• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권10호
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• pp.1237-1243
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• 2014

The aim of the present paper is to analyze the friction and mass flow in a rough microchannel using Lattice Boltzmann Method (LBM). The LBM is a kinetic method based on the particle distribution function, so it can be fruitfully used to study the flow dependence on Knudsen number including slip velocity, pressure drop in rough microchannel. The surface roughness elements are taken to be considered as a series of circular shaped riblets throughout the channel with relative roughness height up to a maximum 10% of the channel height. The friction coefficients in terms of Poiseuille number (Pn), mass flow rate and the flow behaviors have been discussed in order to study the effect of surface roughness in the slip flow regime at Knudsen number (Kn), ranging from 0.01 to 0.10. It is seen that the friction factor and the flow behaviors in a rough microchannel strongly depend on the rarefaction effect and the relative roughness height. The friction factor in a rough microchannel is higher than that in smooth channel but the mass flow rate is lower than that of smooth channel. Moreover, it is seen that the friction factor increased with relative roughness height but decreased with increasing the Kundsen number (Kn) whereas the mass flow rate is decreased with increasing both of surface roughness height and Knudsen number.

• 청정기술
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• 제26권1호
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• pp.22-29
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• 2020

최근 미세먼지 증가로 인하여 디젤엔진의 배출 규제가 강화됨에 따라 디젤 매연여과장치에 관심이 급증하게 되었으며, 특히 디젤 배기가스 후처리 장치의 고효율화에 대한 기술개발이 더욱 요구되고 있다. 이에 대한 일환으로서 디젤매연여과장치(diesel particulate filter, DPF) 내 배기가스의 유동 균일도를 향상시키고 배압을 낮추어서 배기가스처리 효율을 높이는 연구가 많이 되고 있다. 본 연구에서는 ANSYS Fluent를 이용하여 직경 12"의 DPF와 디젤산화촉매(diesel oxidation catalyst, DOC)를 장착한 디젤 매연여과장치에서의 배기가스의 유속과 온도, DPF IO ratio, Ash와 PM양에 따른 배압에 미치는 영향을 시뮬레이션 하여 배압을 낮추는 최적화 연구를 하였다. 결과로서 배기가스의 온도와 유속이 낮을수록 배압이 낮아졌으며, PM양이 Ash양보다 배압에 더 큰 영향을 주는 것으로 나타냈다. 또한 비대칭 DPF가 대칭 DPF에 비해 배압이 더 낮게 나타냈으나, 유동 균일도의 경우는 다양한 변수에 관계없이 일정하게 나타냈다. european stationary cycle (ESC), european transient cycle (ETC) 조건에서 PM의 정화효율은 비대칭, 대칭 DPF 관계없이 유사하나, particle number (PN)의 정화효율에서는 비대칭 DPF가 대칭 DPF에 비해 높게 나타냈다.

• 에너지공학
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• 제24권4호
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• pp.42-47
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• 2015

국내에 유통되는 자동차용휘발유의 산소함량은 2.3 wt % 이하로 규제하고 있는 반면, 유럽 및 세계연료헌장(WWFC)에서는 2.7 wt % 이하로 규제하고 있다. 산소함량을 결정짓는 함산소물질은 내연기관 내에서 연료의 연소를 보조하여 옥탄가를 상승시키고, 불완전연소로 야기되는 CO, HC와 같은 배출가스 저감에 효과가 있는 것으로 보고되고 있다. 2000년대 이전 미국, 유럽 등에서 자동차용휘발유의 산소함량 변화에 따른 차량적용 평가연구가 추진된 바 있으나, 발전하고 있는 연료품질, 자동차기술현황을 반영한 국내실정의 연구는 많지 않다. 본 연구에서는 자동차용휘발유의 산소함량을 변화시킨 3종의 연료를 GDI, MPI 연료 분사 방식의 차량에 적용하여 비교 평가 하였다. 결과적으로 산소함량 변화에 따른 연비, 배출가스의 변화는 유사하였지만, GDI 엔진에서 산소함량이 증가할수록 PN은 감소하는 경향을 나타내었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권4호
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• pp.351-358
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• 2015

세계적인 배출가스 규제의 강화와 함께 화석 연료의 매장량 감소와 유가 상승은 새로운 엔진 기술 개발을 촉진시켰다. 가솔린 직접 분사(GDI; Gasoline Direct Injection) 엔진은 연료를 직접 연소실에 공급하고 정밀한 연소제어를 통해 공연비가 희박한 혼합 상태에서도 연소가 가능하게 하였는데, 이러한 방식은 기존 포트 분사 엔진보다 연비와 출력을 모두 향상시킬 수 있다. 하지만 GDI엔진은 디젤 엔진의 경우와 마찬가지로 soot 발생률이 높아짐에 따라 입자상 물질의 배출이 증대되는 문제를 안고 있다. 이러한 문제를 해소하고자 본 연구에서는 가솔린 입자상 물질 필터(GPF; Gasoline Particulate Filter)를 개발하여 입자상 물질의 배출정도를 저감시키고자 하였다. 필터의 설계 효율에 따라 3가지의 Metal foam 필터와 단일 Metal fiber 필터를 실험에 적용하여 PM과 PN의 저감률을 비교하였다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2007년도 추계학술발표회
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• pp.177-183
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• 2007

제어봉이 부착된 원관 후류의 유동특성을 관찰하기 위해 입자영상유속계(PIV)를 사용한 계측을 수행하였다. 실험은 소형회류수조에서 유업 유속을 0.lm/s, 0.2m/s, 0.4 m/s 로 하고, 원관(D=50mm) 에 제어봉이 없는 경우와 제어봉이 5mm, 10mm, 20mm 가 부착된 총 l27가지로 정하였고, 속도신호에 따른 주파수특성을 고찰하였다. 실험에서 제어봉의 영향으로 인하여 와류흘림 주파수가 작게 나타났으며, 유동제어의 지배변수로는 d/D와 레이놀즈수이며, 원관 후류의 주파수특성에 큰 영향을 미쳤다. 와류흘림 주파수는 제어봉이 0.20인 경우 가장 작게 나타났다.

• 전기학회논문지
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• 제60권2호
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• pp.398-406
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• 2011

In this paper, we introduce a new architecture of PSO-based Polynomial Neural Networks (PNN) and discuss its comprehensive design methodology. The conventional PNN is based on a extended Group Method of Data Handling (GMDH) method, and utilized the polynomial order (viz. linear, quadratic, and modified quadratic) as well as the number of node inputs fixed (selected in advance by designer) at Polynomial Neurons located in each layer through a growth process of the network. Moreover it does not guarantee that the conventional PNN generated through learning results in the optimal network architecture. The PSO-based PNN results in a structurally optimized structure and comes with a higher level of flexibility that the one encountered in the conventional PNN. The PSO-based design procedure being applied at each layer of PNN leads to the selection of preferred PNs with specific local characteristics (such as the number of input variables, input variables, and the order of the polynomial) available within the PNN. In the sequel, two general optimization mechanisms of the PSO-based PNN are explored: the structural optimization is realized via PSO whereas in case of the parametric optimization we proceed with a standard least square method-based learning. To evaluate the performance of the PSO-based PNN, the model is experimented with using Gas furnace process data, and pH neutralization process data. For the characteristic analysis of the given entire data with non-linearity and the construction of efficient model, the given entire system data is partitioned into two type such as Division I(Training dataset and Testing dataset) and Division II(Training dataset, Validation dataset, and Testing dataset). A comparative analysis shows that the proposed PSO-based PNN is model with higher accuracy as well as more superb predictive capability than other intelligent models presented previously.

• 동력기계공학회지
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• 제18권6호
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• pp.77-83
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• 2014

As the interest on the air pollution is gradually risen up at home and abroad, their vehicle emission regulations have been reinforcing by steps. PM regulation was also reinforced 4times for the last 13years and has been applied to SI vehicles after EURO 5. Additionally, knowing that small particles of PM can easily penetrate deep into lungs PM number was added on the regulation from EURO5+ and is applied to CI vehicles. Also, PN regulation is going to be applied to SI vehicles. But, because the regulation is appled to only a general test mode of each countries that is performed at $25{\pm}5^{\circ}C$, it is unclear whether the regulation can work on the other ambient temperature conditions or not. In this paper, to know that exhaust emission characteristics at the special conditions CI vehicles(CRDi w, w/o DPF) were tested using 5-cycle mode, NEDC mode at 5-ambient temperatures (35, 25, 0, -7 and -15) and the exhaust emission test results were discussed. The results show that the vehicle with DPF emits much low PM(and PM number) on all of the test mode. However, NOx of the other mode was emitted higher than regulation mode. Also. NOx was sharply increased according to decreasing Ambient Temperature.

• 한국가스학회지
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• 제25권6호
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• pp.66-73
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• 2021

본 연구에서 인증을 위한 표준가스 종류의 변화가 대형 천연가스 엔진에 미치는 영향을 살펴보기 위해 전부하 시험과 WHTC 모드 시험 조건에서 엔진 성능 및 배기 특성을 비교하고 그 결과를 분석하였다. 실험에 사용된 연료는 표준 가스 두 종류(G_r, G₂₃)와 시중에 유통되고 있는 천연가스, 총 3종류를 적용하였다. 연료 조성이 다른 3가지 천연가스의 실험결과 엔진 성능 특성은 질소 함유율이 높은 G₂₃ 연료에 대해서 토크, 연료소모율, 열효율 결과가 모두 다른 연료에 비해 악화되는 결과를 보였다. 또한 인증시험모드인 WHTC 모드에서 평가하였을 때, G₂₃ 연료를 적용한 경우 다른 두 연료에 비해 이산화탄소 및 일산화탄소 배출량은 감소하고 메탄, 질소산화물 및 입자상물질의 개수 배출량은 증가하여 질소산화물의 경우 EURO VI 규제치를 만족할 수 없었다.