• 제목/요약/키워드: Thermal Scale

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한국형 인공월면토 생산 시스템 효율성 및 Fe(0) 모사를 위한 수소 환원반응에 관한 실험적 평가 (Experimental Assessment of Manufacturing System Efficiency and Hydrogen Reduction Reaction for Fe(0) Simulation for KLS-1)

  • 진현우;김영재;류병현;이장근
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제36권8호
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    • pp.17-25
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    • 2020
  • 최근 한국건설기술연구원은 우주개발 및 심우주 탐사를 위한 전진기지로서 활용도가 높은 달에 관한 연구수행을 목적으로 달 행성 지상 환경 모사를 위한 대규모 지반 열 진공 챔버(DTVC)를 건설하였다. 유관연구 수행을 위해 대량의 한국형 인공월면토(KLS-1)가 요구되고 있음에도 불구하고 현실적으로 대량생산은 어려운 실정이다. 본 논문에서는 KLS-1의 대량 생산이 가능한 반자동화 시스템에 관해 상세하게 설명하고 있으며, 이것이 기존 생산 시스템보다 7배 이상 효율적임을 밝혀냈다. 뿐만 아니라, 월면토와의 유사성 증대를 위해 월면토 고유 특성인 nanophase Fe(0) (이하 np-Fe(0))을 모사하기 위한 실험적 연구를 진행하였다. 월면토를 이루는 광물 중 하나인 티탄철석(ilmenite)을 활용해 수소기체 환원반응을 진행한 결과, 700℃ 이상의 온도에서는 np-Fe(0)이 형성됨을 밝혀냈으며 900℃까지는 온도와 비례하여 np-Fe(0)이 증가함을 밝혀냈다.

복합재료 샌드위치 엔드플레이트의 연료전지 냉시동성 향상에 미치는 효과 (Effect of Composite Sandwich Endplates on the Improvement of Cold Start Characteristics for PEMFC)

  • 서정도;고재준;안병기;유하나;이대길
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제22권6호
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    • pp.859-867
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    • 2011
  • The cold start problem is one of major obstacles to overcome for the commercialization of fuel cell vehicles. However, the cold start characteristics of fuel cell systems are very complicated since various phenomena, i.e. ice-blocking, electro-chemical reactions, heat transfer, and defrosting of BOP components, are involved in them. This paper presents a framework to approach the problem at a full stack scale using Axiomatic Design (AD). It was characterized in terms of Functional Requirements (FRs) and Design Parameters (DPs) while their relations were established in a design matrix. Considering the design matrix, the endplates should have low thermal conductivity and capacity without increase in weight or decrease in structural stiffness. Consequently, composite sandwich endplates were proposed and examined both through finite element analyses and experiments simulating cold start conditions. From the examinations, it was found that the composite sandwich endplates significantly contributed to improving the cold start characteristics of PEMFC.

빌딩 에너지시스템 통합네트워크 구축에 관한 연구 (The Novel Configuration of Integrated Network for Building Energy System)

  • 홍원표
    • 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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    • 한국조명전기설비학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.229-234
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    • 2008
  • The new millennium has started with several innovations driven by fast evolution of the technologies in energy sector. A strong impulse towards the diffusion of new economical efficient technologies regulatory incentives related to energy production from renewable source and a small scale building trigeneration and to promotion of more sustainable environmental-friendly generation solutions, the evolution of electricity markets, more and more binding local emission constraints, and the need for improving the security of supply to reduce the energy system vulnerability. The 24 percentage energy quantify of total energy consumption consumes in commercial buildings and residential houses and the 30% portion of total $CO_2$ emissions covers also in the commercial buildings and residential houses sector. To cope with efficiently this energy sinuation in building sector, Building microgrid or building tooling, heating & power(BCHP) system has been interested in recent day due to meeting thermal and electric energy requirements efficiently and with appropriate energy quality. A multi agent system is a collective of intelligent agents that communicate with each other and work cooperatively to achieve common goals. Also, it is to medicate and coordinate communication between Control Areas and Security Coordinators for teal-time control of the BCHP system and the power pid. In this new circumstance, it is very important to integrate the power and energy delivery system and the information system(communication, networks, and intelligent equipment) that controls it. Therefore, development of smart control modules with open communication protocol and seamlessly interchange the data and information between control network and data network including extranet and intranet give a great meanings. We designed and developed the TCP/IP-CAN IED agent modules and ModBus./LonTalk/(TCP/IP) IED agent ones to configure the multi-agent system based smart energy network of commercial buildings and also intelligent algorithms for inverter fault diagnostics which ran be operated in control level or agent level network.

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밸러스트 수 처리를 위한 Plasma Gun의 오존생성에 미치는 운전변수의 영향 (Effects of Operating Parameters on Ozone Production by Plasma Gun for Ballast Water Treatment)

  • 이현돈;김종오;정재우
    • 한국항해항만학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.205-211
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    • 2010
  • 밸러스트수 처리를 위한 Plasma Gun의 전기적 특성과 오존 생성에 미치는 주요 운전변수들의 영향에 관해 실험실 규모 연구를 수행하였다. 방전개시전압보다 높은 전압이 인가되면 방전이 시작되고 오존이 생성되었으며 전압이 증가함에 따라 기체로 전달되는 에너지 및 오존 농도가 거의 선형적으로 증가하였다. 오존 생성 측면에서 최적의 에너지 효율성을 얻을 수 있는 전극간 거리가 존재하였으며 실험된 장치에서는 1.95 mm의 전극간 거리에서 최적 효율이 얻어졌다. 전기에너지 특성에 미치는 내부전극 재질의 영향은 무시할만한 수준이었으나 내부전극의 전기전도도와 열전도도 차이가 오존 생성에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 일정한 Plasma Gun 구조에서 오존 생성은 기체로 전달되는 에너지밀도에 의해 중요한 영향을 받는 것으로 나타났으며 유입되는 기체의 산소함량이 증가할수록 오존 생성이 증가하는 것으로 나타났다.

Performance-based structural fire design of steel frames using conventional computer software

  • Chan, Y.K.;Iu, C.K.;Chan, S.L.;Albermani, F.G.
    • Steel and Composite Structures
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    • 제10권3호
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    • pp.207-222
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    • 2010
  • Fire incident in buildings is common, so the fire safety design of the framed structure is imperative, especially for the unprotected or partly protected bare steel frames. However, software for structural fire analysis is not widely available. As a result, the performance-based structural fire design is urged on the basis of using user-friendly and conventional nonlinear computer analysis programs so that engineers do not need to acquire new structural analysis software for structural fire analysis and design. The tool is desired to have the capacity of simulating the different fire scenarios and associated detrimental effects efficiently, which includes second-order P-D and P-d effects and material yielding. Also the nonlinear behaviour of large-scale structure becomes complicated when under fire, and thus its simulation relies on an efficient and effective numerical analysis to cope with intricate nonlinear effects due to fire. To this end, the present fire study utilizes a second-order elastic/plastic analysis software NIDA to predict structural behaviour of bare steel framed structures at elevated temperatures. This fire study considers thermal expansion and material degradation due to heating. Degradation of material strength with increasing temperature is included by a set of temperature-stress-strain curves according to BS5950 Part 8 mainly, which implicitly allows for creep deformation. This finite element stiffness formulation of beam-column elements is derived from the fifth-order PEP element which facilitates the computer modeling by one member per element. The Newton-Raphson method is used in the nonlinear solution procedure in order to trace the nonlinear equilibrium path at specified elevated temperatures. Several numerical and experimental verifications of framed structures are presented and compared against solutions in literature. The proposed method permits engineers to adopt the performance-based structural fire analysis and design using typical second-order nonlinear structural analysis software.

선체 해양생물의 선저오염이 엔진성능과 출력에 미치는 영향 (Influences of the Surface Pollution Cause by the Marine Growth on Ship Hulls on Engine Performance and Output)

  • 정균식
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제39권4호
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    • pp.399-404
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    • 2015
  • 최근 국제 원유가의 폭등으로 선박의 연료비 부담이 상대적으로 가중되고 있으며, 또한 연료의 연소과정에서 발생하는 온실가스에 대한 국제적 규제 움직임도 가속되고 있다. 이에 따라 에너지 효율 개선을 위해서 선체의 설계변경, 마찰저항을 줄이기 위한 도료개발, 엔진의 열효율을 개선하기 위한 첨가제 개발, 연료를 절감하기 위하여 저속운전 등 다양한 방법들이 적용되고 있다. 따라서 최근 고유가 시대에 선박의 고속화와 대형화 및 에너지 절감형 선형의 개발이 필수요건이 되고 있다. 또한 선체 표면의 국부 영역에서 저항 값들의 정성 및 정량적인 변화와 보다 세밀한 분석은 불가피하다고 판단되어진다. 따라서 본 연구는 에너지 효율 개선을 위한 기초연구로서 현재 운항중인 선박의 선체에서 자생하는 해양생물로 인한 마찰저항을 확인하기 위하여 도크 전 후의 엔진성능을 분석하고 그 결과를 도크와 도크사이 2.5년의 데이터와 비교함으로서 주기관의 성능, 마찰저항과 부하변화 및 연료소비량과 선속에 미치는 연구 결과 등을 보고한다.

이차원발광화상계측에 의한 예혼합압축자기착화연소의 연소실내 혼합기의 불균질성에 관한 연구 (Using Two-Dimensional Chemiluminescence Images to Study Inhomogeneity in Mixture Gas in the Combustion Chamber for HCCI Combustion)

  • 임옥택;노리마사 이이다
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제34권12호
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    • pp.1043-1050
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    • 2010
  • HCCI엔진에는 농도성층화와 열적성층화가 존재하고, 이것들은 착화와 연소과정에 영향을 미치고 있다. 본 연구에서는 예혼합기의 불균질성이 HCCI연소과정에 미치는 영향에 대해서 조사하였다. 우선 4행정광학엔진을 이용하여 잔류가스가 있는 경우와 급속압축장치를 이용하여 잔류가스가 없는 경우의 예혼합기의 불균질성에 대하여 비교분석하였다. DME를 연료로 이용하고 프래밍카메라를 사용하여 2차원화학발광이미지를 취득하였다. 그 결과, 잔류가스가 있는 불균질 한 경우에 4행정엔진실험에서는 연소현상이 공간적으로 연소현상의 시간차이가 발생하였다. 잔류가스가 없는 급속압축장치의 실험에서는 4행정기관의 결과에 비해서 더 적은 공간적인 변화가 존재하는 것을 알 수 있었다.

외부챔버와 유연한 튜브로 연결된 LCD 패널 검사기 방진용 공기 스프링의 열 및 동적 연성거동에 대한 연구: PART II, 실험적 검증 및 고찰 (Study on the Thermal and Dynamic Behaviors of Air Spring for vibration isolation of LCD panel inspecting machine connected with an External Chamber through a flexible tube: PART II, Experimental validation and investigation)

  • 석종원;이주홍;김필기
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.43-49
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    • 2011
  • In this study, the dynamic characteristics of an air spring connected with an external chamber through a flexible tube are examined. The uncoupled dynamic parameters of the air spring are identified through experiments, followed by the suggestion of a model-based approach to obtain the remaining coupled dynamic parameters using the various frequency response functions derived in PART I paper [1]. To improve or control the damping characteristics of the air spring, this vibration isolation air spring system is physically established in laboratory scale. And we attempt to identify various parameters used to describe to air spring system by both theoretically [1] and experimentally, which is performed in this report. The damping parameter of the tube system is identified through experiments on the system incorporated with the air cylinder, and a nonlinear regression procedure is employed to find solutions. The resulting value is used to expect the frequency response function of dynamic pressure in the top chamber (air spring) with respect to that in the bottom chamber (external chamber). Comparison with the experimental data supports the validity of the present estimation procedures. Also, the dynamic mechanism of the damping effects particularly in a low frequency range is investigated through this experimental endeavor.

$Fe_{1+x}V_{2-x}O_4$ Spinel의 부성저항특성 (Negative Resistance Characteristics of $Fe_{1+x}V_{2-x}O_4$ Spinels)

  • 이길식;손병기;이종덕
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제14권3호
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    • pp.25-31
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    • 1977
  • Fe O 와 V O 를 적당한 mole비로 혼합하여 H -CO 분위기 중 1,100℃에서 10시간씩 5∼6회 반복소성하여 Fe V O Spinel을 제조하였다. 제조된 시편의 온도에 대한 저항률을 측정하고 이로부터 활성화에너지를 구해서 시편의 도전기구를 고찰하고, x, 주위온도, 시편의 두께 및 인가전압 상승률에 대한 I-V 특성곡선을 얻어서 부성저항 발생기구의 해명을 시도하였다. Fe V -O spinel의 도전은 주로 B자리의 Fe 와 F 사이의 전자 hopping에 기인되며, 부성저항은 filament형의 통전로에 기인되는 열적현상이라 생각된다.

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Picosecond Dynamics of CN--Ligated Ferric Cytochrome c after Photoexcitation Using Time-resolved Vibrational Spectroscopy

  • Kim, Joo-Young;Park, Jae-Heung;Chowdhury, Salina A.;Lim, Man-Ho
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제31권12호
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    • pp.3771-3776
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    • 2010
  • The dynamics of the $CN^-$-ligated ferric cytochrome c (CytcCN) in $D_2O$ at 283 K following Q-band photoexcitation at 575 nm was observed using femtosecond time-resolved vibrational spectroscopy. The equilibrium vibrational spectrum of the CN stretching mode of CytcCN shows two overlapping bands: one main band (82%) at $2122\;cm^{-1}$ with $23\;cm^{-1}$ full width at half maximum (fwhm) and the other band (18%) at $2116\;cm^{-1}$ with $7\;cm^{-1}$ fwhm. The time-resolved spectra show bleaching of the CN fundamental mode of CytcCN and two absorption features at lower energies. The bleach signal and both absorption features are all formed within the time resolution of the experiment (< 200 fs) and decay with a life time of 1.9 ps. One transient absorption feature, appearing immediately red to the bleach signal, results from the thermal excitation of low-frequency modes of the heme that anharmonically couple to the CN fundamental mode, thereby shifting the CN mode to lower energies. The shift of the CN mode decays with a lifetime of 2 ps, equivalent to the time scale for vibrational cooling of the low-frequency heme modes. The other transient absorption feature, which is 3.3 times weaker than the bleach signal and shifted $27\;cm^{-1}$ toward lower energies, is attributed to the CN mode in an electronically excited state where the CN bond is weakened with a lowered extinction coefficient. These observations suggest that photoexcited CytcCN mainly undergoes ultrafast radiationless relaxation, causing photo-deligation of $CN^-$ from CytcCN highly inefficient. As also observed in $CN^-$-ligated myoglobin, inefficient ligand photodissociation might be a general property of $CN^-$-ligated ferric hemes.