• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권5호
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• pp.1874-1889
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• 2022

In this study, we evaluate the thermal-hydraulic performance and economics of Printed Circuit Heat Exchanger (PCHE) according to the channel types and associated shape variables for the design of recuperators with Sodium-cooled Fast Reactors (SFRs). To perform the evaluations with variables such as the Reynolds number, channel types, tube diameter, and shape variables, a code for the heat exchanger is developed and verified through a comparison with experimental results. Based on the code, the volume and pressure drop are calculated, and an economic assessment is conducted. The zigzag type, which has bending angle of 80° and a tube diameter of 1.9 mm, is the most economical channel type in a SFR using CO₂ as the working fluid. For a SFR using N₂, we recommend the airfoil type with vertical and horizontal numbers of 1.6 and 1.1, respectively. The airfoil type is superior when the mass flow rate is large because the operating cost changes significantly. When the mass flow rate is small, volume is a more important design parameter, therefore, the zigzag type is suitable. In addition, we conduct a sensitivity analysis based on the production cost of the PCHE to identify changes in optimal channel types.

• 산업기술연구
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• 제43권1호
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• pp.15-23
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• 2023

Lithium-ion batteries are predominantly employed in electric vehicles and energy storage devices, offering the advantage of high energy density. However, they are susceptible to efficiency degradation when operated at high temperatures due to their sensitivity to the external environment. In this study, we conducted experiments using an indirect cooling method to prevent thermal runaway and explosions in lithium-ion batteries. The results were validated by comparing them with heat transfer simulations conducted through a commercial finite element analysis program. The experiments included single-cell exothermic tests and cooling experiments on a battery pack with 10 cells connected in series, utilizing 21700 lithium-ion batteries. To block external temperature influences, the experimental environment featured an extrusion method insulation in the environmental chamber. The cooling system, suitable for indirect cooling, was constructed with copper tubes and pins. The heat transfer analysis began by presenting a single-cell heating model using commercial software, which was then employed to analyze the heating and cooling of the battery pack.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권10호
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• pp.825-829
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• 2015

나노선에서 코어-셸 헤테로 구조를 도입함으로써 열 전도율을 낮출 수 있으며, 이로 인해 열전 효율(ZT)을 향상시킬 수 있다는 것이 이론 연구를 통해 제안되었다. 본 논문에서는 코어-셸 나노선의 열전도율 감소를 실험적인 방법을 통해 확인하였다. 화학증기 증착법을 통해 만든 게르마늄-규소 $_x$ 게르마늄 $_{1-x}(Ge-Si_xGe_{1-x})$ 코어-셸 나노선의 열전도율을 마이크로 크기의 뜬 디바이스를 이용하여 측정하였다. 셸에서 측정된 실리콘의 함유율(x)는 0.65 로 확인하였으며, 게르마늄은 코어와 셸 사이에서, 격자 불일치(lattice mismatch)에서 비롯된 결점(defect)와 같은 역할을 한다. 또한, 4-point I-V 측정실험에, 휘트스톤 브릿지 실험을 추가 진행함으로써 측정 민감도를 강화하였다. 측정된 열전도율은 상온에서 9~13 W/mK 으로써, 비슷한 지름을 가지는 게르마늄 나노선과 비교하였을 때, 열전도율이 약 30 % 낮아졌음을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제43권5호
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• pp.182-188
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• 2006

본 연구에서는 물체의 복사 에너지를 수신하여 영상화하는 밀리미터파 수동 이미징 시스템을 설계하였다. 수동 이미징 시스템은 수신하는 열 잡음 신호가 매우 미약하기 때문에 렌즈와 수신기 전단이 매우 중요하다. 수신된 신호를 집중시키기 위한 렌즈는 광학전달함수를 적용하여 설계하였다. 수동 이미징 시스템에서는 열 잡음을 고감도 및 광대역으로 수신할 필요가 있기에, 이미징에 필요한 증폭기의 목표성능을 최대이득40dB, 최대잡음지수 5dB로 하였으며, 대역폭을 10GHz로 하였다. 증폭된 밀리미터파를 직류 출력하는 검파회로 설계에는 SBD MSS-20 141B10D 다이오드를 사용했다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.15-23
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• 2017

강원지역은 한국의 북동부에 위치하고 있으며 산지가 90%에 달해 한국에서 가장 추운 지역이다. 그에 따라 겨울철 터널 피해가 지속적으로 발생하고 있으나 아직 터널 라이닝 배면에서 발생하는 동상에 대한 연구는 매우 부족하다. 본 연구에서는 강원지역의 도로터널에서 발생하는 동상깊이 분석을 위한 수치적 연구를 수행하였다. 강원지역 도로터널 현황과 기후자료를 분석하고 이를 토대로 터널 표준 형상과 지반 특성을 가정하였으며, 기온 변화와 지반특성 변화에 따른 터널 배면지반의 최대 동상깊이를 산정하였다. 해석결과 모래보다 변성암 및 퇴적암의 동결민감성이 더 크며, 라이닝 배면의 초기 지중온도가 낮을수록 동상깊이가 깊어져 동결에 대한 피해도 커지는 것으로 나타났다. 또한 라이닝 두께 및 지반의 비열, 열전도율과 같은 특성도 동결깊이 변화에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 한국항해항만학회지
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• 제29권10호
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• pp.871-876
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• 2005

기존의 기계적인 센서들보다 높은 민감도와 선형성을 가지는 반도체 압력 센서들은 크기가 작고 일괄공정에 의해 제작될 수 있는 반도체 공정 기술로 제작되므로 다양한 산업에서 적용되고 있다. 하지만 열과 반복적인 외부 하중은 센서의 수명에 치명적인 영향을 미치고 있고, 특히 외부에서 가해지는 열은 센서를 구성하는 구조물보다 신호를 전달하는 금속 배선의 피로 수명에 지대한 영향을 미치고 있으므로 이에 대한 영향성을 분석할 수 있는 프로세스를 확립하고, 이후 다양한 재료의 반복적인 열하중에 대한 피로 수명을 Manson & Coffin식에 따라서 평가하였다. 금속 배선의 밑단에서 피로수명이 가장 낮고, 굽힘하중은 피로 수명보다는 응력분포에 큰 영향을 미치고 있다.

• 시스템엔지니어링학술지
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• 제12권1호
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• pp.73-87
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• 2016

Combining power generation and water production by desalination is economically advantageous. Most desalination projects use fossil fuels as an energy source, and thus contribute to increased levels of greenhouse gases. Environmental concerns have spurred researchers to find new sources of energy for desalination plants. The coupling of nuclear power production with desalination is one of the best options to achieve growth with lower environmental impact. In this paper, we will per-form a sensitivity study of coupling nuclear power to various combinations of desalination technology: {1} thermal (MSF [Multi-Stage Flashing], MED [Multi-Effect Distillation], and MED-TVC [Multi-Effect Distillation with Thermal Vapour Compression]); {2} membrane RO [Reverse Osmosis]; and {3} hybrid (MSF-RO [Multi-Stage Flashing & Reverse Osmosis] and MED-RO [Multi-Effect Distillation & Reverse Osmosis]). The Korean designed reactor plant, the APR1400 will be modeled as the energy production facility. The economical evaluation will then be executed using the computer program DEEP (Desalination Economic Evaluation Program) as developed by the IAEA. The program has capabilities to model several types of nuclear and fossil power plants, nuclear and fossil heat sources, and thermal distillation and membrane desalination technologies. The output of DEEP includes levelized water and power costs, breakdowns of cost components, energy consumption, and net saleable power for any selected option. In this study, we will examine the APR1400 coupled with a desalination power plant in the Kingdom of Saudi Arabia (KSA) as a prototypical example. The KSA currently has approximately 20% of the installed worldwide capacity for seawater desalination. Utilities such as power and water are constructed and run by the government. Per state practice, economic evaluation for these utilities do not consider or apply interest or carrying cost. Therefore, in this paper the evaluation results will be based on two scenarios. The first one assumes the water utility is under direct government control and in this case the interest and discount rate will be set to zero. The second scenario will assume that the water utility is controlled by a private enterprise and in this case we will consider different values of interest and discount rates (4%, 8%, & 12%).

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2008년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.166-171
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• 2008

We cannot imagine any more the environment and energy problems are separated from our lives. The various attempts to solve these problems are made all over the world. In this study it was performed to analyze a different heating and cooling load depending on the earth-sheltering method and kind of soils by using TRNSYS 16 as the first step to establish the design guidelines for earth-sheltered architecture, one of the eco-friendly and low energy consuming building types. After performing this simulation, we found the result like this. It is the most lowest load in case of all of walls and roof being earth-sheltered. But considering of the load reduction rate, the effect of earth-sheltering the exterior vertical wall is more efficient for load reduction than the one of earth-sheltering a roof. And we got a lower thermal load in case of a lower heat conductivity of soil. Afterwards we will conduct a further study for boundary condition at earth-sheltered surface and the simulation analysis about the sensitivity variables. The final goal of this study is preparing the design guidelines for earth-sheltered architecture. so we will contribute to building energy saving.

• 공업화학
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• 제31권3호
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• pp.284-290
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• 2020

Energetic thermoplastic elastomers (ETPEs) based on glycidyl azide polymer (GAP) and carboxylated GA copolymers [GAP-ETPE and poly(GA-carboxylate)-ETPEs] were synthesized using isophorone diisocyanate (IPDI), dibutyltin dilaurate (DBTDL), 1,4-butanediol (1,4-BD), and soft segment oligomers such as GAP and poly(GA-carboxylate). The synthesized GAP-ETPE and poly(GA-carboxylate)-ETPEs were characterized by Fourier transform infrared (FT-IR), gel permeation chromatography (GPC), thermogravimetric analysis (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), universal testing machine (UTM), calorimetry and sensitivity towards friction and impact. DSC and TGA results showed that the introduction of carboxylate group in GAP helped to have better thermal properties. Glass transition temperatures of poly(GA-carboxylate)-ETPEs decreased from -31 ℃ to -33 ℃ compared to that of GAP-ETPE (-29 ℃). The first thermal decomposition temperature in poly(GA_0.8-octanoate_0.2)-ETPE (242 ℃) increased in comparison to that of GAP-ETPE (227 ℃). Furthermore, from calorimetry data, poly(GA-carboxylate)-ETPEs exhibited negative formation enthalpies (-6.94 and -7.21 kJ/g) and higher heats of combustion (46713 and 46587 kJ/mol) compared to that of GAP-ETPE (42,262 kJ/mol). Overall, poly(GA-carboxylate)-ETPEs could be good candidates for a polymeric binder in solid propellant due to better energetic, mechanical and thermal properties in comparison to those of GAP-ETPE. Such properties are beneficial to application and processing of ETPE.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권10호
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• pp.875-887
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• 2015

최적 배치 설계는 다양한 산업분야에서 활용되고 있다. 우주분야인 위성 플랫폼에서도 제한된 공간 내에서 기계적, 열적, 전기적 인터페이스를 고려한 구성품 배치가 가능하도록 최적 배치 설계가 요구된다. 최적 배치 설계를 통해 합리적인 수준에서 최소화된 위성 플랫폼의 관성모멘트는 위성의 효율적인 자세제어 및 신속한 기동을 가능하게 하며, 위성의 임무성능을 향상시키는데 도움을 준다. 이를 위해 본 논문에서는 육면체 구조의 위성 플랫폼을 기반으로 내부 구성품들이 서로 간섭이 없는 상태에서 위성의 관성모멘트와 구성품 간 발열로 인한 영향을 최소로 하는 3D 최적 배치 설계를 제안한다. 본 연구에서는 3D 최적 배치 설계를 위해 새로운 유전 알고리즘을 제안한다.