• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권2호
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• pp.248-257
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• 2020

This study presents an initial design for a novel system consisting in a coupled nuclear reactor and a phase change material-based thermal energy storage (TES) component, which acts as a buffer and regulator of heat transfer between the primary and secondary loops. The goal of this concept is to enhance the capacity factor of nuclear power plants (NPPs) in the case of high integration of renewable energy sources into the electric grid. Hence, this system could support in elevating the economics of NPPs in current competitive markets, especially with subsidized solar and wind energy sources, and relatively low oil and gas prices. Furthermore, utilizing a prismatic-core advanced high temperature reactor (PAHTR) cooled by a molten salt with a high melting point, have the potential in increasing the system efficiency due to its high operating temperature, and providing the baseline requirements for coupling other process heat applications. The present research studies the neutronics and thermal hydraulics (TH) of the PAHTR as well as TH calculations for the TES which consists of 300 blocks with a total heat storage capacity of 150 MWd. SERPENT Monte Carlo and MCNP5 codes carried out the neutronics analysis of the PAHTR which is sized to have a 5-year refueling cycle and rated power of 300 MW_th. The PAHTR has 10 metric tons of heavy metal with 19.75 wt% enriched UO₂ TRISO fuel, a hot clean excess reactivity and shutdown margin of $33.70 and -$115.68; respectively, negative temperature feedback coefficients, and an axial flux peaking factor of 1.68. Star-CCM + code predicted the correct convective heat transfer coefficient variations for both the reactor and the storage. TH analysis results show that the flow in the primary loop (in the reactor and TES) remains in the developing mixed convection regime while it reaches a fully developed flow in the secondary loop.

• International Journal of Air-Conditioning and Refrigeration
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• 제9권2호
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• pp.1-7
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• 2001

One of the important applications of a contact melting process is a latent thermal energy storage system owing to its high heat flux and small temperature variation. In some previous works, the split fins have been employed in order to enhance the melting rate. In the present work, the direct contact melting was experimentally investigated using an ice as specimen for both split and non-split fins. It was shown that the contact melting by split fins increases the melting rate compared to that of non-split ones.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제29권4호
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• pp.1-10
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• 2015

The light emitting diodes(LED) package of new structure is proposed to promote the reliability and lifespan by maximize heat dissipation occurred on the chip. We designed and fabricated the LED packages mixing the advantages of chip on board(COB) based on conventional metal printed circuit board(PCB) and the merits of Si sub-mount using base as a substrate. The proposed LED package samples were selected for the superior efficiency of the material through the sealant properties, chip characteristics, and phosphor properties evaluations. Reliability test was conducted the thermal shock test and flux rate according to the usage time at room temperature, high-temperature operation, high-temperature operation, high-temperature storage, low-temperature storage, high-temperature and high-humidity storage. Reliability test result, the average flux rate was maintained at 97.04% for each items. Thus, the Si sub-mount based LED package is expected to be applicable to high power down-light type LED light sources.

• 한국해양학회지
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• 제19권2호
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• pp.163-171
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• 1984

대기 및 해양적 요인들이 동해의 해면을 통한 열교환에 미치는 영향을 구명 하기 위하여, 해양의 열수지에 근거한 해석적인 모델을 만들고, 이 모델을 통하여 동해상 해면 열교환의 각 성분과 대기 온도의 연변화를 해석적으로 재현 (simulation) 하였다. 모델에 의한 이론적인 결과에 의하면, 동해에서 난류에 의한 열수송이 클수록 열복사, 잠열 및 현열의 방출이 증가한다. 그리고 표면수온이 증 가 함에 따라 잠열은 증가하지만, 역복사와 현열은 감소한다. 동해에서 연평균 수온이 1$^{\circ}C$ 증가하면 해상 기온의 연평균이 1.2$^{\circ}C$ 증가하는 효과를 가져오며, 해양의 저열량의 크기는 해면을 통한 열교환의 연변화에 지대한 영향을 미친다.

• 한국농림기상학회지
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• 제17권3호
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• pp.227-235
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• 2015

에디 공분산 방법(eddy covariance method)을 이용한 이산화탄소($CO_2$), 수증기($H_2O$), 현열(sensible heat)의 순생태계과환량[net ecosystem exchange (NEE)]은 에디 플럭스(eddy flux, $F_c$)와 저장 플럭스(storage flux, $F_s$)의 합으로 어림한다. 스칼라의 흡원과 발원의 세기와 분포, 연직 난류 혼합의 정도에 따라 스칼라의 변화율은 높이에 따라 다르게 나타난다. 따라서 정확한 $F_s$를 얻기 위해서는 프로파일 시스템을 운용하여 높이에 따라 달라지는 스칼라의 변화율을 고려하여야 한다. 하지만 아시아의 대부분의 농경지 관측지에서는 프로파일 시스템을 운용하지 않고, $F_c$ 관측 지점과 지면 사이에서 높이와 관계없이 스칼라 변화율이 동일하다는 가정하에 에디 공분산 시스템에서 관측되는 스칼라 변화율 만으로 $F_s$를 산정한다. 본 연구에서는 논에서 에디 공분산 관측 높이에서 측정된 $F_s$(프로파일 시스템에서 관측된 단일 높이의 스칼라만을 이용한 $F_s$, $F_s_{-single}$)와 프로파일 관측(에디 공분산 관측지점과 지면 사이의 여러 높이에서 스칼라 관측)을 이용한 FS와의 차이를 정량화하고, $F_s_{-single}$로 NEE를 산정할 때 발생하는 오차를 확인하기 위해, 경기도 여주에 위치한 청미천 농경지 플럭스 관측지(Chengmicheon Farmland Korea, CFK)에서 에디공분산 방법과 프로파일 시스템을 이용해 $CO_2$, $H_2O$, 기온($T_a$)의 $F_c$와 $F_s$를 측정하였다. $CO_2$, $H_2O$, $T_a$는 흡원과 발원의 강도와 분포, 대기 경계층의 안정도에 따라 높이별로 변화율이 달랐고, 그 결과 $F_s_{-single}$은 $F_s$를 과소 또는 과대 평가하였다[특히, 해질 녘과 해 뜰 녘(0430-0800h와 1630-2000h)에 $CO_2$의 $F_s$를 평균 21% 과소평가]. $F_s_{-single}$로 인해 발생하는 NEE 계산의 오차는 $F_{CO_2}$의 경우, 하루 중 시간에 따라 밤(2030-0400h), 해 질 녘과 해 뜰 녘에 각각 평균적으로 3%, 2%씩 $F_{CO_2}$를 과소평가했다. 이러한 차이는 $F_{CO_2}$의 야간 자료 보정과 분배의 과정에서 논의 탄소수지를 과소평가하게 할 수 있다. 이와는 다르게 LE, H의 경우 시간에 관계없이 거의 차이를 보이지 않았다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제5권6호
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• pp.230-237
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• 2005

본 연구에서 우슈 도장에서의 수련자 신체활동량을 과학적, 정량적으로 분석하여 스포츠의학의 중요한 관심사인 질병의 예방과 만성퇴행성 질환의 조절과 관리 그리고 건강을 증진할 수 있는 방안을 제안한다. 신체활동량을 측정하기 위해 신호획득 장비는 body media사에서 개발한 SenseWear PRO2 Armband를 사용하였다. Armband내에는 체온계(skin temperature sensor), 온도계(near-body temperature sensor), 가속도센서(accelerometer), 몸에서 발산되는 열량을 측정하는 센서(heat flux sensor), 피부의 전기전도도를 측정하는 센서(galvanic skin response sensor)가 있다. 각각의 센서로부터 획득한 데이터는 Armband내의 저장장치에 기록하였다. Armband에 저장된 데이터를 InnerView Wearer Software를 이용하여 우슈 도장에서 수련자의 신체활동에 따른 피부온도변화, 칼로리 소모, 활동량 추이변화를 분석하였다. 연구결과 지속적으로 오랜 기간 동안 운동을 한 사람은 단시간에 많은 에너지 소모를 하는 것으로 나타났으며 Physical activity가 활발하면 에너지 소모가 증가하고 동시에 피부 온도가 상승하는 것을 알 수 있었다. 에너지 소모가 증가하면서 피부온도가 증가하고 난 후 열 발산이 일어나는 것을 실험결과 알 수 있었다. 그리고 피부전도는 Physical activity, 에너지 소모, 피부온도 증가 등의 인자에 아무런 영향을 받지 않는 것으로 나타났다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제28권1호
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• pp.1-16
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• 1996

축소한 격납용기 내부 핵연료재장전수저장탱크의 안쪽에 설치한 열교환기 튜브의 주요 매개변수들이 풀핵비등 열전달에 미치는 복합적인 영향을 극명하기 위해 튜브 외경, 표면 거칠기, 그리고 튜브 설치 방향에 대한 다양한 조합들을 환용하여 열유속 q'quot;와 과열 온도 차이 $\Delta$T 간의 관계에 대한 총 1,966 개의 실험값을 취득하였다. 이 실험 결과들에 의하면, (1) 표면 거칠기 증가는 수평 및 수직 튜브 모두에 대해 열전달을 향상시키고, (2) 기포 생성에 따른 두가지 열전달 기구인 주변 액체 운동증가에 의한 열전달 향상과 기포층 및 기포 군집 형성에 의한 열전달 감소는 50㎾/$m^2$의 열유속을 경계로 낮은 열유속과 높은 열유속 영 역 에서 서로 다르게 관찰되는데, 이것은 튜브 설치 방향과 표면 거칠기의 크기와 관련이 있으며, (3) 튜브 외경 증가는 수평 및 수직 튜브 모두에 대해 열전달을 감소시키는데, 그 영향정도는 수평보다 수직구조에서 더 크다. 수평 및 수직 튜브들에 대해 열유속 q'quot;와 표면 거칠기 ($\varepsilon$) 및 튜브 외경 (D) 사이의 관계를 결정하는 두 가지 실험식을 개발하였다. 그리고, q'quot;만의 함수로된 풀핵비등 열전달계수( $h_{b}$ 에 대한 간단한 실험식도 부가적으로 개발하였다. 실험식도 부가적으로 개발하였다.'quot;만의 함수로된 풀핵비등 열전달계수($h_{b}$ 에 대한 간단한 실험식도 부가적으로 개발하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.583-597
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• 2014

난방기기에 의한 화재는 다양한 난방기기의 종류처럼 그 원인도 다양하고. 매년 계속되는 전통재래시장에서의 난방기기에 의한 화재사고가 빈번히 발생하여 인명 및 재산상의 손실을 초래하고 있다. 일반주택이나 아파트 등 대부분의 주거시설은 난방용 보일러가 보급되어 난방기기로 인한 화재가 그리 많지 않으나 식당, 시장의 점포와 사무실, 체육관, 공장, 작업장 등에서는 여전히 석유난로, 전기난로 등 난방기기를 사용 하고 있어 화재의 위험성에 노출되어 있다. 또한 난방용 기기의 발생건수를 살펴보면 가정용보일러, 목탄난로, 석유난로, 가스난로/스토브, 전기스토브/히터 순으로 발생한 것으로 분석되었으며, 인명피해 별 건수는 가스난로/스토브, 석유난로 /곤로, 전기히터/스토브, 연탄/석탄난로 순으로 분석되었다. 또한 가스 및 석유관련 난방용기기가 발생빈도(frequency)는 낮지만 화재강도(intensity)가 높은 것으로 분석 되었다. 따라서 본 연구의 목적은 다중이용시설인 전통재래시장에서 아직도 많이 사용되고 있고, 실제 화재발생사례가 많은 석유난로와 전기스토브에 의한 발화 위험성 즉 최소발화온도, 탄화 정도와 그에 따른 열유속을 정상상태와 비정상상태 하에서의 가연물의 접촉 및 전도로 인한 화재 발생 가능성을 재연하여 검토해 봄으로서 보다 과학적인 화재조사 및 감식 접근방법을 강구하고자 하였다. 재연실험 결과 실험체 2종(석유난로/전기스토브) 모두 양호한 축열 조건이 만들어지지 않는 한 발화위험성은 극히 적은 것으로 나타났지만 탄화의 상태는 각 부위별로 진행되는 것으로 분석되었다. 결국 화재로의 전이는 축열에 의한 발화이므로 최소한 화재장소의 축열 온도조건이 $500^{\circ}C$ 이상일 때 발화되는 것으로 분석되었다. 특히 전기스토브의 발열체인 석영관인 경우 가장 짧은 시간 내(10sec)에 $600^{\circ}C$ 이상의 온도로 급 가열 되어 이때의 열유속은 6.26kW/m2으로 나타나 이는 보온된 PVC케이블이 손상과 함께 인체에는 2도 화상을 입히는 결과를 나타내는 것으로 분석 되었다. 아울러 온도 조건 이외에 거리변화에 따른 열량의 감소분을 나타내는 형태계수(Geometric View Factor)와 화재하중(Fire Load)에 따른 온도 변화도 고려되어야 할 중요한 변수임 알았다. 따라서 이에 관한 세심한 화재조사 및 감식의 매뉴얼이 있어야 할 것으로 사료되며 이러한 실험에 의한 과학적이고 합리적인 노력들이 향후 화재조사 및 감식에 대한 매뉴얼 작성과 이론적 토대를 세우는데 기여하기를 기대한다.

• 오토저널
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• 제6권2호
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• pp.1-6
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• 1984

복잡한 연소과정의 예측을 위한 이론적인 연구는 Gosman, Spalding, Patankar등의 수치해석방 법을 이용하여 진행된 것들이 많다. 현재 이분야에 응용되는 일반적인 Program으로는 Boundary Layer Type의 방정식을 이용한 One-Dimensional Program (GENMIX 4, Revised GENMIX) 등이 있으나 Parabolic Type이므로 주방향에 수직된 방향으로 동일한 값이 2개 이상 존재할 수 있는 Elliptic현상을 설명하기에는 어려움이 있다. 그러므로 비록 기억용량(Computation Storage) 및 계산시간(Running Time)에 불리한 점이 있기는 하나 Elliptic상황을 해석해야만 할 경우가 있다. 본 해설은 Patankar의 Elliptic "SIMPLE" Program을 연소 해석과정에 이용되는 방법을 간단한 연소과정의 예로서 설명하는 것으로 연소과정의 연구보다도 Program의 응용성에 중점을 두었다. 따라서 실제의 물리적인 연소 mechanism에서 많은 가정을 도입하여 문제를 단순화 시켰으며 실제의 연소문제에 충분한 접근을 위해서는 turbulence-modeling과 radiation heat flux가 본 해설에 덧붙여져서 논의되어야 한다. 논의되어야 한다.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.75-83
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• 2023

For three-dimensional finite element welding residual stress simulation, several methods are available. Two widely used methods are the moving heat source model using heat flux and the temperature boundary condition model using the temperature profile of the welded beads. However, each model has pros and cons in terms of calculation times and difficulties in determining welding parameters. In this paper, a new method using the moving temperature profile model is proposed to perform efficiently 3-D FE welding residual stress analysis for large structures. Comparison with existing experimental residual stress measurement data of two-pass welding pipe and SNL(Sandia National Laboratories) mock-up canister shows the accuracy and efficiency of the proposed method.