플라즈마 버너의 착화 특성 및 매연저감장치(DPF) 시스템 적용 연구

강홍재(Hongjae Kang),최성일(Seongil Choi),김관태(Kwan-Tae Kim),송영훈(Young-Hoon Song),이대훈(Dae Hoon Lee) 한국연소학회 2022 KOSCOSYMPOSIUM논문집 Vol.2022 No.5

일본의 전국 학력ㆍ학습 상황 조사에 대한 고찰 -초등학교 수학 문항을 중심으로-

강홍재(Kang, Hongjae) 한국일본교육학회 2020 한국일본교육학연구 Vol.25 No.1

일본의 학력 진단 시험은 전국학력조사(全国学力調査)라는 이름으로 1956년부터 1966년까지 문부성에 의해 11회 실시되었다. 지방 법원에 의해 국가의 일제(一齊) 학력 조사가 불법으로 판결되면서(이후 최고재판소에 의해 적법으로 판결) 막을 내린 학력조사는 1990년대 말의 학력저하논쟁과 이후 국제학력조사에서의 성적 저하가 배경으로 작용하여 2007년부터 전국 학력ㆍ학습 상황 조사(全国学力ㆍ学習状況調査)라는 이름으로 ‘원칙적으로’ 초등학교 6학년과 중학교 3학년 전원을 대상으로 매년 4월 제3 또는 제4 화요일에 실시하고 있다. 출제 과목, 추출률과 문항 형식의 변화는 있었지만 지금까지 큰 틀의 변화 없이 조사는 이어오고 있다. 이 논문에서는 전국 학력ㆍ학습 상황조사의 생성 배경과 2019년 4월 17일이 시행된 이 조사의 개요를 살펴보고, 그때 출제된 초등학교 수학 문항을 구체적으로 살펴보았다. 단순한 계산 위주에 의한 지식⋅기능에 대한 평가 문항은 애써 줄인 것으로 보이며, 학습 내용에 대한 폭 넓은 이해, 타자(他者)의 풀이 내용에 대한 명확한 해석, 자기 풀이 내용에 대한 정확한 표현 즉, 사고력⋅판단력⋅표현력의 평가에 방점을 찍고 있었다. 이는 지금 일본이 교육에서 추진하고 있는 고대(高大)접속개혁과 그 맥락을 함께 하고 있는 것으로도 볼 수 있다. The Japanese academic achievement test was conducted 11 times by the Ministry of Education from 1956 to 1966 under the name of the National Education Test. The academic achievement test by the country was ruled illegal by the local court. It was judged legal by the Supreme Court later. The controversy over the decline in academic ability in the late 1990s and the decline in the results in the PISA and TIMSS have revived academic achievement test from 2007. So, it has been conducted every year on the 3rd or 4th Tuesday of April for all 6th grade elementary school and 3rd grade junior high school students under the name National Assessment of Academic Ability. Although there were changes in the subject, the extraction rate, and the problem format, National Assessment has continued without changing the framework so far. In this paper, we summarized the background of the National Assessment of Academic Ability and reviewed the outline of that National Assessment conducted on April 17, 2019. Specifically we examined the primary school math questions in detail. The questions about knowledge and skills based on simple calculations seem to have been reduced, And They focused on evaluation of a broader understanding of the learning contents, a clear interpretation of the other s solution contents, and an accurate expression of one’s own solutions, that is, thinking ability, judgment ability and expressive ability. This can also be seen as sharing the context of the High School-University connection reform being pursued.

배가스 내 CO₂ 초기 농도에 따른 CO₂ 분리 공정에서 필요한 최소 소요 에너지의 열역학적 관계

강홍재(Hongjae Kang) 한국에너지기후변화학회 2018 에너지기후변화학회지 Vol.13 No.1

The concentration of CO₂ in flue gas is different from a type of power plants such as a coal-fired power plant and gas-fired power plant. From the point of view in thermodynamics, the theoretic minimum energy required for separating CO₂ from flue gases was estimated over a wide range of the initial CO₂ concentrations. The minimum energy varied logarithmically, not linearly, with the initial concentration of CO₂. The minimum energy rapidly increased as the CO₂ concentration became lower. Thus, a large amount of energy penalty would be caused when the process of the CO₂ separation is applied for a gas-fired power plant which has a higher efficiency than a coal-fired power plant.

소형 하이퍼골릭 로켓의 시동 특성

강홍재(Hongjae Kang),이은광(Eunkwang Lee),김현탁(Hyuntak Kim),허선욱(Seonuk Heo),이재완(Jaewan Lee),권세진(Sejin Kwon) 한국추진공학회 2016 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.5

하이퍼골릭 점화 메커니즘을 활용하는 로켓은 초기 시동 시 연소 불안정성에 취약하다. 이때 발생하는 연소 불안정성 현상들 중 폭발성 시동은 로켓 구조 및 추진제 공급시스템에 큰 피해를 야기한다. 친환경 하이퍼골릭 이원추진제의 자연점화 현상과 이를 활용한 소형 하이퍼골릭 로켓의 시동 특성을 관찰하였다. 이원추진제 조합은 고농도 과산화수소를 산화제로 사용하였으며, 과산화수소와 하이퍼골릭 점화 특성을 가진 Stock 2 연료를 사용하였다. 진공 추력 500 N급 소형 하이퍼골릭 로켓의 연소시험 결과에 따르면 산화제인 과산화수소 농도가 높을수록, 산화제 과잉 분위기보다 연료 과잉 분위기에서 하이퍼골릭 로켓이 안정적으로 작동하였다. A bipropellant thruster using a type of hypergolic propellants is vulnerable to combustion instability especially for hard start. Once the phenomenon of hard start occurs, the rocket and propellant feed systems are severely damaged due to pressure spikes. The ignition of non-toxic hypergolic bipropellant and the startup characteristic of a 500 N scale rocket were investigated with static firing tests. High-test peroxide was used as a green oxidizer and non-toxic hypergolic fuel, called Stock 2, was prepared. According to the firing test results, to prevent hart start in the startup phase, it was beneficial to ignite the propellants under a fuel rich environment rather than oxidizer rich environment along with higher concentration of hydrogen peroxide.

기후변화대응기술개발사업 성과와 플라즈마 버너 기술 소개

강홍재(Hongjae Kang),최성일(Seongil Choi),김관태(Kwan-Tae Kim),송영훈(Young-Hoon Song),이대훈(Dae Hoon Lee) 한국연소학회 2022 KOSCOSYMPOSIUM논문집 Vol.2022 No.11

500 N급 친환경 접촉점화성 이원추진제 추력기 지상연소 시험

강홍재(Hongjae Kang),장동욱(Dongwook Jang),문용준(Yongjun Moon),권세진(Sejin Kwon) 한국추진공학회 2014 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2014 No.12

기존 접촉점화성 이원추진제의 강한 독성과 부식성은 로켓 혹은 추력기 개발 및 발사과정에서 많은 문제점을 야기해왔다. 독성을 제거한 친환경 접촉점화성 이원추진제를 제작하였고, Drop-test를 통해 측정한 점화지연시간은 약 5~15 ㎳이다. 친환경 접촉점화성 이원추진제 추력기 실현가능성을 평가하기 위하여 500 N 추력기를 설계하였고, 2번의 지상 연소시험을 실시하였다. 캐비테이션 밴튜리 관을 통해 시동 시 과유량 공급을 제어함으로써, 점화지연시간은 500 ㎳에서 200 ㎳로 줄어들었다. Existing hypergolic bipropellants cause a variety of problems due to their toxicity and corrosive nature in the process of developing and launching. Non-toxic or green hypergolic bipropellant was examined, and the hypergolicity was proved by drop-test; ignition delay measured was about 5~15 ㎳. 500 N scale thruster was designed to assess the feasibility of green hypergolic bipropellant. Two ground hot-firing tests were conducted. At the stage of start-up, excess mass flow rate was regulated by cavitating venturi tube. Ignition delay with the cavitating venturi tube in ground hot-firing test was reduced from 500 ㎳ measured without the tube to 200 ㎳.

과산화수소 분해 촉매 담지 조건에 따른 촉매 유효 수명 상대 비교

강신재(Shinjae Kang),이다혜(Dahae Lee),강홍재(Hongjae Kang),권세진(Sejin Kwon) 한국추진공학회 2015 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.5

일반적으로 단일추력기는 궤도 위에서 오랜 시간 머무르며 펄스 및 정상 작동 모드를 통해 궤도를 유지하는 역할을 한다. 단일추력기용 촉매는 자세제어에 요구되는 속도 증분을 신속히 제공할 수 있도록 높은 신뢰성을 확보하는 것이 중요하다. 따라서 촉매의 유효 수명이 충분히 확보되어야만 긴 임무 시간 동안 주어진 유량을 분해할 수 있다. 충분한 촉매 유효 수명 확보를 위해 촉매 담지 조건 선정에 유의할 필요가 있다. 촉매 담지 조건은 촉매 활성물질과 촉매 제작 공정에 따라 달라진다. 본 연구에서는 이산화망간 촉매, 열처리한 이산화망간 촉매와 이산화망간 납 촉매의 촉매 유효 수명을 상대 비교하였다. 총 1분 동안 50 N 급 과산화수소 단일추력기 발사 시험을 통해 각 촉매의 유효수명을 측정하였다. 실험 결과 이산화망간이 가장 촉매 유효 수명이 길었으며, 과산화수소 단일추진제 추력기의 촉매로 실험군 중 가장 적합한 것으로 판단되었다. A monopropellant thruster play a role to maneuver the orbit of a space vehicle for a long period of time with a pulse and steady operation. A catalyst using in the thruster should offer outstanding reliability to provide the velocity increment required for long duration time. The longer catalyst effective life is advantageous to fully decompose the given mass flow rate using the mission. Thus it is necessary to examine the catalyst loading methods for improving the effective life of the catalyst. The catalyst loading is dependent on catalyst active material and manufacturing process. In this study, the catalyst effective life was relatively compared among the candidates; manganese dioxide catalyst, heat-treated manganese dioxide catalyst and manganese dioxide lead catalyst. The catalyst effective life of each catalyst was compared using 50N hydrogen peroxide monopropellant thruster firing test for one minute. Manganese dioxide catalyst is the most suitable for hydrogen peroxide monopropellant thruster because it has longer catalyst effective life.

열원으로서의 플라즈마 - 탄소중립 시대의 Enabling Technology

이대훈(Dae Hoon Lee),강홍재(Hongjae Kang),김유나(You-Na Kim),송호현(Hohyun Song),이희수(Heesoo Lee),최정안(Jeongan Choi),김관태(Kwan Tae Kim),송영훈(Young-Hoon Song) 한국진공학회 2022 진공 이야기 Vol.9 No.3

접촉점화 추진제의 액적낙하 실험 방법

박성현(Seonghyeon Park),강홍재(Hongjae Kang),이경환(Kyounghwan Lee),박영철(Youngchul Park),이종광(Jongkwang Lee) 대한기계학회 2021 大韓機械學會論文集B Vol.45 No.7

액적낙하 실험은 간단한 실험 방식을 기반으로 점화 가능성이나 점화 성능을 평가할 수 있는 실험이다. 기존의 액적낙하 실험은 주로 초고속 카메라를 이용하여 점화지연시간을 측정하였다. 이 논문에서는 기존 측정 기법의 한계점을 극복하고 점화지연시간을 정량적으로 계측할 수 있는 액적낙하 실험 기법을 제안하였다. 반응성 연료와 과산화수소를 접촉점화 추진제로 사용하였으며, 광 및 음향 센서를 적용하여 점화지연시간 측정 신뢰도를 높였다. 또한, 액적낙하 높이, 산화제 농도, 산화제와 연료의 질량비를 실험 변수로 설정하여 다양한 연료를 평가하기에 적합한 실험 조건을 확립하였다. A drop test was implemented to evaluate ignitability and ignition performance. In the present study, a new measurement method for the drop test is proposed. A drop test setup comprised optic and acoustic sensors that were employed to enhance the reliability to overcome the technical limitations present in the conventional measurement method using a high-speed camera. drop tests were conducted using hydrogen peroxide and reactive fuel. Additionally, the experimental conditions for evaluating various fuels were established by controlling variables such as the droplet height, oxidizer concentration, and O/F mass ratio.

친환경 접촉점화 추진제 연구 개발 동향

박성현(Seonghyeon Park),강홍재(Hongjae Kang),박영철(Youngchul Park),이종광(Jongkwang Lee) 한국추진공학회 2020 한국추진공학회지 Vol.24 No.4