• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권7호
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• pp.2556-2566
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• 2023

A first-principle approach within the framework of density functional theory was employed to study the effect of vacancy defects and fission products (FPs) doping on the mechanical, electronic, and thermodynamic properties of uranium monocarbide (UC). Firstly, the calculated vacancy formation energies confirm that the C vacancy is more stable than the U vacancy. The solution energies indicate that FPs prefer to occupying in U site rather than in C site. Zr, Mo, Th, and Pu atoms tend to directly replace U atom and dissolve into the UC lattice. Besides, the results of the mechanical properties show that U vacancy reduces the compressive and deformation resistance of UC while C vacancy has little effect. The doping of all FPs except He has a repairing effect on the mechanical properties of U_1-xC. In addition, significant modifications are observed in the phonon dispersion curves and partial phonon density of states (PhDOS) of UC_1-x, Zr_xU_1-xC, Mo_xU_1-xC, and Rh_xU_1-xC, including narrow frequency gaps and overlapping phonon modes, which increase the phonon scattering and lead to deterioration of thermal expansion coefficient (α_V) and heat capacity (C_p) of UC predicted by the quasi harmonic approximation (QHA) method.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권3호
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• pp.8-16
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• 2024

수소는 매우 낮은 밀도를 갖기 때문에 화석연료와 동일한 수준의 에너지량을 저장하기 위해서는 기존과 다른 저장방식이 요구된다. 수소의 밀도를 높이는 방법으로는 수소를 액화하여 저장하는 방법이 있다. 하지만, 수소의 액화온도는 -252 ℃의 극저온이기 때문에 외부 열 유입에 의해 쉽게 기화된다. 액체수소가 기화되면 탱크 내부의 압력이 증가되는 자가증압 현상을 발생하므로, 탱크 설계 시 이 상승하는 압력을 잘 예측해야 한다. 따라서, 본 논문에서는 극저온 액체수소 연료탱크의 액체수소 충전 비율에 따른 내부 압력을 예측하였다. 탱크 내부의 압력 상승을 예측하기 위하여 1차원 열역학적 모델을 적용하였다. 열전달 모델은 열 유입, 액체수소의 기화, 연료 배출에 현상이 고려되었다. 최종적으로 연료탱크 내의 액체수소의 충전 비율에 따라 압력 상승 거동과 최대 상승 압력에 큰 차이가 있음을 확인하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권2호
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• pp.34-42
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• 2019

열을 이용한 접합은 소재 간 열역학적 차이에 의한 열 변형 및 잔류응력 등 원하지 않은 결과를 야기한다. 폭발력 또는 전자기력을 이용한 고상 접합은 열이 사용되지 않아 열역학적 차이가 있는 소재접합에 이점이 있다. 이때, 해당 접합은 짧은 시간 내(${\mu}s$) 이루어지며, 접합면에서 고속 및 대 변형이 동반된다. 수치해석 모델은 고속 충돌 접합 메커니즘을 이해하는 데 중요한 역할을 수행한다. 하지만 고속 및 대 변형이 나타나는 해석에서 전통적인 라그랑지안 기법은 격자 얽힘이 발생해 결과의 신뢰성이 낮다. 본 연구는 무격자 수치해석 방식의 SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)를 이용하여 열역학적 차이가 있는 Cu와 CP-Ti의 고속 충돌 접합을 수행하였고 경계면 결합 형상이 발생함을 확인하였다. 해석의 결과로 경계면 결합 형상이 매개변수(충돌 속도, 충돌 각도)의 관계에 따라 형상의 정도(직선, 소용돌이), 주기, 길이 등이 다르게 나타나는 것을 확인 및 비교하였다.

• 대한화학회지
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• 제54권2호
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• pp.192-197
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• 2010

형광체나 반도체의 소자로 사용되는 전이금속화합물 중에서 나노(nano) 크기를 가지는 스피넬 화합물을 합성하였다. 스피넬 화합물의 크기, 합성여부, 열적분석과 화합물의 특성을 확인하기 위하여 열 중량 분석기(TGA), X-선 회절 분석기(XRD), 적외선 흡수 분광기(IR)를 사용하였다. Scherrer식을 이용하여 화합물의 평균 입자 크기가 13~16 nm임을 예측할 수 있었다. 본 논문에 사용된 실험방법은 졸-겔(sol-gel)법을 사용하였으며, 소성 온도는 낮은 온도에서 진행 되었다($350^{\circ}C$). Kinetic 함수인 활성화 에너지와 전환인자를 계산하기 위해서 Kissinger방법과 Arrhenius식을 이용하여 계산하였다. $ZnCo_2O_4$와 $NiCo_2O_4$의 활성화 에너지는 163.42 kJ/mol와 147.01 kJ/mol 값을 가지는 있음을 확인하였다. 그리고 spinel 화합물들의 열역학적 함수(${\Delta}G^{\varphi}$, ${\Delta}H^{\varphi}$, ${\Delta}S^{\varphi}$)를 결정하였다.

• 항공우주기술
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• 제4권1호
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• pp.18-24
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• 2005

가스터빈엔진에서 압축기가 사용하는 에너지는 터빈에서 생성하는 에너지의 30-50%까지도 이르기 때문에 압축기의 일을 줄이는 연구는 가스터빈의 효율을 증가시키는 문제와 연관된 중요한 연구주제이다. 압축기의 일을 줄이는 한 가지 방법으로 압축기의 입구에 물입자를 분사하는 방법이 제안되었는데, 이 방법은 물입자가 증발하면서 압축기 출구의 온도를 낮추어서 결과적으로 압축과정에 소요되는 에너지를 줄일 수 있는 방법이다. 이전까지의 연구는 열역학적 해석에 집중하여 온도 및 일의 감소를 해석하거나, 실험에 근거하여 가스터빈의 성능변화에 집중되었다. 본 논문에서는 물분사의 영향을 마이크로 터빈용 원심 압축기에 적용하여 열역학적 해석 뿐 아니라 공력학적 해석을 수행하였다. 물을 분사할 경우 공기압축과정보다 임펠러 출구 유동각이 줄어들었으며, 증발율이 높을수록 유동각 감소가 증가하였고, 압력비가 낮을수록 유동각 감소가 증가하였다.

• 한국가스학회지
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• 제16권6호
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• pp.136-142
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• 2012

터보팽창기를 이용한 폐압발전에서 전력생산량과 온도의 산출식의 열역학적 유도과정을 제시하였고, 전력생산량은 압력차가 아니라 압력비가 주요변수임을 밝혔다. 천연가스 폐압발전 인입부의 고압가스는 전기에너지(비용) 투입이 거의 없이 무상으로 얻어지는 에너지라는 사실을 보임으로써, 폐압이 지금까지는 별로 주목받지 못하였지만 새로운 청정에너지원 중의 하나임을 밝혔다. 공급가스 온도 보상을 위한 방법으로 팽창 후의 heating 방식을 택한다면, 전력생산과 더불어 냉열을 이용할 수 있고, 냉열이용량 만큼 heating 에너지를 줄일 수 있으므로 경제성을 배가시킬 수 있다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제27권7호
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• pp.1048-1052
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• 2006

Ab initio calculations of the structure, atomic charges and natural bond orbital (NBO) have been performed at HF/6-311G** and B3LYP/6-311G** levels for the title compound of dibenzothiazyl-disulfide. The calculated results show that the two nitrogen atoms have the biggest negative charges and they are the potential sites to react with the metallic ions, which make the title compound become a di-dentate ligand. Vibrational frequencies of the title compound have been obtained and compared with the experimental value and the comparison indicates that B3LYP/6-311G** level is better than HF/6-311G** level to predict the vibrational frequencies for the system studied here. For the title compound, electronic absorption spectra calculated by time?ependent density functional theory (TD-DFT) are more accurate than Hartree-Focksingle-excitation CI (CI-Singles) method. NBO analyses show that the electronic transitions are mainly derived from the contribution of bands $\pi\rightarrow\pi^{*}$. Thermodynamic calculated results show that the formation of the title compound from 2-mercaptobenzothiazole is a spontaneous process at room temperature with the change of free Gibbs being negative value.

• 대한화학회지
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• 제53권4호
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• pp.427-431
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• 2009

대두 잔기로부터 유기용매를 사용하여 이소플라본을 추출하는 열역학적 메카니즘을 조사하였다. 대두 잔기로부터 유기용매를 사용한 이소플라본 추출과정에서의 분배 계수를 결정하기 위한 간단한 모델을 설정하고 $K,\;{\Delta}H^0,\;{\Delta}S^0\;and\;{\Delta}G^0$ 간에 열역학적 함수를 계산하였다. 그 결과 대두 이소플라본 추출은 흡열과정이며 엔트로피 증가과정임을 발견하였다. 온도가 증가할수록 ${\Delta}G^0$가 감소하였다.

• ETRI Journal
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• 제32권5호
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• pp.750-760
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• 2010

We propose a homology between thermodynamic systems and images for the treatment of time-varying imagery. A physical system colder than its surroundings absorbs heat from the surroundings. Furthermore, the absorbed heat increases the entropy of the system, which is closely related to its disorder as given by the definition of Clausius and Boltzmann. Because pixels of an image are viewed as a state of lattice-like molecules in a thermodynamic system, the task of reckoning the entropy variations of pixels is similar to estimating their degrees of disorder. We apply this homology to the uncalibrated stereo matching problem. The absence of calibrations alleviates user efforts to install stereo cameras and enables users to freely modify the composition of the cameras. The proposed method is also robust to differences in brightness, white balancing, and even focusing between stereo image pairs. These peculiarities enable users to estimate the depths of interesting objects in practical applications without much effort in order to set and maintain a stereo vision setup. Users can consequently utilize two webcams as a stereo camera.

• 설비공학논문집
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• 제8권2호
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• pp.240-253
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• 1996

The refrigeration cycle of automobile air-conditioners is simulated in an effort to provide a computational tool for optimum thermodynamic design. In the simulation, thermodynamic and heat transfer analysis was performed for the four major components : evaporator, condenser, compressor, and expansion valve. Effectiveness-NTU method was used for modeling both evaporator and condenser. The evaporator was divied into many subgrids and simultaneous cooling and dehumidifying analysis was performed for each grid to predict the performance accurately. Blance equations were used to model the compressor instead of using the compressor map. The performance of each component was checked against the measured data with CFC-12. Then, all the components were combined to yield the total system performance. Predicted cycle points were compared against the measured data with HFC-134a and the deviation was found to be less than 5% for all data. Finally, the system model was used to predict the performance of CFC-12 and HFC-134a for comparison. The results were very reasonable as compared to the trend deduced from the measured data.