• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제34권4호
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• pp.45-50
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• 2014

In this paper, the Ocean Thermal Energy Conversion(OTEC) with vapor-vapor ejector is proposed newly. At this OTEC system, a vapor-vapor ejector is installed at inlet of condenser. The vapor-vapor ejector plays a very important role in increasing of the production work of low-stage turbine throughout the decrement of outlet pressure of ejector. The performance analysis is conducted for optimizing the system with HYSYS program. The procedure of performance analysis consists of outlet pressure of high turbine, the mass ratio of working fluid at separator, total working fluid rate, and nozzle diameters of vapor-vapor ejector. The main results is summarized as follows. The nozzle diameter is most important thing in this study. When each nozzle diameter of vapor-vapor ejector is 10 mm, the efficiency of OTEC system with vapor-vapor ejector shows the highest value. So it is necessary to set the optimized nozzle diameters of vapor-vapor ejector for achieving the high efficiency OTEC power system.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권9호
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• pp.557-567
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• 2016

태양열 가열을 도입한 해양온도차발전용 열교환기(증발기와 응축기)설계 최적화가 수행되었다. 출력은 100kW이고 작동유체는 R134a이며 고성능 상용튜브를 사용하였다. 열전달면적과 압력강하는 관수의 증가와 관통로수의 감소에 따라 서로 상반되는 경향이 존재하므로 이를 해결하기 위하여, 설비투자비에 관련되는 열전달면적과 압력강하에 관련되는 운전비용 최소화를 고려한 두 목적함수를 갖는 유전자 알고리즘(GA)을 이용하여 다목적설계최적화를 수행하였다. 설계최적화 결과, 구현 가능한 최적의 열전달면적 및 압력강하의 조합들이 적정한 관수 및 관통로 수에 대하여 존재하였다. 도출된 증발기와 응축기의 Pareto 선들은 설계자들에게 재정적인 면을 고려하여 선택할 수 있도록 넓은 범위의 최적해를 제공하였다. 또한, 총열전달면적 중 응축기의 열전달면적이 증발기 쪽보다 크게 나타났다.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.11-23
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• 2024

In order to design a standing column well (SCW) for a sustainable groundwater curtain system for greenhouse heating, we conducted parameter sensitivity tests. These tests simulated the outlet temperature changes of the SCW in a groundwater recirculating greenhouse cultivation system. Our modeling considered ground thermal conductivity and hydrogeological conditions. Specifically, we examined several factors, including SCW length, enhanced thermal conductivity of the ground, and groundwater circulation rate. The simulation results indicated that there was not a significant difference in the heat exchange rate based on the characteristics of enhanced thermal conductivity. However, we anticipate a substantial difference in the case of varying SCW lengths. Therefore, we conclude that the simulation results are primarily influenced by conductive heat exchange values, as the circulating water remains at a constant groundwater level.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.237.1-237.1
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• 2010

Recent developments such as concern over global warming, depletion of fossil fuels and increase in energy demands by the increasing world population has eventually lead to mass production of electricity using renewable sources. Ocean contains energy in form of thermal energy and mechanical energy: thermal energy from solar radiation and mechanical energy from the waves and tides. The current paper looks at generating power using waves. The primary objective of the present study is to maximize the primary energy conversion (first stage conversion) of the base model by making some design changes. The model entire consisted of a numerical wave tank and the turbine section. The turbine section had three components; front guide nozzle, augmentation channel and the rear chamber. The augmentation channel further consisted of a front nozzle, rear nozzle and an internal fluid region representing the turbine housing. Different front guide nozzle configuration and rear chamber design were studied. As mentioned, a numerical wave tank was utilized to generate waves of desired properties and later the turbine section was integrated. The waves in the numerical wave tank were generated by a piston type wave maker which was located at the wave tank inlet. The inlet which was modeled as a plate wall which moved sinusoidally with the general function, $x=asin{\omega}t$. In addition to primary energy conversion, observation of flow characteristics, pressure and the velocity in the augmentation channel, rear chamber as well as the front guide nozzle are presented in the paper. The analysis was performed using the commercial code of the ANSYS-CFX. The base model recorded water power of 29.9 W. After making the changes, the best model obtained water power of 37.1 W which represents an increase of approximately 24% in water power and primary energy conversion.

• 한국해양공학회지
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• 제13권4호통권35호
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• pp.159-168
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• 1999

부유식 파랑에너지 변환시스템(Oscillating Water Column)에 대한 해석은 입력파와 챔버, 챔버내 공기의 상호작용으로 인하여 어려움이 많다. 이 논문은 이와 같은 요소를 고려하면서도 쉽고 간편한 해석법을 제시한다. 파랑에너지에 의한 자가발전은 파랑에너지를 기계적 운동으로 변환하고 이를 전기에너지로 변환함으로써 가능하다. 본 논문은 파랑에너지에서 기계적 에너지로 변환하는 과정에 집중하여 그 부분의 성능을 해석한다. 단일 진동수 규칙파가 입력되었을 때에 파에 의하여 챔버의 상하운동이 선형적으로 발생하는 것으로 보며, 이 상하운동에 챔버내의 압력 영향을 고려하였다. 상하운동과 챔버내로 투과한 파, 그리고 챔버내 압력에 의해 발생되는 파에 의해 챔버내의 상대운동을 정하고, 그 상대 운동에 의한 공기의 압축 팽창과 온도상승을 근사적 열역학적 방정식으로 해석하였고 오리피스를 통한 유량을 결정하였다. 얻어진 식은 간단하면서도 관련요소의 영향을 전반적으로 표현한다. 결과에 따르면 고정식의 에너지 변환식은 부유식의 특별한 경우로서 파악되었다. 또한 고정식의 시스템을 그대로 부유식으로 바꿨을 때 그 변환효율은 적어지는 것으로 나타났다. 본 해석법은 계산이 간편하므로 설계단계에서 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권8호
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• pp.1151-1157
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• 2012

OTEC기술은 신재생에너지 기술 중의 하나로 따듯한 표층수와 차가운 심층수의 온도차를 이용하여 전력을 생산하는 기술이다. 작동유체의 선정과 OTEC 사이클의 상태에 따라 에너지효율과 환경적인 측면에 많은 영향을 준다. OTEC의 작동유체로는 ammonia, R22, R407C, R410A가 있다. 본 논문에서는 OTEC 시스템의 최적화를 위해 $25^{\circ}C$에서의 증발압력를 비교하였다. 또한 밀폐사이클과 재생사이클에서의 작동유체에 따른 출력과 효율에 대하여 연구하였다.

• 터널과지하공간
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• 제31권6호
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• pp.400-414
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• 2021

고준위방사성폐기물 처분장에서 벤토나이트는 공학적방벽재로서 주로 사용되어지는 재료로서 열-수리-역학-화학적 복합적 거동을 겪게 된다. 본 보고에서는 이러한 벤토나이트에 대한 X선 단층촬영 기반의 분석 및 특성화와 관련된 최근 연구 및 기술동향을 고찰하였다. X선 단층촬영 기반 벤토나이트의 평가는 분말형태와 펠렛형태에 대해 적용된 내용을 다루었다. X선 이미징을 통해 마이크로스케일에서 입자의 정보를 추출할 수 있으며 벤토나이트의 불균질성을 야기할 수 있는 펠렛 내부의 균열을 검출할 수 있다. 수화조건하에서 분말과 펠렛이 혼합된 벤토나이트에 대한 X선 분석을 통해 실험과정에서 발생하는 불균질 영역을 특정하고 모니터링이 가능하다. 펠렛으로만 구성된 벤토나이트가 펠렛과 파우더의 혼합으로 이루어진 벤토나이트보다 더 빨리 팽윤되는 특성이 보고되기도 하였다. 벤토나이트의 입자와 블록에 존재하는 작은 균열들이 건조-수화 조건하에서 각각 균열의 닫힘과 열림이 발생하는 것도 확인되었다. 전문 소프트웨어를 이용하여 시공간 단층 이미지로부터 변형률분포를 추출한 경우도 있었다. 최근의 연구들에서는 X선 단층촬영 기술을 이용하여 시간경과에 따른 벤토나이트의 건조밀도, 함수비, 입자의 이동 등을 평가하기도 하였다. 또한, 수화과정에 온도 조건을 고려하여 시간에 따른 재료의 전체 밀도 및 국부적 밀도 변화를 관찰하는 연구도 진행되고 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.238.2-238.2
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• 2010

Recently, environmental pollution and energy depletion problems have been issued over the world. For this reason, many renewable systems have been developing. Of these, the Ocean Thermal Energy Conservation(OTEC) is drawing attention as the upcoming alternative energy source. In this paper, the efficiency of each of OTEC which harness the effluent from nuclear power plant was analyzed by using computer calculation. The result, shows that Ul-jin Nuclear Power Plant is the best place geographically and the regenerative cycle is most outstanding performance cycle for OTEC. The difference of temperature between surface water and deep water temperature should be greater than $20^{\circ}C$ in order to increase the efficiency.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권5호
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• pp.389-396
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• 2016

The theory of Fourier heat conduction predicts accurately the temperature profiles of a system in a non-equilibrium steady state. However, in the case of transient states at the nanoscale, its applicability is significantly limited. The limitation of the classical Fourier's theory was overcome by C. Cattaneo and P. Vernotte who developed the theory of non-Fourier heat conduction in 1958. Although this new theory has been used in various thermal science areas, it requires considerable mathematical skills for calculating analytical solutions. The aim of this study was the identification of a newer and a simpler type of solution for the hyperbolic partial differential equations of the non-Fourier heat conduction. This constitutes the first trial in a series of planned studies. By inspecting each term included in the proposed solution, the theoretical feasibility of the solution was achieved. The new analytical solution for the non-Fourier heat conduction is a simple exponential function that is compared to the existing data for justification. Although the proposed solution partially satisfies the Cattaneo-Vernotte equation, it cannot simulate a thermal wave behavior. However, the results of this study indicate that it is possible to obtain the theoretical solution of the Cattaneo-Vernotte equation by improving the form of the proposed solution.

• 수산해양기술연구
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• 제51권4호
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• pp.576-582
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• 2015

The efficiencies of thermal power system using fossil fuel depend on heat exchangers which extract energy from the exhaust gas before it is expelled to the atmosphere. To increase heat transfer efficiency it is very important to maintain the surface of heat exchanger as clean condition. The accepted skill of cleaning of fouled surface of heat exchanger is soot blowing. A high pressure jet of air is forced through the flat surface of plate to remove the deposit of fouling. There is, however, little knowledge of the fundamental principles of how the jet behave on the surface and how the jet actually removes the deposit. Therefore, the study focuses on the measuring of cleaning area and cleaning dwell time after accumulating the simulated deposit on the flat surface. The deposit test rig was built for the study and simulated deposit material is used after measuring the physical property of the each material by shearing stress test. Much data was obtained for the analysis by the parameters change such as the different jet speed, different inner pressure and variable distance of the jet from the test rig surface. The experimental data was compared with the theoretical equation and most of the data matches well except some extreme cases.