• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.5452-5457
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• 2012

태양전지를 실제적인 건물의 한 구성요소로 이용하는 건물일체형 태양광발전(BIPV : Building Integrated Photovoltaic) 시스템은 기존의 건물재료를 대체하여 재료비용 및 건설비용의 절감효과를 가져다주며 건물의 미적인 가치를 높여주는 장점을 가지고 있다. BIPV에 대한 연구가 유럽 및 미국, 일본 등의 나라에서 오래전부터 활발히 수행되고 있으며, 시장성 또한 무한 확대되고 있다. 아치형 PV 시스템은 PV 어레이의 직병렬 연결 상태 및 아치각에 따라 효율 특성이 상이하지만 이에 관한 분석은 미흡하며, 아치형 PV 시스템을 설계함에 있어서 미적인 요소만 고려하고 이러한 발전효율에 관한 요소는 전혀 고려되지 않은 채 설계되고 있다. 본 논문에서는 아치형 PV 시스템의 효율에 관한 파라미터인 위도와 경도, 온도 및 일사량, 아치각, 시스템 구성에 따른 각종 손실 등 이에 대한 세부적인 기술검토와 각 장비들의 특성을 정합시켜 아치형 PV 시스템의 최적화를 이루어 효율을 개선시키고자 한다. 아치형 PV 시스템의 효율개선을 위하여 다중제어 인버터 방식을 제안하고 시뮬레이션 툴인 Solar Pro를 이용하여 평판형 및 다양한 아치형 PV 시스템을 구성하여 운전특성을 비교 분석하였다.

• 설비공학논문집
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• 제27권11호
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• pp.581-586
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• 2015

In this study, an analysis was performed on the performance of the solar water heating system with geo-thermal heat pump for a detached house. This system has a flat plate solar collector ($8\;m^2$) and a 3 RT heat pump. The heat pump acts as an auxiliary heater of the solar water heating system. These systems were installed at four individual houses with the same area of $100\;m^2$. The monitoring results for one year are as follows. (1) The average daily operating time of the solar system appeared to be 313 minutes in spring (intermediate season), and 135 minutes and 76 minutes in winter and summer respectively. The reason for the short operating time in summer is the high storage temperature due to low water heating load. The high storage temperature is caused by a decrease in collecting efficiency as well as by overheating. (2) The geothermal heat pump as an auxiliary heater mainly operates on days of poor insolation during the winter season. (3) Despite controlling for total house area, hot water consumption varies greatly according to the number of people in the family, hot water usage habits, etc. (4) The yearly solar fraction was 69.8 to 91.5 percent, which exceeds the maximum value of 80% as recommended by ASHRAE. So the solar collector area of $8\;m^2$ appeared to be somewhat greater for the house with an area of $100\;m^2$. (5) The observed annual efficiency of solar systems was relatively low at 13.5 to 23.6%, which was analyzed to be due to the decrease in thermal efficiency and the overheating caused by a high solar fraction.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.241-250
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• 2014

층간소음에 대응할 수 있는 유닛모듈러 경량합성바닥 구조시스템을 제안하고, 이러한 바닥판에 대한 내력 및 거동을 실험연구를 통해 평가하고자 하는 것이 본 연구의 목표이다. 평데크와 철근트러스 데크를 활용하여 제안된 형상별로 각각 3개씩 총 9개의 경량합성바닥판 실험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 실험결과, 실험체의 파괴 형태는 바닥판의 중앙부에서 처짐으로 인한 휨변형에 의해 지배되었으며 종국으로 바닥판 상부에 콘크리트 압괴가 발생하는 동일한 파괴양상을 나타내었다. 또한, 사용하중 상태에서는 구조적으로 안전하고, 사용성 측면에서도 우수한 것으로 나타났다. 이론적 공칭하중에 대한 실험 항복하중의 비는 0.86~1.27의 분포로 평균 1.04로 나타났으며, 분포도 측면에서 변동계수는 0.154로 나타나 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다.

• 에너지공학
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• 제12권1호
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• pp.11-16
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• 2003

지상 정적 상태에 있는 항공기내 연료온도의 변화가 유한차분식에 의하여 해석되었다. 수정 Dufort-Frankel 기법의 explicit 방법에 의해 수치계산이 수행되었다. 항공기는 지상 정적상태에서 1% hot day 대기조건에 따른 태양의 복사 및 바람의 속도와 함께 반복되는 일일주기의 공기온도에 노출되어 있다고 가정되었다. 항공기는 난류유동장내에 있는 것으로 가정되었다. 항공기 표면과 외부대기사이의 열전달을 계산하기 위하여 Eckert에 의해 제안된 평판위의 난류 열전달계수가 사용되었다. 본 해석에 사용된 지배방정식은 연료에 대한 에너지방정식이다. 본 해석으로부터, 주익탱크의 연료온도가 다른 탱크들 가운데 가장 높게 나타났으며 온도변화율 또한 가장 크게 나타났다. 본 온도해석에 대한 결과는 여러 비행임무에 있어서 항공기내의 연료온도 변화 해석을 위한 초기치로서 사용될 수 있다. 또한, 본 해석방법은 항공기 열에너지 관리시스템의 해석 및 설계에 사용될 수 있다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제32권5호
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• pp.41-51
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• 2012

Heliostat field is the most important subsystem in the tower type solar thermal power plant since its optical performance affects the total system efficiency most significantly while the construction cost of it is the major part of total construction cost in such a power plant. Thus a well designed heliostat field to maximize the optical efficiency as well as to minimize the land usage is very important. This work presents methodology, procedures and result of heliostat filed design for 200kW solar thermal power plant built recently in Daegu, Korea. A $2{\times}2(m)$ rectangular shaped receiver located at 43(m) high and tilted $28^{\circ}$ toward heliostat field, 450 of heliostats of which the reflective surface is formed by 4 of $1{\times}1(m)$ flat plate mirror facet, and the land area having about $140{\times}120(m)$ size are used to form the heliostat field. A procedure to deploy 450 heliostats in radial staggered nonblocking formation is developed. Also the procedures to compute the cosine effect, intercept ratio, blocking and shading ratio in the field are developed. Finally the heliostat filed is designed by finding the optimal radial distance and azimuthal spacing in radial staggered nonblocking formation such that the designed heliostat field optical efficiency could be maximized. The designed heliostat field has 77% of annual average optical efficiency, which is obtained by annually averaging the optical efficiencies computed between the time of where sun elevation angle becomes $10^{\circ}$ after sunrise and the time of where sun elevation angle becomes $10^{\circ}$ before sunset in each day.

• 대한기계학회논문집B
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• 제21권9호
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• pp.1165-1173
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• 1997

The steady state close-contact melting phenomenon occurring between a phase change material and an isothermally heated flat plate with relative motion is investigated analytically, in which the effects of vertical convection in the liquid film and solid-liquid density difference are incorporated simultaneously. Not only the scale analysis is conducted to estimate a priori qualitative dependence of system variables on characteristic parameters, but also an analytical solution to a set of simplified model equations is obtained to specify the effects under consideration. These two results are consistent with each other, in that the vertical convection affects both the solid descending velocity and the film thickness, and that the density difference alters only the solid descending velocity. While the effect of vertical convection can be characterized conveniently by a newly introduced temperature gradient factor which asymptotically approaches the unity/zero with decreasing/increasing the Stefan number, that of density difference is represented by the liquid-to-solid density ratio. It is shown that the solid descending velocity depends linearly on the density ratio, and that the ratios of solid descending velocity, film thickness and friction coefficient to the conduction solution are proportional to 3/4, 1/4 and -1/4 powers of the temperature gradient factor, respectively. Also, established is the fact that the effect of convection can be legitimately neglected in the analysis for the range of the Stefan number less than 0.1.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제3권3호
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• pp.183-191
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• 2015

본 논문에서는 헬리콥터 로터 시스템의 진동과 소음을 저감시키기 위해 개발이 진행 중인 능동거니플랩(AGF, Active Gurney Flap)에 대해 유한요소법을 이용하여 수행된 동특성 해석결과를 소개하였다. 거니플랩은 평판의 형태로 블레이드 하부 표면에 수직인 방향으로 전개되며, 블레이드 뒷전(T/E, Trailing Edge) 부위에 장착된다. 거니플랩 조립체는 전기모터와 L-형 링키지 및 플랩 등의 부품들로 구성되어 블레이드 내부에 장착되며, 고정프레임에서의 진동 성분들을 감소시키기 위해 3~5/rev 범위로 능동적인 제어가 필요하다. 따라서 외연적 시간적분법을 통해 로터 회전에 의한 원심력과 제어입력이 적용되고 있는 상황에서 거니플랩의 동적 응답특성을 분석하였으며, 해석 결과를 통해 거니플랩의 하향변위 요구도를 만족시킬 수 있음을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제52권4호
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• pp.356-363
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• 2015

Microbubbles moving in the turbulent boundary layer are visualized and investigated in the point of frictional drag reduction. The turbulent boundary layer is formed beneath the surface of the 2-D flat plate located in the tunnel test section. The microbubble generator produces mean bubble diameter of 30 – 50 μm. To capture the micro-bubbles passing through the tiny measurement area of 5.6 mm² to 200 mm², the shadowgraphy system is employed appropriately to illuminate bubbles. The velocity field of bubbles reveals that Reynolds stress is reduced in the boundary layer by microbubbles’ activity. To understand the contribution of microbubbles to the drag reduction rate more, much smaller field-of-view is required to visualize the bubble behaviors and to find the 2-D void fraction in the inner boundary layer.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.193-196
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• 2008

The vortical structures in a turbulent boundary layer (TBL) developed over a flat plate have been investigated experimentally. The flow conditions tested in this study were Re$_{\theta}$ = 3700, Re$_{\delta}$ = 11${\times}$105 and the shape factor H = 1.3. Instantaneous velocity fields in the streamwise-wall-normal planes were measured by using a dynamic PIV system. A trip-wire and sandpapers were placed behind the leading edge to promote the turbulent transition. 1000 velocity fields were obtained consecutively with a time interval of 1 millisecond. Streamwise u-velocity components were temporally averaged in the measuring plane. In addition, 2000 velocity fields were obtained randomly and ensemble-averaged to get the fully-developed turbulent characteristics. Profiles of the normalized u-component, turbulent intensities and Reynolds shear stress were evaluated. The structures of spanwise vortices were extracted from the instantaneous velocity fields by determining the swirling strength, ${\lambda}_{ci}$. The wall-normalized locations of vortices were temporally averaged in the measuring plane with respect to their rotational direction. The correlations between the temporally averaged u and the temporally averaged $y^+$ of vortices were evaluated. For the case of positive vortices, the correlation is not significant. However, the negative vortices show a strong negative correlation. The y-location of negative vortices tends to increase, as the averaged u decreases and vice versa. These findings indicate that the number of negative vortices in the outer layer increases during the outward bursting events.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.199-204
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• 2019

경계층 내 측정된 유속은 변동 성분을 활용한 표준편차 혹은 배경 유속을 포함한 평균 속도로 해석되어 왔다. 하지만, 각각의 결과로 유동 상호작용을 설명하는데 한계가 있어 본 논문에서는 시간 영역의 유속을 퓨리에 변환하여 주파수 분석으로 유동 현상을 규명하는 방법을 제안한다. 이를 위해 경계층 내 평판 위에 부착된 반구 내부로 염료를 주입시켜 후류 영역에서 생성되는 머리핀 와류를 가시화하여 발생 빈도를 계측하였다. 또한 반구 전방의 평판을 뚫어 흡입함으로써 후류 영역 내 유속 변화를 열선 유속계로 측정하였다. 제안된 주파수 분석의 평가를 위해 기존의 통계 해석법과 비교하였으며, 유동의 정성적인 결과에 부합하는 주파수 분석과정을 제시한다.