고효율에너지 빌딩의 기반기술의 주요 요소이다. 본 논문에서는 균일한 형상과 동일한 유동조건에서 열교환기 성능을 비교하기 위해 종이, 플라스틱, 알루미늄을 재질로 시뮬레이션을 통한 열전달효율을 검토하였다. 또한 평판형과 굴절형 구조를 갖는 열교환기의 형상에 따른 열전달 효율을 시험하였고, 그 결과를 토대로 열전달 성능과 압력손실에 대해 고성능의 열교환기를 제작하는데 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제24권10호
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• pp.1325-1330
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• 2020

의학적으로 특별한 주의가 필요한 신생아는 인큐베이터에 들어가게 된다. 인큐베이터는 이러한 유아들을 잘 돌볼 수 있도록 갖춰져 있지만 반드시 병원에 가야하고 너무 많은 비용이 든다. 본 논문은 이러한 인큐베이터의 편의적 그리고 비용적 측면의 문제를 해결할 수 있는 스마트 인큐베이터를 제안한다. 개발된 인큐베이터는 메인 제어 장치로 아두이노 우노를 사용하고 블루투스 통신을 이용하여 근거리 모니터링이 가능하도록 하였다. 인큐베이터 내의 환경은 DHT22 센서를 이용하여 온도와 습도를 측정하고 P5511 소리감지센서를 이용하여 소리를 측정한다. 사용자가 설정한 온도 및 습도 데이터가 기준 값보다 낮거나 높은 경우 컨트롤러를 이용하여 난방 패드를 가동하거나 팬을 돌려 공기 순환이 될 수 있도록 설계하였다. 인큐베이터 내의 측정값은 사용자의 스마트폰 모니터링 화면에 실시간으로 표시되며 앱 인벤터를 이용하여 프로그램하였다. 아기가 우는 경우에는 사용자에게 알람을 제공하여 아기의 상태를 부모가 즉시 알 수 있도록 설계하였다. 개발된 인큐베이터는 가정에서 저렴한 비용으로 유아를 돌보는 데 도움을 줄 수 있다.

• 전력전자학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.421-428
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• 2021

Lithium-ion secondary batteries exhibit advantageous characteristics such as high voltage, high energy density, and long life, allowing them to be widely used in both military and daily life. However, the lithium-ion secondary battery does have its limitation; for example, the output power and capacity are readily decreased due to the increased internal impedance during discharging at a lower temperature (-32℃, military requirement). Also, during charging at a lower temperature, lithium dendrite growth is accelerated at the anode, thereby decreasing the battery capacity and life as well. This paper describes a study that involves increasing the internal temperature of lithium-ion secondary battery by energy circulation operation in a low-temperature environment. The energy circulation operation allows the lithium-ion secondary battery to alternately charge and discharge, while the internal resistance of lithium-ion battery acts as a heating element to raise its own temperature. Therefore, the energy circulation operation method and device were newly designed based on the electrochemical impedance spectroscopy of the lithium-ion secondary battery to mediate the battery performance at a lower temperature. Through the energy circulation operation of lithium ion secondary battery, as a result of the heat generated from internal resistance in an extremely low-temperature environment, the temperature of the lithium-ion secondary battery increased by more than 20℃ within 10 minutes and showed a 75% discharging capacity compared with that at room temperature.

• 한국농공학회논문집
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• 제64권5호
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• pp.9-16
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• 2022

Syngas, also known as synthesis gas, synthetic gas, or producer gas, is a combustible gas mixture generated when organic material (biomass) is heated in a gasifier with a limited airflow at a high temperature and elevated pressure. The present research was aimed at modifying the existing LPG engine generator for fully operated syngas. During this study, the designed gasifier-powered woodchip biomass was used for syngas production to generate power. A 6.0 kW LPG engine generator was modified and tested for operation on syngas. In the experiments, syngas and LPG fuels were tested as test fuels. For syngas production, 3 kg of dry woodchips were fed and burnt into the designed downdraft gasifier. The gasifier was connected to a blower coupled with a slider to help the air supply and control the ignition. The convection cooling system was connected to the syngas flow pipe for cooling the hot produce gas and filtering the impurities. For engine modification, a customized T-shaped flexible air/fuel mixture control device was designed for adjusting the correct stoichiometric air-fuel ratio ranging between 1:1.1 and 1.3 to match the combustion needs of the engine. The composition of produced syngas was analyzed using a gas analyzer and its composition was; 13~15 %, 10.2~13 %, 4.1~4.5 %, and 11.9~14.6 % for CO, H₂, CH₄, and CO₂ respectively with a heating value range of 4.12~5.01 MJ/Nm³. The maximum peak power output generated from syngas and LPG was recorded using a clamp-on power meter and found to be 3,689 watts and 5,001 watts, respectively. The results found from the experiment show that the LPG engine generator operated on syngas can be adopted with a de-ration rate of 73.78 % compared to its regular operating fuel.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제13권3호
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• pp.390-397
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• 2022

The use of microwaves as the energy source for synthesis and sintering of ceramics offers substantial advantages compared to conventional gas-fired and electric resistance furnaces. Benefits include much shorter processing times and reaching the sintering temperature more quickly, resulting in superior final product quality. Most oxide ceramics poorly interact with microwave irradiation at low temperatures; thus, a more complex setup including a susceptor is needed, which makes the whole process very complicated. This investigation pursued a new approach, which enabled us to use microwave irradiation directly in poorly coupled oxides. In many solid-state electrochemical devices, the support is either metal or can be reduced to metal. Metal powders in the support can act as an internal susceptor and heat the entire cell. Then sufficient interaction of microwave irradiation and ceramic material can occur as the sample temperature increases. This microwave heating and exothermic reaction of oxidation of the support can sinter the ceramic very efficiently without any external susceptor. In this study, yttria stabilized zirconia (YSZ) and a Ni-YSZ cermet support were used as an example. The cermet was used as the support, and a YSZ electrolyte was coated and sintered directly using microwave irradiation without the use of any susceptor. The results were compared to a similar cell prepared using a conventional electric furnace. The leakage test and full cell power measurement results revealed a fully leak-free electrolyte. Scanning electron microscopy and density measurements show that microwave sintered samples have lower open porosity in the electrode support than conventional heat treatment. This technique offers an efficient way to directly use microwave irradiation to sinter thin film ceramics without a susceptor.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제21권1호
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• pp.148-154
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• 2022

As the 4th industrial age approaches, the demand for semiconductors is increasing enough to be used in all electronic devices. At the same time, semiconductor technology is also developing day by day, leading to ultraprecision and low power consumption. Semiconductors that keep getting smaller generate heat because the energy density increases, and the generated heat changes the shape of the semiconductor package, so it is important to manage. The temperature change is not only self-heating of the semiconductor package, but also heat generated by external damage. If the package is deformed, it is necessary to manage it because functional problems and performance degradation such as damage occur. The package burn in test in the post-process of semiconductor production is a process that tests the durability and function of the package in a high-temperature environment, and heat dissipation performance can be evaluated. In this paper, we intend to review a new material formulation that can improve the performance of the adapter, which is one of the parts of the test socket used in the burn-in test. It was confirmed what characteristics the basic base showed when polyamide, a high-molecular material, and alumina, which had high thermal conductivity, were mixed for each magnification. In this study, functional evaluation was also carried out by injecting an adapter, a part of the test socket, at the same time as the specimen was manufactured. Verification of stiffness such as tensile strength and flexural strength by mixing ratio, performance evaluation such as thermal conductivity, and manufacturing of a dummy device also confirmed warpage. As a result, it was confirmed that the thermal stability was excellent. Through this study, it is thought that it can be used as basic data for the development of materials for burn-in sockets in the future.

• 열처리공학회지
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• 제37권1호
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• pp.16-22
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• 2024

The conventional degreasing process involves removing oil and contaminants at temperatures above 80℃, resulting in excessive energy consumption, increased process costs, and environmental issues. In this study, we aimed to find the optimal degreasing conditions for the pre-treatment process of electro-galvanizing cold-rolled steel sheets, conducted efficiently at room temperature without the need for a separate heating device. To achieve this, we developed a room temperature degreasing solution and a brush-type degreasing tool, aiming to reduce energy consumption and normalize the decrease in degreasing efficiency caused by temperature reduction. Alkaline degreasing solution were prepared using KOH, SiO₂, NaOH, Na₂CO₃, and Sodium Lauryl Sulfate, with KOH and NaOH as the main components. To enhance the degreasing performance at room temperature, we manufactured additives including sodium oleate, sodium stearate, sodium palmitate, sodium lauryl sulfate, ammonium lauryl sulfate, silicone emulsion, and EDTA-Na. Room temperature additives were added to the alkaline degreasing solution in quantities ranging from 0.1 to 20 wt.%, and the uniformity of degreasing and the adhesion of the galvanized layer were evaluated through Dyne Test, T-bending Test, OM, SEM, and EDS analyses. The results indicated that the optimal degreasing solution composition consisted of NaOH (30 g/L), Na₂CO₃ (30 g/L), SLS (6 g/L), and room temperature additives (≤1 wt%).

• 방사성폐기물학회지
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• 제4권3호
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• pp.255-263
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• 2006

$UO_2$ 펠릿 20 kg HM/batch용 분말화 장치는 차세대관리 공정의 금속전환로 안으로 균질화된 분말을 공급하기 위하여 $UO_2$ 펠릿을 산화하여 $U_3O_8$으로 분말화하는 장치이다. 본 연구에는 $UO_2$ 펠릿 20 kg HM/batch용 분말화 장치 설계모델을 제시하고, 실증용 분말화 장치를 제작하여 검증실험을 수행한다. 분말화 장치 설계모델은 내부구조, 성능, 가열로 위치와 크기 등이 고려된다. 실험 방법은 $UO_2$ 펠릿 20 kg HM/batch용 분말화 장치 설계 모델에 따라 기존의 3단 메시 분말화 장치를 이용하여 분말의 메시 투과시험과 온도변화 특성 실험을 하여 장치 내부구조를 결정한다. $UO_2$ 펠릿 20 kg HM/batch의 산화 반응도 실험과 가열로 위치별 온도 분포를 측정하고 장치의 성능과 가열로의 영 역 위치를 결정한다. 장치 크기를 결정하기 위하여 산화전의 20kg의 $UO_2$ 펠릿과 산화후의 $U_3O_8$ 부피를 측정한다. 이상의 결과를 토대로 실증용 분말화 장치를 설계. 제작하고, 검증을 위하여 산화도, 분말특성 및 분석 등을 수행하였다. 산화반응 실험결과 에서 기존장치에 비하여 분말의 메시 투과율이 향상되었으며, 기존의 3단 메시 장치의 $UO_2$ 펠릿산화시간이 13시간 소요된 것에 비하여 8시간으로 단축되었다. $U_3O_8$ 분말 특성 분석결과, 평균 입도가 $40{\mu}m$이었다. 제작된 $UO_2$ 펠릿 20 kg HM/batch용 분말화 장치 성능과 설계모델 예측 값은 대체로 잘 일치되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제30권4호
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• pp.419-428
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• 2021

모바일 기반 온실에너지 계산프로그램을 제작하기 위해 먼저 주요 단일 피복재 10종 및 보온재 16종에 대한 열관류율 측정하였다. 또한 피복 및 보온재를 이중 및 삼중으로 다층 설치할 때 열관류율 추정을 위하여 이중 설치시 24조합, 삼중설치 시 59조합에 대한 열관류율을 핫박스를 이용하여 측정하였다. 단일 피복재에서는 PE필름(0.08mm) 대비 PO필름(0.15mm)이 가장 열관류율이 가장 작고 열절감율이 가장 큰 것으로 나타났다. 단일 보온재에서는 열관류율에서는 외피가 있는 5겹의 다겹보온커튼이 가장 보온력이 좋은 것으로 나타났다. 또한 단일자재에 대한 열관류율 값과 열저항값을 이용한 피복 및 보온재의 다층설치시의 총 열관류율 값을 산정하였고 실측 값과의 오차를 보정하는 선형회귀식을 도출하였다. 단일재료의 열관류율값에 의한 피복 및 보온재의 다층설치시 열관류율 추정 모형을 개발한 결과 모형평가지수가 0.90(0.5 이상일 때 양호)으로 나타나 추정치가 실측치를 매우 잘 재현 하고 있는 것으로 나타났다. 또한 시험온실을 통한 실증시험결과 예측된 열절감율이 실측치보다 상대오차 2%로 작게 나타나는 것으로 평가되었다. 이러한 연구결과를 기반으로 모바일 기반의 온실 에너지계산 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램은 HTML5 표준 웹 기반 모바일 웹 애플리케이션으로 구현하였으며 N-Screen 지원을 통해 다양한 모바일 장치 및 PC 브라우저에서 동작이 가능하게 제작되었다. 또한 온실 피복(12종) 및 보온재(16종)의 조합별 열관류율 및 난방부하계수를 제공하여 농민이 모바일로 온실 위치, 형태 및 피복·보온재 등을 반영한 최대 주야간 냉난방부하 및 기간 난방부하를 산정할 수 있다. 대상 온실의 에너지 소비량에 대한 평가가 가능하며 온실의 지역 및 형태에 따라 피복 및 보온재의 최적 선택으로 에너지 절감형 온실 설계가 가능할 것으로 판단되었다.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제25권2호
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• pp.89-94
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• 2014

국소 진행성 직장암 환자에서 수술 전 항암방사선동시요법으로 치료시 추가적인 고주파 온열치료 유무가 수술 후 부작용에 미치는 영향을 분석하였다. 1996년부터 2007년 사이, 본원에서 수술 전 항암방사선동시요법과 근치적 수술을 시행한 환자 205명을 대상으로 급, 만성부작용을 분석하였다. 총 방사선치료선량은 39.6 Gy에서 45 Gy였고 1회 내지 2회의 항암약물치료(5-fluorouracil, leucovorin)를 동시에 시행하였다. 88명의 환자가 주 2회, 8-MHz 고주파 온열치료기를 이용한 국소 온열치료를 시행하였다. 외과적 수술은 수술 전 치료 완결 후 4~6주 경과하여 시행하였다. 환자군의 나이 중앙값은 59세(18세~83세)이고 추적관찰기간 중앙값은 61개월(2개월~191개월)이었다. 전체 환자에서 5년 전체생존율과 무합병증 생존율은 77.4%와 73.7%였다. 각각의 조기 누출, 지연 누출, 연결부 협착, 누공, 소장폐쇄의 발생빈도는 1.0%, 2.9%, 1.5%, 5.9%, 그리고 17.1%였다. 온열치료는 모든 종류의 부작용을 증가시키지 않았다. 온열치료를 실시하지 않은 군과 온열치료군 간의 5년 무합병증 생존율은 71.8%와 76.3%였다(p=0.293). 온열치료는 수술전 항암방사선동시요법 후 근치적 수술을 시행하는 국소 진행 직장암 환자의 수술후 부작용을 증가시키지 않는다.