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연료전지 응용을 위한 다공성막에 친수성 고분자의 함침을 통한 고내구성 이온교환막의 제조 및 특성 연구
이보성(Bo Sung Lee),정선경(Sun Kyoung Jung),임지원(Ji Won Rhim) 한국고분자학회 2011 폴리머 Vol.35 No.4
본 연구는 고내구성을 가진 고분자 전해질막을 제조하는 것으로 연료전지에 적용하기 위하여 poly(vinyl alcohol)을 주사슬부로 하여 poly(styrene sulfonic acid-co-maleic acid) (PSSA-MA)를 다공성 polyethylene(PE) 막에 함침시켜 막을 제조하였다. 제조된 막을 함수율, 접촉각, FTIR, 이온교환용량, 이온전도도, 메탄올 투과도, 열 중량분석, 탄성계수 등의 측정을 통해 친수성 고분자가 함침된 막의 특성평가를 실시하였다. 접촉각 측정과 FTIR 분석을 통해 PE 막에 함침된 막에서의 친수성기의 존재를 확인하였다. PSSA-MA의 함량이 10 wt% 함침된 막의 경우, 이온교환 용량은 Nafion 115의 0.91보다 향상된 1.2 meq./g dry membrane을 얻었다. 또한, 탄성계수의 경우 PE 막에 비하여 3~3.6배 높은 강도를 나타내었으며, 함수율과 메탄올 투과 실험을 통해 PSSA-MA의 함량이 늘어남에 따라 높은 치수안정성과 낮은 메탄올 투과결과를 확인하였다. This study focuses on the investigation of the impregnation of poly(vinyl alcohol)(PVA) crosslinked with poly(styrene sulfonic acid-co-maleic acid)(PSSA-MA) to porous polyethylene membrane for the fuel cell application. The membranes were characterized by the measurements of the water content, contact angle, FTIR spectra, thermal gravimetric analysis, ion exchange capacity, proton conductivity, methanol permeability and elastic modulus. The existence of hydrophilic moieties in the impregnated membranes was confirmed by contact angle and FTIR measurements. The impregnated PVA/PSSAMA(90:10) membrane exhibited a higher ion exchange capacity (1.2 meq./g dry membrane) than Nafion membrane (0.91 meq./g dry membrane). Through the elastic modulus measurement, the dimensional stability of the resulting membranes was expected to increase higher than the polyethylene membranes. The methanol crossover and water content decreased even if the PSSA-MA content increased due to the reduction of the free volume.
SST 난류 모델을 이용한 진동하는 익형 주위의 유동장 해석
이보성(Bo-sung Lee),이상산(Sangsan Lee),이동호(Dong Ho Lee) 한국전산유체공학회 1999 한국전산유체공학회 학술대회논문집 Vol.1999 No.-
박리를 수반하는 진동하는 이차원 익형 주위의 비정상 유동장에 대해 SST 난류 모델을 이용하여 해석을 수행하였다. SST 모델은 정상 유동장 해석에서 기존의 난류 모델에 비해 우수한 성능을 보인다고 알려져 있으나 큰 박리 영역에서 공력 계수의 진동 현상을 보이는 등 비정상 유동장 해석에 문제점을 보이고 있다. 본 논문에서는 이러한 공력 계수의 진동 현상이 SST 모델을 이차원으로 확장하는 과정에서 발생한 것임을 밝히고 이에 대한 보완을 통하여 수정된 SST 모델을 제시하고자 한다. SST 모델의 기본이 되었던 BSL 모델 및 SST 모델, 수정된 SST 모델용 사용하여 청장 유동장과 비정상 유동장 해석을 수행하여 각 모델의 난류 유동장 해석 특성을 비교하고 이를 통하여 수정원 SST 모델이 박리를 수반하는 비정상 유동장 해석에서 원래의 SST 모델에 비해 향상된 경과를 나타남을 알 수 있었다.
진동하는 익형 주위의 유동장 해석을 위한 SST 난류 모델의 수정
이보성(Bo-sung Lee),이상산(Sangsan Lee),이동호(Dong Ho Lee) 한국전산유체공학회 1999 한국전산유체공학회지 Vol.4 No.3
A modified version of SST turbulence model is suggested to simulate unsteady separated flows over oscillating airfoils. The original SST model, which shows good performance in predicting various steady flows, often results in oscillatory behavior of aerodynamic loads in large separated flow regions. It is shown that this oscillatory behavior is due to the adoption of the absolute value of vorticity in generalizing the original model. As a remedy, a modification is made such that the vorticity in the original SST model is replaced by strain rate. The present model is verified for a mild separated airfoil flow at fixed angle of incidence and for unsteady flowfields about oscillating airfoils. The results are compared with BSL model and original SST model. It is illustrated that the present model gives a better agreement with the experimental results than other two models.
이보성(Bo-Sung Lee),김태윤(Tae-Yoon Kim),이도형(Do-Hyung Lee),이동호(Dong-Ho Lee) 한국항공우주학회 2004 韓國航空宇宙學會誌 Vol.32 No.6
지면엔 근접한 사각주 후면에서 발생하는 비정상 와류 배출은 지상 운송체, 교량, 건물 등의 항력 증가뿐 아니라, 동안정성에도 큰 영향을 미친다. 비압축성 평균 Navier-Stokes 방정식에 수정된 ε-SST 난류 모델을 적용하여 사각주 하부와 지면과의 간극 유동을 해석하였다. 사각주 후류에서 와류가 발생하는 경우에는 간극에서의 평균 최대 속도가 억제된 경우에 비하여 높으며, 또한 최대 속도의 위치 또한 사각주 하부에 근접한 것을 확인하였다. 본 연구에서는 사각주 하부에 수평, 수직의 펜스를 설치하는 수동 제어기법을 적용하여 사각주 후류의 와류 배출을 억제할 수 있다. Unsteady vortex shedding behind a rectangular cylinder near a wall influences both increasing of drag and dynamic stability of heavy vehicle, bridge or building. Incompressible Averaged Navier-Stokes equation with modified ε-SST turbulence model is adapted for investigating the flow field between the rectangular cylinder and the wall. In case the vortex shedding happens, not only the averaged maximum velocity is higher than other cases, but the position of the maximum velocity is closer to the lower surface of rectangular cylinder. On this study, it is confirmed that the vortex shedding behind a rectangular cylinder can be suppressed by the passive control method added by horizontal and vertical fences to the lower surface of rectangular cylinder.