A study on the Correlation between Heat Transfer and Pressure Drop in PV/T Modules with Non-uniform Rib as a Turbulent Promoter Based on Numerical Analysis

김성빈 부경대학교 대학원 2022 국내석사

화석 연료 사용 증대로 인한 에너지 고갈 및 지구 온난화 등의 환경문제가 발생하였다. 이에 맞춰 국내·외 신재생에너지 정책이 활성화되면서 시스템이 간편하고 활용도가 높은 태양광 시스템이 가장 주목을 받았다. 본래 태양광 시스템의 경우 전기 생산을 위해 일사 유입 시 태양광 모듈 온도가 상승하게 되어 발전 효율이 감소하는 문제점이 발생한다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 태양광 모듈에 공기를 보내 태양전지를 냉각시켜 모듈의 발전 효율 저하를 방지한다. 태양전지에서 회수한 미활용에너지(폐열)는 겨울철 난방 및 여름철 제습 냉방 시스템 흡착제 재생 열원 등 유용하게 이용할 수 있다. 태양광/열 모듈은 크게 공기식과 액체식으로 나눠진다. 공기식 태양광/열 모듈은 액체식보다 열 회수율이 낮은 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 공기 열 회수율을 향상시키기 위해 태양광 모듈 후면부에 불균일 난류 촉진제를 부착하며, 난류 촉진제의 형상조건 및 공기 유량 조건에 따른 열전달 성능 및 압력강하를 평가하려고 한다. 난류 촉진제의 형상 조건 및 공기 유량 조건에 따라 변화하는 열전달 성능을 평가하기 위하여 전산열유체 해석 모델 구축 및 시뮬레이션을 진행하였다. 전산열유체 해석을 위해 상용 시뮬레이션인 ANSYS FLUENT 17.2를 사용하였다. 난류 촉진제의 형상 조건으로는 상대 높이(e/h), 설치 간격(p/e), 상대 폭(w/e)로 설정하여 총 36가지의 형상조건을 형성하였으며, 유동 조건 (Re)를 4조건을 형성하여 총 144가지의 해석 조건을 만들어 수치해석을 진행하였다. 열전달 성능(Nusselt number)은 최대 2.03배, 최소 1.28배 증가하였다. 압력강하(firction facotr)는 최대 4.68배, 최소 2.41배 증가하였으며, 난류 촉진제의 열전달 성능이 높아짐과 더불어 압력강하 또한 증가하는 경향을 보였다. 최종적으로 열전달 성능과 압력강하를 동시에 고려하기 위한 열전달 성능계수(thermal hydraulic performance parameter)는 최대 1.24배, 최소 0.81배 증가하였다. 또한 위 난류 촉진제 수치해석 결과를 바탕으로 난류 촉진제의 형상조건 및 유동 조건에 따른 열전달 성능, 압력강하에 대한 상관관계 분석 및 상관식을 제시하였다. 열전달 성능(Nusselt number)의 상관식은 상관식의 예측값과 시뮬레이션 결과값의 오차율이 오차 범위 15%내에 모두 일치하였으며, 평균 오차율을 3.24%였다. 또한 압력강하(friciton factor)의 상관식은 상관식의 예측값과 시뮬레이션 결과값의 오차율이 오차 범위 15% 내에 모두 일치하였으며, 평균 오차율은 5.31%였다.

대면적으로 패턴된 산화아연 나노막대/튜브 제조 및 특성 연구

김성빈 한양대학교 대학원 2013 국내석사

One-dimensional nanostructured ZnO materials are of great interest because they display enhanced light absorption/extraction; improved charge transport and large surface to volume ratio making them excellent candidate materials for electronic, optoelectronic, electrochemical, and electromechanical devices. Vertically-alignment of the ZnO nanorods further expands applications because the interface with the substrate can be more uniform with higher element density. This has enabled quasi-3D structured devices to be developed such as vertical FETs, LEDs, laser diodes, biochemical sensors and photovoltaic cells. Even more recently the challenge has become to synthesize uniformly ordered vertically-aligned nanorod arrays with a high symmetry because coupling between nanorods enables collective behavior to emerge. Examples include photonic crystals for optical circuits and designed surface wetting for microfluidics and waterproof electronics. Here we describe a simple, versatile technique to produce large-scale arrays of highly ordered ZnO nanorods. Patterning of three distinct ZnO crystal morphologies is demonstrated through use of different ZnO seed layers. Array formation is accomplished through a simple variation on nanosphere lithography that imprints a thickness variation across a PMMA mask layer. The area of exposed seed layer is controlled through etching time in an oxygen plasma. Subsequent hydrothermal growth from the patterned seed layer produces highquality ZnO crystals in uniform arrays. The high uniformity of the patterned array is shown to induce a high contact angle hydrophobic state even without the need for chemical modification of the ZnO surface. This technique provides a straightforward way to integrate the optical and electrical properties of high-quality ZnO nanorods with the tunable fluidic properties at the surface of well-ordered arrays.

안전.보건, 환경(SHE:safety, health & environment)의 통합 관리모델 구축에 관한 연구

김성빈 광운대학교 2001 국내석사

최근 기업이 직면하고 있는 안전·보건, 환경(SHE: Safety, Health and Environment)과 관련된 사고 발생은 인적․물적 손실과 더불어 사회적 책임이 증가하고 있는 추세이다. 따라서 기업은 SHE 규제에 대한 수동적․소극적인 대응에서 벗어나 자발적인 SHE 관리 수행이 필요하게 되었다. 본 연구에서는 국내 기업의 SHE 관리에 대한 실태를 파악하여 연구․분석하고, 그 결과를 활용하여 기업 스스로 자율적인 SHE 관리 체제를 수행할 수 있는 KW[Kwangwoon]_SHE[Safety, Health and Environment] 관리 모델을 제시하였다. 또한, 이 모델을 이용하여 SHE 관리에 대한 관리비 투자 대비 업무 성과를 손쉽게 평가할 수 있었으며, 이를 기업에 실제 적용하여 유용성을 검증하였다. 본 연구에서 얻은 결과는 다음과 같다. ￭ 현재 기업에서 사용하고 있는 SHE 관리 기록문서를 연구․분석하고, 이를 토대로 새로운 KW_SHE 관리 모델을 개발하였다. ￭ 이 모델을 이용하여 사업장 스스로 자율적인 위험성 평가 분석 결과를 토대로 한 SHE 관리 목표 설정 및 주요업무 평가 대비 투자비용 성과측정 달성 여부를 쉽게 관리할 수 있었다. ￭ 사례 연구를 통하여, 사업장의 재해율과 SHE 관리비용 관계에서 전년 대비 SHE 관리비를 감축하였을 때, 상대적으로 재해율은 증가되는 상관관계를 가지고 있었다. 또한, (주)H사는 1994년 중대산업사고 이후, 1995년도 SHE 관리 투자 대비 총매출액이 33.6%로, 국내 기업 안전관리가 우수한 사업장 4개사의 최근 3년간 SHE 관리 평균 투자 2.31% 보다 15배의 투자손실이 발생되는 것으로 분석되었다. 본 연구의 결과를 통해 사업장에서는 중대산업사고 발생을 최소화하는 것이 기업경영에 있어 이익이 된다는 것을 확인할 수 있었다. KW_SHE 관리 모델의 기대 효과는 다음과 같다. ￭ 사업장의 자율적인 위험성 평가분석을 토대로 한 위험 대상의 선별적 관리 ￭ SHE 관리에 대한 투자 대비 업무평가 분석을 통하여 그 성과를 쉽게 파악할 수 있고, 기업의 SHE 관리에 대한 투명성 및 신뢰성을 제공하는 공정, 시설의 지속적인 관리개선 ￭ SHE 위험관리(Risk Management)의 선결조건인 위험상황 발생시의 실천적 예방계획 모델로서 위험관리 방안을 제시 결론적으로 KW_SHE 관리 모델은 기존 SHE 관리의 소극적인 대처가 아니라 적극적인 SHE 관리의 실천이고, 기업의 SHE 관리에 대한 수행·관리 능력이 체계적으로 향상될 수 있다고 판단된다. The enterprise are facing potential SHE(safety, health and environment) accident to cause casualties or a financial loss and increasing social responsibility. So, SHE management system has to be voluntarily accomplished rather than passively with regard to SHE regulation. In this study, KW_SHE(Kwangwoon Safety, Health and Environment) management model is developed which materialize self-regulation SHE management system of individual workplace by the research and analysis of many domestic enterprise. This KW-SHE management model is intend to assess work-product vs. management expenses investment and critically evaluated for studying its benefits and limitations. The results form this study are ￭ Developing KW_SHE management based on analyzing SHE management document used domestic workplace ￭ It can decide to attain goal of SHE management base on outcomes by voluntary risk assessment analysis of workplace and easily control outcome measurement of investment costs compared with main work assessment by using this model. ￭ The case study shows that accident rates are proportional to a decrese in SHE management cost. The result of H company which had a major industrial accident in 1994 shows that the SHE management investment cost in 1995 is 33.6% of total sales. This means that the SHE management cost is 15 times higher than that of the general enterprise of excellent safety management which is 2.31% of average investment cost of SHE management in recent three years. Therefore we can confirm that decreasing major accident is benefits in management. Expected effects of KW_SHE management strategy are as follows. ￭ It controlled risk objects selectively based on voluntary risk assessment of workplace. ￭ It measures result easily by analysing work assessment compared with investment on SHE management and improves management on process and facilities continuously by offering transparency and reliability on SHE management. ￭ It provides method of risk management as a practical model of prevention plan which is prerequisite condition of SHE risk management in the event of failure. As a conclusion, Model of KW_SHE management strategy is to practice SHE management pro-actively instead of negative action on existing SHE management. and can improve capability of performance and management for SHE management of enterprise systematically.

컴퓨터 시뮬레이션에 의한 용탕의 유동해석에 관한 연구

김성빈 연세대학교 1992 국내석사

디지털 폰트의 발전과정과 특징에 관한 연구

김성빈 국민대학교 테크노디자인전문대학원 2006 국내석사

The current digital font of the Korean alphabet has been refined due to the development of computer technology. In addition, the development time is much shorter than before and the fonts currently used are not only different in size and shape, but also quite large in their number. However, these font developments are created by private organizations without any backing from the government, and as a result, various research related to font development were not performed. It is reported that this has lead to malformed, abstract, and ugliness to creep in under the name of new modern typography, lowering the quality bar of modern Korean fonts. Apparently, the current fonts which are mostly developed without proper research have lead to redundancy of similar types of fonts. Also, the vast amounts of fonts are not being appropriately used due to lack of knowledge and experience. Thus, the expression using typography has produced limited and poor solutions. Typography is a visual expression of the mind and voice through the letters that are written and also through their symbolic meaning. If typography is a visual language technology using printing type, then the vocabulary is related to the individual fonts. As if when a poet contemplates for the perfect words to convey his message through a poem, the font designer also must choose the correct font visually suitable for the information characteristics and concept. To pick the right font, the knowledge and experience about fonts are critical. The font itself is a visual creation of the designer with a specific purpose and also a result of the times and culture. So, an understanding about a font means an understanding about 'history' and 'type' of font. The detailed understanding of the type is the basis for visual selection as well as a key to solving typographical problems. In this age of rapid digital font development of the Korean alphabet, we need to freeze and look back at the Korean alphabet with a different mind set. The western typography made giant strides by making improvements based on the past tradition. We also need to look at the past and assess the current situation including the examples from abroad to set a correct course for Korean digital font's future. Therefore, with approximately 550 years of rapid development of Korean and Roman typographical history since the advent of manual printing type technology, the various digital fonts that have significance in history and shape should be thoroughly analyzed to provide high quality data. This will in turn provide information about the basic acquirements a designer should possess and the basic typographical history. Furthermore, history of design and technology could be understood as well as enabling correct font usage and delivering more distinctive and creative solutions to typographical problems using this knowledge. In addition, the resultant understanding of various fonts will be used to evaluate the current position of Korean digital font and find an appropriate direction it should take in the future.

교반주조로 제작한 A356/SiC 복합재의 기계적 성질 및 열 피로 거동

김성빈 한국공학대학교 일반대학원 2023 국내석사

알루미늄 합금에 SiC powder를 강화재로 첨가한 알루미늄 기지 복합재는 높은 비강도와 우수한 내마모성 및 고온강도로 차량용 경량재료로 사용이 기대되어 다양한 연구가 진행되고 있다. 알루미늄 기지 복합재를 만드는 방법 중 교반주조법은 액상 제조공정으로, 제조과정이 비교적 간단하고 제조비용이 저렴하여 대량생산에 용이하다. 그러나 알루미늄 용탕과 SiC 강화재 간 젖음성이 좋지 않아 용탕 내 혼입이 어려워 SiC를 다량 첨가하기 어렵고 제작된 복합재 내에 기공 및 클러스터가 형성되어 기계적 성질이 비교적 열악하다. 본 연구에서는 반응고 경로를 통한 교반주조법을 이용해 10 wt%의 SiC를 용탕내에 분산시켜 복합재를 제조하였다. 제작한 복합재는 기지재 합금에 비해 미세한 결정립을 지니며 SiC가 적절히 분산되어 우수한 물성을 지닌다. 또한 저주기 열피로 시험 결과 고온에서도 안정적으로 사용할수 있음을 보였다.

소나무림과 굴참나무림의 토양 이산화탄소 발생량과 낙엽분해

김성빈 전남대학교 대학원 2008 국내석사

To gain a better understanding how forests participate in the global carbon cycle, it is necessary to determine the amount of carbon dioxide absorbed by plants, released from forest floor into atmosphere through Soil CO₂ efflux. soil CO₂ efflux, Litter production, and Litter decomposition were investigated in Quercus variabilis and Pinus densiflora stands in the vicinity of Gwangju, City, Korea. Soil CO₂ efflux was measured using Infrared Gas Analyzer (IRGA) at midday of the 10th day at every month over 12-month period, to quantify seasonal and annual budgets of soil CO₂ efflux. Soil temperature and content were measured at the same time. Seasonal soil CO₂ efflux in Quercus variabilis stand and Pinus densiflora stand were the highest in summer season. In September, maximum soil respiration in Quercus variabilis and Pinus densiflora was 7.49, 461 CO₂ μ㏖· m^(-2)·s^(-1), respectively(P<0.05). Annual soil CO₂ efflux in Quercus variabilis stand and Pinus densiflora stand was 1.77, 1.67 CO₂ Kg·m^(-2) respectively(P<0.05). Soil CO₂ efflux increased exponentially with increased soil temperature. Soil temperature was related strongly to soil CO₂ efflux in Quercus variabilis (r²=0.91), and in Pinus densiflora (r²=0.74). There is no apparent effect of soil moisture on the soil CO₂ efflux. Thus, soil temperature was the primary abiotic determinant of soil CO₂ efflux in this study. Litter production was measured with litter trap at every month over 12-month. Litterbag method was used for the measurement of litter decomposition. Litter production continued throughout the year, but showed a peak in autumn. Annual litter productions in the Quercus variabilis and Pinus densiflora stands were 615.4g m^(-2)·yr^(-1), and 533.6g m^(-2)·yr^(-1), respectively(P<0.05). After 1 year, % remaining mass of Quercus variabilis and Pinus densiflora litter was 48.2, 57.1%, respectively(P<0.05). 산림 생태계 탄소 순환을 밝히기 위한 기초 자료를 얻기 위해 무등산과 굴참나무림을 대상으로 1년 동안 토양호흡과 낙엽분해율을 조사하였다. 토양 CO₂ 발생은 토양 온도의 계절적 변화와 매우 유사하였으며 7-8월에 최대치를 나타낸 후 점차 감소하였다. 굴참나무림과 소나무림의 연 평균 CO₂ 발생량(CO₂ g m^(-2) yr)은 각각 276.9, 222.7 이며, 굴참나무림에서 더 높았다. 연간 총 호흡량 중 여름철의 토양 호흡량이 차지하는 비율(%)가장 높았는데 53.9, 44.2이었다. 토양 호흡량의 계절별 크기는 여름>가을>봄>겨울의 순서였다. 연간 토양 호흡량(CO₂ t ha yr)은 33.2, 26.7로 지소간 유의한 차이(P<0.05)가 있었다. 토양호흡과 토양의 온도 간에 비교적 높은 상관관계를 보였다. 각 연구 지소의 토양 호흡율은 동절기에서 하절기로 갈수록 토양의 온도가 증가함에 따라 지수적으로 증가하였다. 굴참나무림과 소나무림의 토양온도와 호흡률 사이의 상관관계는 각각 r²=0.96, 0.91로 나타났다. 굴참나무림과 소나무림의 총 낙엽 생산량(g ha^(-1) yr^(-1))은 613.7, 550.5이었다. 두 임분에서 낙엽 구성 성분 중에서 잎의 구성 비율(%)가장 높았는데 65.0, 51.3이었다. 낙엽분해 실험 결과 1년이 지난 굴참나무림의 낙엽 잔존율(%)은 48.2이었고, 이에 비해 소나무의 낙엽 잔존율은 57.1로 굴참나무에 비해 낙엽 분해율이 낮았다(P<0.05). 굴참나무의 낙엽의 경우 초기에 질소함량은 0.614%었으나 점점 증가하여 1년 후에는 1.562%로 증가하였고, 소나무림의 낙엽에서도 초기의 질소함량은 0.332% 1년 후에는 0,949%로 증가하였다. 질소는 굴참무에서 소나무나무보다 더 높게 증가하였고, 탄소는 두 수종 모두 비슷한 경향을 보였다 Lignin의 초기함량은 Quercus variabilis 38.8%, Pinus dinsiflora 28.2% 로서 Quercus variabilis가 다소 높게 나타났으며, Holocellulose의 초기 함량은 Quercus variabilis 45.4%, Pinus dinsiflora 47.2% 로서 Pinus densiflora가 Quercus variabilis보다 조금 더 많은 함량을 보였다. 본 조사지에서 측정한 각 조사지의 유기물 및 전질소 함량에는 차이가 있는 것으로 나타나고 있다(Table 5). 소나무림의 유기물과 전질소 함량이 굴참 나무림보다 낮게 나타났다. 침엽수종인 소나무림의 토양호흡량이 낮게 나타난 것은 적은 에너지원과 낮은 토양 pH에 기인하는 것으로 추정된다. (Meentemeyer 1978)와 (Mlillo 1982)은 산림토양 내 미생물의 활동정도는 탄수화물이나 질소의 양 EH는 이들 간의 C/N비 보다는 유기물 내 lignin의 함량 또는 lignin과 질소의 비와 같은 다른 인자에 의해 크게 영향을 받는다고 보고하였다. 그러므로 토양호흡에 영향을 미치는 이자에 대해 토양온도와 토양수분 뿐만 아니라 연구대상 수종의 지상부와 지하부 유기물 공급에 대한 보다 상세한 연구가 필요하다. 정확한 토양호흡량을 측정하기 이해서는 대상임지별로 각 수종의 생리적 특성이나 뿌리에 의한 호흡량을 산출하는 등 다른 요인들에 대해서도 추후 연구가 필요하다고 사료된다.

인쇄회로기판의 전송선에서 원단 누화잡음 감소를 위한 가드 트레이스 구조 개선에 대한 연구

김성빈 숭실대학교 일반대학원 2010 국내석사

These day, since chip size and signal rising time becomes smaller in high-speed, high-density circuits, the problem of signal integrity becomes more important. In addition, noise margin that follow lower power becomes smaller, crosstalk noise, one of the problem in signal integrity, becomes a serious design concern. This paper proposes the structure of guard trace to reduce crosstalk noise between adjacent lines. Also, the guard trace adding grounded vias maximizes reduction effect. This paper proposes a technique for determining the optimized structure in a diverse environment through the simulated many experiments. It can find the guard trace of good performance using simple parameters of interconnect. And it make program that include these techniques for applying the guard trace easily. 오늘날 고집적, 고속의 경향에서 크기는 점점 줄어들고, 신호 천이시간은 감소함에 따라 신호 충실성을 보장하는 문제가 점점 더 중요해지고 있다. 더구나 낮아지는 전력에 따라 노이즈 마진이 줄어들어 신호충실성 문제 중 하나인 누화잡음은 그 중요성이 점점 더 커지고 있다. 본 논문에서는 연결선들 사이에 누화잡음을 줄일 수 있도록 도와주는 개선된 가드 트레이스 구조를 제안한다. 또한 가드 트레이스에 일정한 간격으로 비아을 설치하여 누화잡음 개선 효과를 극대화한다. 제안하는 가드 트레이스 구조를 특정한 연결선 환경뿐만 아니라, 다양한 환경에서 평균적으로 보다 나은 성능을 가지는 가드 트레이스 구조를 실험적으로 유도한다. 이를 통해 신호충실성을 고려하여 연결선을 배치하는 설계 과정에서 연결선의 간단한 파라미터 값만을 가지고 보다 낮은 원단 누화잡음을 보장할 수 있는 가드 트레이스를 선택할 수 있다. 그리고 이를 프로그램화하여 설계에 적용할 때에도 용이하게 하도록 한다.

Carl Reinecke의 <Drei Phantasiestücke for Viola and Piano Op.43> 분석 및 연구

김성빈 수원대학교 2021 국내석사

Carl Heinrich Carsten Reinecke(1824–1910) was one of the leading composers of German romanticism, and his most representative work was the <Flute Sonata Op.167 ‘Undine’>(1883). While Reinecke’s <Drei Phantasiestücke for Viola and Piano Op. 43, 1844> analyzed in this thesis are often performed as viola solo work, there are few research materials to analyze this piece. Due to the lack of relevant information, I thought that research was necessary for students and performers studying this work. Due to the influence of the French Revolution and the Industrial Revolution, artists in the Romantic era tended to break away from the traditional framework by pursuing supernatural ideas, freedom, individuality and imagination. Romantic musicians also freely expressed their emotions, mainly dealing with myths, legends, poetry, fairy tales, and love stories. Romantic composers thus pursued a variety of new techniques and forms, breaking away from tradition. Besides, the industrialization and the development of music audience and market had effect on the music diversity and its expansion. Reinecke’s <Drei Phantasiestücke for Viola and Piano Op. 43, 1844> is one of his early works, and the title “fantasy’ refers to a popular genre at that time. The work is full of romantic emotions, with titles and materials attached to each movement and romantic features such as a modulation of freedom, which match the romantic idiom. In this thesis, I first examined the historical background of romanticism and the musical style of the time, and then dealt with Reinecke’s life, composition style, and major works. Furthermore, I analysed the composition and the details of the playing method presented is intention, so that the composer and the understanding of the work helps viola players to perform this piece.

누전 사례연구를 통한 전기안전관리 개선에 관한 연구

김성빈 조선대학교 산업기술창업대학원 2023 국내석사

과학 및 경제의 발달과 일상생활의 편리성과 삶과 질을 윤택하게 해주는 전기의 사용량은 더욱 증가 추세에 있다. 하지만 때로는 위험성이 높은 잘못된 전기의 사용으로 인하여 감전재해 사고나 전기화재가 발생하기도 한다. 따라서 본 논문에서는 누전에 관하여 고찰하고 전기화재 및 감전재해의 사례를 분석하고 현장실무에서 누전시 대응전략과 누전의 빈도수가 높은 콘센트 회로를 구성하여 전기안전관리자 측면에서 개선책을 제시하고자 하였다. 전기 누전 사고로 인한 피해를 줄이고 체계적인 안전을 확보할 수 있도록 전기안전 관리자를 선임하는 방법과 실제 현장에서 활용할 수 있고 누전시 점검절차의 가이드라인을 제시하였다. 또한, 누전 사고가 발생한 경우 시공 시 부하 측 콘센트에 누전차단기 매립형 콘센트를 설치하여 전기 누전 사고에 대한 안정적인 시공이 가능성을 제시하였다 The development of science and economy, the convenience of daily life, and the use of electricity that enriches life and quality are on the rise. However, sometimes electric shock accidents or electrical fires occur due to the wrong use of high-risk electricity. Therefore, in this paper, we tried to suggest improvement measures from the perspective of electrical safety managers by examining short circuits, analyzing cases of electrical fires and electric shock disasters, constructing countermeasures against short circuits in field practice and outlet circuits with high frequency of short circuits. In order to reduce damage caused by electrical leakage accidents and ensure systematic safety, a method for appointing an electrical safety manager and a guideline for checking procedures in case of leakage that can be used in the actual field are presented. In addition, in the event of an electrical leakage accident, the possibility of stable construction for an electrical leakage accident was suggested by installing an earth leakage breaker embedded outlet at the load-side outlet during construction.