• International Journal of Automotive Technology
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• 제8권1호
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• pp.119-126
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• 2007

Because of the low temperature operation, proton exchange membrane (PEM) fuel cell has a water phase transition. Therefore, water management is an important operation issue in a PEM fuel cell because the liquid water in the fuel cell causes electrode flooding that can lower the cell performance under high current density conditions. In this study, in order to understand the reactant distributions in the cathode channels of the PEM fuel cell, an experimental technique that can measure the species concentrations of reactant gases by using gas chromatograph (GC) is applied for an operating PEM fuel cell. The oxygen distribution along the cathode flow channels of PEM fuel cell is mainly investigated with various operating conditions. Also, the relations between cathode flooding and oxygen concentrations and oxygen consumption pattern along the cathode channel configurations of the unit cell adopted for this study are discussed using GC measurement and visualization experiment of cathode flooding. It is found that the amount of oxygen consumption is very sensitive to various operating conditions of the fuel cell and was much affected by the flooding occurrence in cathode channels.

• 한국가시화정보학회지
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• 제21권3호
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• pp.49-56
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• 2023

The Polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) operates at ambient temperature as a low-temperature fuel cell. During its operation, voltage losses arise due to factors such as operating conditions and material properties, effecting its performance. Computational simulations of fuel cells can be categorized into 1D simulation and CFD, chosen based on their specific application purposes. In this study, we carried out an analysis validation using 1D geometry and compared its performance with the results from 2D geometry analysis. CFD allows for the representation of pressure, velocity distribution, and fuel mass fraction according to the geometry, enabling the analysis of current density. However, the 1D simulation, simplifying governing equations to reduce time cost, failed to accurately account for fuel distribution and changes in fuel concentration due to fuel cell operations. As a result, it showed unrealistic results in the cell voltage region dominated by concentration loss compared to CFD.

• 에너지공학
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• 제25권3호
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• pp.41-50
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• 2016

본 연구에서는 옥탄가에 따른 연소특성 및 차량 성능에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 옥탄가 차이가 있는 두 연료를 선정하여 연소특성 및 배출가스, 연비, 가속성 실험을 수행하였다. 우선, 연소특성 실험을 위해 단기통 엔진을 사용하였으며, 시중에 유통되는 연료 중 옥탄가가 다른 두 연료를 선정하여 수행하였다. 단기통 실험은 각 연료에 맞는 점화시기 및 공연비제어를 통해 점화시기를 점차 진각 시켰을 때 나타나는 연소 특성을 살펴보았으며, 그에 따른 출력 및 배출가스, 연소압력 등을 통해 옥탄가에 의한 연소 상관성을 살펴보았다. 또한, 실제 차량을 통해 옥탄가 차이에 대한 연비 변화를 비교해 보았으며, 가속성 시험을 통해 고성능 요구 구간에 대한 옥탄가의 영향성을 살펴보았다. 그 결과 점화시기를 진각시킴에 따라 높은 옥탄가의 연료가 다소 안정된 연소특성을 보여주었으며, 가속성, 출력시험에서는 약간의 증가를 보였다. 그러나 두 연료 모두 도심 및 고속도로를 모사한 현행 연비모드에서 큰 차이를 보이지 않음에 따라 현재 판매되고 있는 차량의 운행 조건에서는 고옥탄가 연료가 연비에 미치는 영향은 미미한 것으로 나타났다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제31권4호
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• pp.562-571
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• 2014

전 세계적으로 에너지원 다양화 및 온실가스 저감을 위한 다양한 신재생에너지 보급활성화 정책이 추진되고 있다. 국내에서도 500MW 이상의 발전설비를 보유한 발전사업자에게 신재생에너지 공급 의무화제도(Renewable Portfolio Standard(RPS))를 시행중이다. 발전사업자들은 의무공급량 이행을 위해 발전용 바이오중유를 사용하고 있다. 발전용 바이오중유란 동 식물성 유지, 지방산에스테르 및 그들의 혼합물로서 동점도, 유동점, 전산가 등의 품질특성을 만족해야 한다. 발전용 바이오중유는 원료물질에 의해 품질특성이 결정되었고, 중유와의 혼합비율이 증가할수록 유동점, 밀도, 황분 및 동점도는 감소하고 전산가, 요오드가, 산소함량은 증가하였다. 본 연구에서는 중유 대체연료로서의 발전용 바이오중유의 품질특성과 C 중유에 혼합 시, 혼합비율에 따른 물성 변화에 대해 검토하였다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2004년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.655-659
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• 2004

Performance tests of the fuel pump for a turbopump unit have been successfully carried out in water environment. The tests are performed to evaluate the hydraulic and cavitation performances. The head and volute pressure distribution of the fuel pump followed the conventional similarity rule - unlike this, the secondary passage pressure distribution showed a small deviation from the conventional similarity rule. Also, critical cavitation number decreased as the rotational speed of the pump increased.

• 한국가스학회지
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• 제24권1호
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• pp.49-55
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• 2020

산업용 혹은 발전용 가스터빈에 사용되는 이중 콘형 예혼합 연소기의 다단 연소 특성을 이해하기 위하여 실험적연구를 수행하였다. 이를 위하여 기존에 모두 경사면에 공급되는 연료를 콘부분으로 일부 할애하는 방식으로 다단연소 방식을 구성하였으며 콘에서 분사되는 연료공급은 축방향과 콘 경사면 방향으로 하였다. 다단연소 연소특성을 이해하기 위하여 콘에서의 연료 분사 방향과 연료 분배율 변화에 대한 NOx와 CO의 배출 농도 그리고 벽면 온도분포를 측정하였다. 그 결과 총 연료에 대한 콘으로의 분배율이 3%인 경우 콘에서의 연료 분사방향에 관계없이 노즐내의 예혼합 영역에서 연료가 공기와 균일하게 혼합됨으로서 연소영역의 고온점 감소에 의하여 NOx 배출 농도가 감소된다. 그러나 콘에서 축방향으로 분사되는 연료분배율이 8%로 증가하는 경우 노즐 내부 예혼합 영역으로의 화염 역화로 인하여 NOx의 배출농도가 오히려 증가하게 된다.

• 공업화학
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• 제34권5호
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• pp.472-478
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• 2023

글로벌화 추세에 따라 항공기를 이용한 승객 및 물류이동이 증가하고 있으며, 이로 인해 항공유 사용량 역시 매년 증가하고 있다. 항공기로부터 발생되는 온실가스인 CO₂는 전세계에서 발생되는 CO₂의 약 3.5%를 차지하고 있으며, 수송용 연료에서 발생하는 CO₂의 약 12%를 차지할 정도로 높은 비중을 차지하고 있다. 이에 따라서 많은 국가와 국제민간항공기구(ICAO) 등에서는 바이오항공유를 도입함으로써 CO₂ 저감을 위한 노력을 하고 있다. 본 논문에서는 항공유의 연료적 특성 및 품질기준과 함께 바이오항공유의 대표적 생산방법으로 ATJ, OTJ, GTJ, STJ에 대해 기술하였다. 또한 국내·외 바이오항공유에 대한 사용현황과 보급활성화에 대한 방안을 제시하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제11권1호
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• pp.165-177
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• 2019

This paper considers corrosion wastage of two ship hull structure members as a part of investigated fuel oil tanks of 25 aging bulk carriers. Taking into account that many factors which influence corrosion wastage of ship hull structures are of uncertain nature, the related corrosion rate ($c_1$) is considered here as a real-valued continuous distribution, assuming that the corrosion wastage starts after 5, 6 or 7 years. In all considered cases, by using available data and applying three basic statistical tests, it is established that between two-parameter continuous distributions, normal, Weibull and logistic distributions are best fitted distributions for the mentioned corrosion rate ($c_1$). Note that the presented statistical, numerical and graphical results concerning two mentioned ship hull structure members allow to compare and discuss the corresponding probabilistic estimates for the corrosion rate ($c_1$).

• 대한기계학회논문집B
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• 제31권3호
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• pp.283-291
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• 2007

The static pressure distribution, atomization characteristics and velocity distribution of tapered nozzle swirl spray is analyzed and then compared with original swirl spray. The static pressure distribution inside the swirl spray is measured using a piezoresistive pressure transducer. Phase Doppler anemometry (PDA) is applied to measure and analyze the droplet size and velocity distribution of tapered nozzle and original swirl spray. The static pressure inside the spray shows the lower value compared to the atmospheric pressure and this pressure drop is getting attenuated as the taper angle is increased. The droplet size of tapered nozzle spray shows similar value compared to the original swirl spray at the horizontal mainstream while it shows increased value at vertical mainstream. The deteriorated atomization characteristics of tapered nozzle spray is improved by applying high fuel temperature injection without causing the spray collapse. The velocity results show that the larger portion of fuel is positioned with higher injection velocity, and the smaller portion of fuel is positioned with lower injection velocity with causing spatially non-uniform mixture distribution.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 제17회 워크샵 및 추계학술대회
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• pp.648-654
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• 2005

The performance prediction of a planar-type solid oxide fuel ceil is conducted by a computational analysis. The transport processes are formulated with the help of a simplified treatment of heat generation by the electrochemical reaction. From the result of the computational analysis, it is shown that the electrochemical reaction is closely related to the transport phenomena inside a solid oxide fuel cell. Transport phenomena including heat and mass transfer have influence on the distribution of local current density and as a result, on the performance characteristics of the fuel cell. Computational analysis is also extended to the parametric study to investigate the performance behavior of the fuel cell with different amount of supplied fuel flow rates. It is also demonstrated that the mathematical formulation and computational procedures proposed in this study can be applied to prove the importance of the specific TPB(Three-Phase-Boundary) area in the manufacturing process of electrodes in a solid oxide fuel cell.