• 대한기계학회논문집A
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• 제34권7호
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• pp.897-903
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• 2010

자동차 연료로 가스를 사용하는 것은 '삶의 질' 향상을 넘어 '생존'의 문제로 환경보존과 경제발전을 조화롭게 추구하는 '지속가능한 발전'이란 새로운 패러다임에 부흥하고 있다. 하지만 가스사용이 늘어나면서 폭발과 화재에 의한 인명피해가 해마다 발생하고 있으며, 대규모 저장시설에서의 가스 사고는 사회적으로 심각한 문제를 야기하고 있다. 따라서 본 논문에서는 지하 격납 저장탱크에서의 폭발발생을 최소화하기 위하여 한정된 내용적과 화염에 노출되는 표면적을 최소로 하는 폭발방지를 고려한 최적의 저장탱크를 설계하였다. 본 연구를 통하여 최적조건의 저장탱크를 설계한 결과, 20ton 저장탱크는 직경 3m, 길이 4.83m일 때 지하 격납 공간이 최소가 되었으며, 화염에 노출되는 표면적은 기존의 저장탱크에 비하여 89.4%로 줄어들어 안전성이 향상되었다.

• 항공우주기술
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• 제11권2호
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• pp.109-116
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• 2012

우주발사체의 액체추진공급시스템에서 사용되는 연료 벤트/릴리프밸브는 안전밸브의 조합체로 지상에서 연료를 주입할 때와 비행 중에 추진제 탱크의 과압을 해소하는 역할을 한다. 벤트/릴리프밸브는 구동가스 공급에 의해 벤트밸브를 작동시키는 벤트모드와 설정된 압력을 유지하기 위해 자동으로 밸브를 개폐하는 릴리프모드로 작동한다. 본 논문에서는 해외발사체에 사용된(Saturn) 벤트/릴리프밸브 샘플을 이용하여 한국형발사체의 규격에 적용한 밸브 설계를 검토하였다. 또한 설계 검증 및 기본적인 작동 특성을 분석하기 위해 AMESim 상용코드를 이용하여 해석 모델을 구성하였다. 밸브 모델을 이용해서 동특성 해석을 수행하여 설계 변수에 대해 밸브 개폐 작동시간, 작동성능, 개폐압력을 예상하였다. 이를 통해 연료 벤트/릴리프밸브 설계변수에 따른 작동성을 파악하여 시제품 제작 전 의 상세설계 및 설계 경계조건을 제시하였다.

• 한국가스학회지
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• 제27권1호
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• pp.38-47
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• 2023

수소연료전지 차량 충전 과정에서, 충전소에서의 공급압력과 차량 내 저장 탱크의 압력 차이에 의해 수소가 흐르게 되고 유량은 압력 차에 의존한다. 따라서 충전 과정에서 발생하는 수소의 압력강하에 대한 고려는 필수적이며 이의 분석을 통해 수소 충전 과정의 효율성을 높일 수 있다. 본 연구에서는 충전라인 중 호스, 노즐/리셉터클, 파이프, 밸브에 대하여 압력강하를 분석하였다. 호스와 파이프는 도관에서의 압력강하로, 노즐/리셉터클은 흐름 노즐 식으로, 밸브는 기체 유량 식으로 계산하였다. 또한 각 구성요소에서 발생하는 압력강하 효과를 종합 분석한 결과 전체 충전라인에서 압력강하에 가장 큰 영향을 주는 요소는 밸브에서의 압력강하임이 밝혀졌다. 이번 연구는 추후 수소 충전을 포함한 수소 유동 해석으로 수소 충전 과정의 모델 개발에 활용될 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.634-640
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• 2020

전투차량의 연료탱크에 설치되어 엔진으로 연료를 이송하는 장치인 전기식 연료펌프에 대하여 고장분석과 내열성능 평가가 수행되었다. 고장의 원인을 파악하기 위하여 직류 전동기가 적용된 연료펌프를 분해하여 검사를 수행하였다. 하우징 내부를 관찰한 결과를 바탕으로 고장 현상을 권선 소손, 브러시 조기 마모, 연료 혼입의 세 가지로 분류하였다. 연료펌프 내부 검사를 실시한 결과를 바탕으로, 과열에 의한 권선 소손을 고장을 발생시킨 주된 원인으로 추정하였다. 이에 따라서 전기식 연료펌프의 권선이 과열로 소손될 가능성을 확인하기 위하여 온도 센서를 고정자 표면과 브러시 홀더에 설치한 후 무부하 조건으로 24시간동안 가동을 실시하였다. 연료펌프의 주변 온도를 68 ℃로 설정하였을 때 고정자 온도는 최대 135.9 ℃까지 상승하였으며, 전동기의 고정자 및 회전자 권선이 소손되었다. 이 결과를 통해서 전기식 연료펌프를 위한 전동기 권선의 내열성능이 부족함을 확인할 수 있었으며, 이를 해결하기 위하여 현재 155 ℃ 이하에서 사용할 수 있는 절연등급 F종의 권선 및 함침액을 180 ℃ 이상에서도 사용할 수 있는 C종 이상의 절연등급으로 대체하도록 제안하였다.

• 한국가스학회지
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• 제13권6호
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• pp.15-20
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• 2009

대도시 대기질 개선을 위한 정부 정책에 의해 1990년대 이후 천연가스 차량의 보급 대수는 계속 증가하고 있다. 그러나 천연가스 차량은 환경면에서 유리한 대신 화재 발생 시 대형 사고가 잠재하므로 항상 안전에 대한 대책이 요구된다. 천연가스 차량에 장착되는 여러 가지 연료 부품 중 체크밸브는 연료용기에 충전된 고압의 천연가스가 연료주입구를 통해 외부로 방출되지 않도록 하는 안전장치로서 반 복사용에 따른 내구성이 보장되어야 하는 부품이다. 본 연구에서는 천연가스 차량용 체크밸브를 대상으로 반복 사용시험, 극한 떨림시험에 따른 내구성능과, 압축기 오일에 의한 밸브 씰의 영향을 평가하였다. 실험 결과 천연가스 차량에 사용되고 있는 체크밸브는 인증규정을 만족하였지만 압축기 오일에 오랫동안 노출될 경우 밸브 씰의 누설방지 기능에 문제를 발생시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.1068-1071
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• 2017

3단 터빈배기부 구성은 터빈 플랜지, 열교환기, 배기덕트와 추력노즐로 이루어진다. 냉가스 가압 방식에 비하여 열교환기 가압 방식을 사용함으로서 추진제탱크 가압을 위한 헬륨가스 자체 무게와 저장 탱크 무게가 감소하는 장점이 있기 때문에 발사체에 열교환기를 사용한다. 가스발생기는 추진제 연료과농 조건에서 연소가 이루어지며, 연소가스 중에 그을음이 많이 포함되어 있기 때문에 열교환 효율이 감소하는 것을 고려하여 열교환기를 설계해야 한다. 본 논문에서는 터빈배기부 구성품 배치, 열교환기 내부 구조 및 제작성을 고려한 설계기법, 기 설계된 노즐 설계를 바탕으로 3단 터빈배기부 재 노즐 설계 형상에 대한 장점을 기술하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.605-612
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• 2021

지구온난화로 인한 이상기후로 전 세계적 피해가 커지고 있는 가운데, 내연기관의 온실가스 배출을 줄이기 위하여, 친환경자동차 도입이 가속화되고 있다. 이에 각국에서는 수소연료자동차의 안전성 확보를 위해 터널이나 지하주차장과 같은 반밀폐공간에서 수소 연료 폭발에 대비한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 반밀폐공간이라 할 수 있는 지하주차장을 대상으로 수소탱크의 폭발을 등가 TNT 모델을 적용하여 폭발압력을 예측하고 이 값을 폭발압력에 따른 피해범위 및 영향을 분석하였다. 등가 TNT 모델을 적용한 수소탱크 폭발압력 예측 결과 수소용량이 52 Liter인 경우를 기준으로 75 Liter, 156 Liter인 경우 1.5 m 높이에서 각각 약 1.12배, 2.30배 높은 것으로 나타났다. 예측된 최대폭발압력을 충격량으로 환산하여 인체 및 건물에 미치는 영향을 검토한 결과 모든 예측값이 폐 손상 또는 심각한 부분 파괴가 발생할 것으로 예측 되었으며, 예측된 피해정도는 폭발에 따른 충격량만으로 환산 적용한 것이며, 폭발에 따른 부가적인 피해를 고려한다면 실제 피해는 더욱 증가되어 이에 대한 안전 및 방재의 대책이 강구되어야 할 것으로 사료된다.

• 소성∙가공
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• 제28권4호
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• pp.203-211
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• 2019

In this study, the weight of type IV pressure vessel is optimized through the burst pressure condition using the finite element analysis (FEA) based on the genetic algorithm (GA). The optimization design variables include the thickness of composite layers and the winding angles. The optimized design variables are validated using the numerical simulations for the pressure vessel. Consequently, the weight is decreased by about 6.5% as compared to the previously reported results for Type III pressure vessel. Additionally, a method which reduces the entire optimization time is proposed. In the original method, the population size is constant across all generations. However, the proposed method could reduce the workload through the reduction of the population size by half for every 25 generations. Thus, the proposed method is observed to increase the weight by about 0.1%, however, the working time for the optimization could be decreased by about 46.5%.

• 한국추진공학회지
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• 제25권3호
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• pp.81-88
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• 2021

아음속 순항 유도탄의 추진시스템은 소형 가스터빈 엔진을 중심으로 공기흡입관, 탄내 연료이송계통 등으로 구성된다. 이는 엔진의 수락시험으로부터 시작하여, 엔진의 여러 기능 및 보기류의 설계수정, 엔진과 연동되는 각종 탄내 장비들의 설계/개발 및 상호 인터페이스 확인을 위한 해석과 통합시험 등으로 완성된다. 여기서는 이와 같은 소형 가스터빈 엔진을 이용한 유도탄 추진시스템 체계통합기술의 구성과 각 단계별 요소기술의 개요를 서술한다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2006년도 춘계학술대회논문집
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• pp.309-313
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• 2006

Many researchers have studied on the lightness of automobile. These researches are such as a body shell, sub frame, fuel tank, engine etc. The transmission Part is a magnitude one in the aspect of weight. A drive shaft (propeller shaft) transmits the engine power to rear differential gear assembly. It is used in the compact car that is a single drive shaft. But in the case of long body cars such as SUV (Sports Utility Vehicle), truck and large vehicle, two or three divided drive shaft are used to prevent the vibration damage from a drive shaft that has been taken high torsion and rotation. This multi-divided drive shaft structure is so heavy because it is assembled by yoke, center bearing and solid spline axis. When the rear axle move up and down, the spline shaft adjust the variation of a length between the transmission and rear axle gearbox. In this paper, it is studied in the experimental method that is a bending vibration characteristic of slip in tube shaped propeller shaft. This type propeller shaft is developed to combine the spline axis with drive shaft and can be light in weight of transmission part.