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그라파이트 혼입량에 따른 에너지 저장 콘크리트의 미세구조 및 열전도도 분석
김세윤,김성조,서지우,한동석,Kim, Se-Yun,Kim, Sung-Jo,Suh, Jeewoo,Han, Tong-Seok 한국전산구조공학회 2021 한국전산구조공학회논문집 Vol.34 No.5
본 논문은 에너지를 실시간으로 저장할 수 있는 저장장치 중 열에너지 저장 콘크리트를 대상으로 재료의 미세구조와 물성(열전도도)의 상관관계를 분석하는 연구를 수행하였다. 에너지 저장 콘크리트의 열전도 성능을 증가시키기 위해 혼화재인 그라파이트(graphite)를 사용하였다. 그라파이트가 시멘트 질량의 10%와 15%를 치환한 시편과 일반 콘크리트(OPC) 시편을 제작하여 그라파이트의 혼입에 따른 미세구조 변화 및 열전도도의 영향을 마이크로 스케일에서 분석하였다. 마이크로-CT를 활용하여 OPC와 그라파이트를 사용한 콘크리트의 공극률을 비교하였으며, 확률함수를 사용하여 미세구조 특성을 정량화하였다. 미세구조 특성 차이가 열전도도에 미치는 영향을 확인하기 위해 3차원 가상 시편을 제작하여 열해석을 수행하였으며, 이를 열평판법을 사용하여 측정한 열전도도 실험 결과와 비교하였다. 열해석 수행 시 그라파이트 재료가 지닌 열전도도 성능을 반영하기 위하여 해석 결과와 실험 결과를 기반으로 고체상의 열전도도를 역해석을 통해 계산하였으며, 그라파이트가 시편의 열전도도에 미치는 영향에 대해 분석하였다. In this study, the microstructure and thermal conductivity correlation was investigated for concrete materials used in concrete thermal energy storage (CTES) among real-time energy storage devices. Graphite was used as admixture to increase the thermal conductivity performance of the CTES. Concrete specimens of 10% and 15% substitution of cement by mass with graphite, as well as ordinary portland cement (OPC) specimens were prepared, and the microstructural changes and effects on thermal conductivity were analyzed. Porosities of OPC and concrete with graphite were compared using micro-CT, and the microstructural characteristics were quantified using probability functions. Three-dimensional virtual specimens were constructed for thermal analysis, to confirm the effect of microstructural characteristics on thermal conductivity, and the results were compared with the measured conductivity obtained using the hot-disc method. To identify thermal conductivity of graphite for thermal analysis, solid phase conductivity was inversely determined based on simulation and experimental results, and the effect of graphite on thermal conductivity was analyzed.
쇄기형 유전체의 앙면에 평면파 입사시 Neumann전개를 이용한 회절패턴 계산
김세윤,나정웅,Kim, Se-Yun,Ra, Jung-Woong 대한전자공학회 1989 전자공학회논문지 Vol. No.
임의의 각을 갖는 쇄기형 유전체의 양 경계면에 E-편파된 입사시 전자파의 회절문제에서 쇄기형 유전체의 모서리 근방에서 정전기적 극한의 모서히 조건을 만족하는 해를 구하였다. 물리광학근사로 구한 회절계수를 유전체 경계면을 따라 분포한 Neumann 전개된 면전류로 교정하였다. 모서리 끝점에 분포한 다극선전원으로 교정된 회절계수에 비하여, 본 논문에서 구한 회절계수는 유전체 내부의 비유전율을 점차 크게 할 경우 좀 더 정확히 쇄기형 완전도체의 회절함수에 접근함을 보았다. The electromagnetic diffraction problem for the incidence of E-polarized planewave on both interfaces of an arbitrary-angled dielectrc wedge is solved in conjunction with the edge condition near the tip of dielectric wedge in the static limit. The diffraction coefficients obtained by the tip of the wedge, the diffraction coefficients presented in this paper approach more closely to the exact pattem of a perfectly conducting wedge as the relative dielectric constants of the dielectric wedge increase.
파수영역에서 모멘트 방법을 이용한 새로운 역산란 방법 , I : 이론
김세윤,이재민,나정웅,Kim, Se-Yun,Lee, Jae-Min,Ra, Jung-Woong 대한전자공학회 1988 전자공학회논문지 Vol. No.
공간영역에서 모멘트방법을 써서 2차원 유전체의 복소 유전율 분포를 재구성 하기 위해 개발된 역산란 방법을 파수영역에서 사용할 수 있도록 개선하였다. 이 역산란 방법은 개념적으로 간단하고, 역산란 문제에 내재한 ill-posedness을 해결할 수 있는 여러 가지 적절한 방안을 강구할 수 있도록 한다. The inverse scattering scheme, which was exploited for the reconstruction of complex permittivity profiles of 2-dimensional dielectric objects by using the moment method in the spatial domain, is modified to be applicable in the spectral domain. The presented scheme is conceptually simple and provides some proper ways to regularize the ill-posed characteristics inherent to the inverse scattering problems.
쇄기형 유전체의 양면에 평면파 입사시 다극전개를 이용한 회절패턴 계산
김세윤,나정웅,신상영,Kim, Se-Yun,Ra, Jung-Woong,Shin Sang-Yung 대한전자공학회 1989 전자공학회논문지 Vol. No.
임의의 각을 가진 쇄기형 유전체의양 경계면을 E-편파된 평면화가 입사할 경우 발생하는 전자파의 회절패턴을 기하광학해와 모서리회절파의 합으로 표시하였다. 모서리 회절파의 회절계수는 물리광학근사로 구한 회절계수를 모서리 끝에 분포한 다극선전원으로 수정하여 구하였다. 쇄기각 $120^{circ}$, 입사각 $60^{circ}$ 인 유전체의 비전율을 2, 5, 10으로 변화시키고, 측정거리도 모서리 끝점으로 부터 5와 10파장인 경우에 대해 기하광학해와, 물리광학해, 다극선전원으로 교정한 수정해 순으로 각각의 회절패턴을 그림으로 나타내었다. 본 논문에서 구한 수정해는 모서리 끝점으로 부터 멀리 떨어진 곳에서만 유용한 점근해임을 알 수 있으나, 유전체 경계면에서 경계조건을 만족함을 보였다. Diffraction patterns of electromagnetic fields for the incidence of E-polarized plane wave on both interfaces of an arbitrary-angle dielect wedge are obtained by sum of geometric optics term and the edge diffracted fields. The diffraction coefficients of the edge diffracted fields are evaluated by employing the physical optics approximation and then correcting its error with the multipole line source at the dielectric edge. For the wedge angle $120^{circ}$, the incident angle $60^{circ}$, the relative dielectric constant of the dielectric wedge, 2, 5, and 10, and the observation distance from the tip of the wedge, 5 and 10 wavelength, the diffraction coefficients and the diffraction patterns corresponding to geometric optics, physical optics, and the solution corrected by the multipole line source are plotted, respectively. While the corrected solutions presented in this paper are valid only in the far-field region, these asymptotic solutions show to satisfy the boundary condition on the dielectric interfaces.
고체입자가 부상된 이상유동에서 운반유체의 난류강도에 대한 해석적 접근
김세윤,이충구,이계복,Kim, Se-Yun,Lee, Chung-Gu,Lee, Kye-Bock 대한기계학회 2003 大韓機械學會論文集B Vol.27 No.6
The purpose of this research is to develop the model of turbulence modulation due to the presence of particles in various types of particle-laden flows Available experimental data are surveyed and the dependence of turbulence modulation of carrier-phase on particle size, concentration and. particle Reynolds number are examined. This study takes into account the effect of wake produced by particle, the drag between phases and the velocity gradient in the wake to estimate the production of turbulence. The model of turbulence modulation using the mixing length theory under the assumption of equilibrium flow is proposed. Numerical results show that the model is successful in predicting the characteristics of the particle-laden in various flow conditions both qualitatively and quantitatively.