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직접접촉식 막증류 공정의 성능 향상을 위한 새로운 선회유동형 미세기포 발생기의 개발
김유빈(Yu-Bin Kim),김영득(Young-Deuk Kim) 대한기계학회 2018 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2018 No.12
In this study, a novel air-assisted swirling flow-type microbubble generator was designed and fabricated to improve the transmembrane flux in the downstream of a multi-stage direct contact membrane distillation (MDCMD) seawater desalination system, and its performance was experimentally evaluated at assorted operating conditions. In order to simulate the operating conditions at the downstream of the MDCMD system, low temperature and high concentration conditions on the feed side were considered in the experiments. It was found that the formation of a gas-liquid twophase flow in the feed channel had a positive influence on the performance of the DCMD process, and in particular microbubbles with a diameter of less than 100 μm played an important role in improving its heat and mass transfer. The DCMD performance using MBG was shown to be more pronounced at lower feed temperatures and higher feed flow rates, where the enhancement in permeate flux was approximately 37%. The optimal air flow rate to achieve maximum DCMD performance was found to be about 50 cc/min, while a further increase in air flow rate induced a slug flow in the feed channel, which resulted in a decrease in the number of microbubbles and hence a decrease in DCMD performance. In addition, the process performance was evaluated using highly concentrated brine as feed solution, and the results demonstrated the applicability of MBG to practical desalination applications. Therefore, the application of MBG in the MDCMD system can provide an energy-efficient concept that can occupy less space while maintaining process performance.
LPWA기반의 임산물 생육환경 수집 및 빅데이터 분석 시스템 개발
김유빈(Yu-Bin Kim),오연재(Yeon-Jae Oh),김응곤(Eung-Kon Kim) 한국전자통신학회 2020 한국전자통신학회 논문지 Vol.15 No.4
최근 스마트 팜의 연구가 활발해지면서 시설하우스와 같은 실내 환경 제어는 높은 수준에 이르렀다. 그러나 노지에서 재배가 이루어지는 임업 분야에 ICT기술의 활용은 아직 미비한 실정이다. 본 논문에서는 ICT 기술을 적용한 LPWA 기반의 임산물 생육환경 수집 및 빅데이터 분석 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 oneM2M 아키텍처를 기반으로 구성하였으며 소규모 태양광 발전과 LPWA기술을 이용하여 노지에서 환경 데이터를 수집하여 서버에 전송한다. 전송된 데이터는 서버에서 빅 데이터로 구축되며 이를 활용해 임산물의 생산량과 품질을 예측한다. 제안된 시스템은 신재생 에너지와 스마트 팜의 융합을 통해 저비용, 고품질의 임산물 생산에 기여할 것으로 기대된다. 또한 노지에서 이루어지는 농작물의 생장 환경 모니터링과 oneM2M 아키텍처를 활용하는 타 산업 분야에 응용될 수 있다. Recently, as research on smart farms has been actively conducted, indoor environment control, such as a green house, has reached a high level. However, In the field of forestry where cultivation is carried out in outdoor, the use of ICT is still insufficient. In this paper, we propose LPWA-based forest growth environment collection and big data analysis system using ICT technology. The proposed system collects and transmits the field cultivation environment data to the server using small solar power generation and LPWA technology based on the oneM2M architecture. The transmitted data is constructed as big data on the server and utilizes it to predict the production and quality of forest products. The proposed system is expected to contribute to the production of low-cost, high-quality crops through the fusion of renewable energy and smart farms. In addition, it can be applied to other industrial fields that utilize the oneM2M architecture and monitoring the growth environment of agricultural crops in the field.
김유빈 ( Kim Yu-bin ),이호준 ( Lee Ho-jun ),경다현 ( Kyung Da-hyeon ),김주원 ( Kim Ju-won ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.25 No.2
본 연구에서는 구동체인에 발생한 초기 손상의 진단을 통해 사고를 예방하고자 마그네틱 센싱 기반의 비파괴 검사법을 적용하였다. 낱개 체인 플레이트에 대응할 수 있는 다채널의 Hall센서로 구성된 센서헤드를 제작하였고, 이를 이용하여 작동중인 구동체인으로부터 다채널의 자속신호를 수집하였다. 이를 통해 일정한 진폭을 가지는 정현파 형태의 신호를 수집할 수 있었고, 손상의 발생시 손상부에서 누설되는 자속과의 중첩에 의해 자속신호 진폭에 변화가 발생함을 확인하였고, Peak 값 추출 및 양수화 등 일련의 신호처리과정을 통해 객관적인 자동 손상 진단이 가능하였다.
ICT 기반 농작물 대상 재생에너지 통합 모니터링 시스템 개발
김유빈(Yu-Bin Kim),오연재(Yeon-Jae Oh),김응곤(Eung-Kon Kim) 한국전자통신학회 2020 한국전자통신학회 논문지 Vol.15 No.3
최근 스마트 팜에 대한 연구가 활발히 진행되면서 농작물을 효율적으로 재배하는 시스템들이 도입되고 있으며 에너지 절감을 위해 태양광, 지열, 풍력 발전과 같은 신재생에너지를 활용한 다양한 에너지 시스템들이 제안되고 있다. 본 논문에서는 에너지 자립도와 작물재배 환경 향상을 제공하는 농작물 대상 신재생에너지 융합 시스템을 제안한다. 먼저 ICT기반의 데이터 수집을 위한 LPWA 기반 통신 노드, 게이트웨이를 제시한 다음 통신노드를 통해 에너지 데이터, 농작물 생육 데이터, 환경 데이터를 수집하여 빅 데이터로 구축하여 농작물 재배 환경 특성을 반영한 최적의 에너지 관리를 수행하는 통합 모니터링 서버를 제안한다. 제안된 시스템은 신재생에너지와 스마트 팜의 융합을 통해 저비용, 고품질의 농작물 생산에 기여할 것으로 기대된다. Recently, as research on smart farms has been actively conducted, systems for efficiently cultivating crops have been introduced and various energy systems using renewable energy such as solar, geothermal and wind power generation have been proposed to save the energy. In this paper, we propose a new and renewable energy convergence system for crops that provides energy independence and improved crop cultivation environment. First, we present LPWA-based communication node and gateway for ICT-based data collection. Then we propose an integrated monitoring server that collects energy data, crop growth data, and environmental data through a communication node and builds it as big data to perform optimal energy management that reflects the characteristics of the environment for cultivating crops. The proposed system is expected to contribute to the production of low-cost, high-quality crops through the fusion of renewable energy and smart farms.
SOGI-PLL 기반 계통연계 LCL 인버터의 주파수 적응형 전류 제어기
김유빈 ( Yu-bin Kim ) 한국정보처리학회 2020 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.27 No.2
최근 분산전원 시스템의 증가로 인해 계통연계 인버터의 사용이 꾸준하게 증가해 왔다. 계통연계 인버터의 제어를 위해 많이 사용되는 PI 제어기는 구조가 간단하여 제어기 구성이 쉽다는 장점이 있지만 계통 전압에 예상치 못한 전압 외란이 발생할 경우 전류 품질이 떨어지는 단점을 가지고 있다. 이를 극복하기 위해 본 논문에서는 LCL 필터를 사용하는 계통연계 인버터의 상태공간 모델을 이용하여 공진제어기와 적분제어기가 결합된 전 상태궤환 제어기법을 제시한다. 또한 계통외란과 주파수 변동으로 인해 발생하는 주파수 검출성능 향상을 위해 SOGI-PLL을 사용하여 시스템의 안정성을 보장한다. 제안된 기법의 타당성과 성능이 PSIM 시뮬레이션을 통하여 입증된다.
김유빈(Yu-Bin Kim),임백규(Baek-Gyu Im),김영득(Young-Deuk Kim) 대한기계학회 2016 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2016 No.12
Most of previous studies on direct contact membrane distillation (DCMD) process have been focused on the effect of operating conditions (i.e., temperature, flow rate and concentration) on the DCMD permeate flux. In this study, DCMD experiments are conducted to examine an influence of microbubble on the DCMD performance. A flat-sheet membrane module with an effective membrane area of 0.01 m² is adopted in the DCMD process with a composite membrane, which comprises of an active layer of polytetrafluoroethylene (PTFE) and a support layer of polypropylene (PP). The net-type PP spacers are employed at both feed and permeate channels as a membrane support and turbulence promoter. It is found that with an implementation of microbubble the heat and mass transfers across the membrane are greatly enhanced, resulting in a significant improvement in the DCMD permeate flux.