• Environmental Engineering Research
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• 제23권4호
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• pp.383-389
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• 2018

Microbial fuel cell (MFC) is an innovative environmental and energy system that converts organic wastewater into electrical energy. For practical implementation of MFC as a wastewater treatment process, a number of limitations need to be overcome. Improving cathodic performance is one of major challenges, and introduction of a current collector can be an easy and practical solution. In this study, three types of current collectors made of stainless steel (SS) were tested in a single-chamber cubic MFC. The three current collectors had different contact areas to the cathode (P $1.0cm^2$; PC $4.3cm^2$; PM $6.5cm^2$) and increasing the contacting area enhanced the power and current generations and coulombic and energy recoveries by mainly decreasing cathodic charge transfer impedance. Application of the SS mesh to the cathode (PM) improved maximum power density, optimum current density and maximum current density by 8.8%, 3.6% and 6.7%, respectively, comparing with P of no SS mesh. The SS mesh decreased cathodic polarization resistance by up to 16%, and cathodic charge transfer impedance by up to 39%, possibly because the SS mesh enhanced electron transport and oxygen reduction reaction. However, application of the SS mesh had little effect on ohmic impedance.

• 전자공학회논문지
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• 제50권3호
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• pp.35-41
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• 2013

$0.18-{\mu}m$ CMOS 반도체 공정을 이용하여 신체에 깊이 이식되어 있는 deep implant 의료 전자기기에서의 무선전력전달을 위한 고효율의 다단 정류기 (multi-stage rectifier)를 구현하였다. 세 개의 단계로 이루어진 정류기는 cross-coupled 된 구조를 이용하여 외부에서 전달되는 작은 AC 입력 신호를 boost하여 1.2-1.5 V의 DC 출력 신호를 implant 전자기기로 전달한다. 설계 된 정류기는 13.56 MHz에서 0.6-Vpp의 작은 RF 입력 신호와 $10-k{\Omega}$의 load 저항이 연결 된 측정 환경에서 최대 70 %의 전력 변환 효율을 달성하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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• pp.109-114
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• 2001

Photovoltaic systems normally use a maximum power point tracking (MPPT) technique to continuously deliver the highest possible power to the load when variations in the insolation and temperature occur. A simple method of tracking the maximum power points (MPPs) and forcing the boost converter system to operate close to these points is presented through deriving small-signal model and transfer function of boost converter. This paper aims at modeling boost converter including equivalent series resistance of input reservoir capacitor by state-space-averaging method. In the future, properly designed controller for compensation will be constructed for maximum photovoltaic power tracking control.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.142-149
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• 2004

본 논문은 바람으로부터 최대출력을 추출하기 위해 계통연계 풍력발전시스템의 신경회로망 제어기와 추출된 최대출력을 계통에 전달하기 위한 전력제어기를 제안한다. 유도발전기, 변압기, 정류기 및 인버터 등으로 구성된 제어기를 갖춘 풍력발전시스템의 모델링과 시뮬레이션에 대해 검토하고자 한다. 본 논문에서는 동특성해석을 위해 드라이브 트레인 모델, 유도발전기 모델과 계통접속 모델을 제시한다. 신경회로망 제어기는 풍차날개의 피치각을 제어하여 바람으로부터 최대출력을 추출한다. 피치제어방법은 기계적으로 복잡하지만 제어성능은 스톨제어보다 우수하게 된다. MATLAB으로 수행한 시뮬레이션 결과는 발전기 토오크, 발전기 회전속도, 피치각, 계통으로 주입되는 유효/무효전력 등을 예시하고 있으며 그 결과를 보면 제안된 제어기의 효용성을 입증할 수 있다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.564-572
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• 2010

본 논문에서는 자기 공명 방식의 무선 전력 전송 시스템에서 공진 코일의 배열에 따른 특성을 제시한다. 공진 코일에는 헬리컬 구조를 사용하였다. 공진 코일을 설계하기 위해 헬리컬 코일의 인덕턴스와 커패시턴스를 구하였다. 유한 요소법을 이용하여 설계된 공진 코일을 시뮬레이션 하였고, 송수전 공진 코일 간의 다양한 배열에 대한 특성을 해석하였다. 검증을 위하여 시제품을 제작하였고, 수직 및 평행 배열일 때의 효율을 측정하였다. 측정 결과, 평행 배열일 때는 50 %의 전달 효율을 얻을 수 있는 구간이 코일 지름의 2배 이내였고, 수직 배열일때는 코일 지름의 1.5배 이내였다. 제작한 시제품은 평행 배열된 송수전 공진 코일이 40 cm 간격일 때 최대 84.25 %의 효율을 보였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제14권1호
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• pp.1-19
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• 2020

In an underlay cognitive simultaneous wireless information and power transfer (SWIPT) network, communication from secondary user (SU) to secondary destination (SD) is accomplished with decode-and-forward (DF) relays. Multiple energy-constrained relays are assumed to harvest energy from SU via power splitting (PS) protocol and complete SU secure information transmission with beamforming. Hence, physical layer security (PLS) is investigated in cognitive SWIPT network. In order to interfere with eavesdropper and improve relay's energy efficiency, a destination-assisted jamming scheme is proposed. Namely, SD transmits artificial noise (AN) to interfere with eavesdropping, while jamming signal can also provide harvested energy to relays. Beamforming vector and power splitting ratio are jointly optimized with the objective of SU secrecy capacity maximization. We solve this non-convex optimization problem via a general two-stage procedure. Firstly, we obtain the optimal beamforming vector through semi-definite relaxation (SDR) method with a fixed power splitting ratio. Secondly, the best power splitting ratio can be obtained by one-dimensional search. We provide simulation results to verify the proposed solution. Simulation results show that the scheme achieves the maximum SD secrecy rate with appropriate selection of power splitting ratio, and the proposed scheme guarantees security in cognitive SWIPT networks.

• 동력기계공학회지
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• 제4권3호
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• pp.19-24
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• 2000

This study concerns the performance of the heat transfer of the thermosyphon having 80 internal groove in which boiling and condensation occur. Distilled water has been used as a working fluid. The liquid filling as the ratio of working fluid volume to total volume of thermosyphon has been used as the experimental parameters. The heat flux and heat transfer coefficient at the condenser are estimated from the experimental results. The experimental results have been assessed and compared with the existing theories. As a result of the experimental investigation, the maximum heat flow rate in the thermosyphon is proved to be dependent upon the liquid fill quantity. relatively high rates of heat transfer have been achieved operating in the thermosyphon with the internal groove. Also, a thermosyphon with the internal groove can be used to achieve some inexpensive and compact heat exchangers in low temperature. In addition, overall heat transfer coefficients and the characteristics as an operating temperature are obtained for the practical applications.

• 한국진공학회지
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• 제8권3B호
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• pp.368-375
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• 1999

The Maxwell equation and the transformer equivalent-circuit model are applied to a radio frequency planar inductively coupled plasma. The spatial distribution of the vector potential, the magnetic field, and the electric field are obtained analytically. As a result, the plasma current, the mutual inductance between the coil and the plasma, and the self inductance of plasma are found to increase with increasing skin depth. The spatial distribution of absorbed power has maximum where the antenna coil exists, and has a similar profile to that of the induced electric field. The power transfer efficiency is found to increase with increasing gas pressure before a saturation around p+ 20mTorr, while it shows an increase with the plasma density before a slight decrease around a density of $5\times10^{11}/\textrm{cm}^3$.

• 한국항행학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.166-171
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• 2019

본 논문은 6.78 MHz무선전력전송 송신기의 전송 효율을 높이고 송수신 코일 간격 변화에도 안정적 특성을 확보하기 위해 전류 모드 클래스 D 전력증폭기를 설계한다. 선형증폭기의 이론적인 효율을 제한하는 트랜지스터의 기생 커패시터 성분에 의한 손실을 적게 만들어 전력증폭기의 효율을 향상시킨다. 회로 설계 시뮬레이터를 이용하여 고효율 증폭기를 설계하고 부하 임피던스 변화에 따른 전력 출력, 효율 특성을 시뮬레이션하여 검증하였다. 시뮬레이션에서 DC 바이어스 30 V일 때 42.1 dBm의 출력과 95%의 효율을 갖도록 설계하였다. 전력증폭기를 제작하여 42.1 dBm (16 W)의 출력에서 91%의 효율을 보였다. 드론 무선전력전송에 적용될 송수신 코일을 제작하였으며, 송수신 코일 간격에 따른 부하변화에 따라 전력부가효율이 최대 88% 이고 출력전력 $42.1dBm{\pm}1.7dB$의 특성을 나타내었다.

• 한국분무공학회지
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• 제27권3호
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• pp.126-133
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• 2022

The objective of this is to experimentally investigate the effect of mixed jet on the oxygen transfer characteristics with the primary nozzle area ratio of an annular nozzle ejector for the application of a microbial fuel cell. A direct visualization method with a high speed camera system was used to capture the horizontal mixed jet images, and a binarization technique was used to analyze the images. The clean water unsteady state technique was used for the oxygen transfer measurement. The air-water mixed jet discharging into a water tank behaved similar to a buoyancy or horizontal jet with the primary nozzle area ratio. It was found that an optimum primary nozzle area ratio was observed where the oxygen transfer performance reached its maximum value due to the decrease of air volume fraction and the increase of jet length and air bubble dispersion.