바이몰프형 압전세라믹 캔틸레버를 이용한 수력에너지 하베스터 모듈 제작 및 발전 특성

김경범,김창일,윤지선,정영훈,남중희,조정호,백종후,남산,성태현,Kim, Kyoung-Bum,Kim, Chang-Il,Yun, Ji-Sun,Jeong, Young Hun,Nahm, Jung Hee,Cho, Jeong-Ho,Paik, Jong-Hoo,Nahm, Sahn,Seong, Tae-Hyeon 한국전기전자재료학회 2012 전기전자재료학회논문지 Vol.25 No.12

A new water energy harvester module, which is composed of piezoelectric bimorph cantilevers, harvesting circuit and a shaft with 16 impellers at a center axis, was fabricated for energy harvesting application. High energy density $Pb(Zr_{0.54}Ti_{0.46})O_3$ + 0.2 wt% $Cr_2O_3$ + 1.0 wt% $Nb_2O_5$ (PZT-CN) thick film obtained by tape casting method was used for the bimorph cantilever. The PZT-CN bimorph cantilever with a proof mass of 49 g exhibited extremely high output power of 22.5 mW (24 $mW//cm^3$) at resonance frequency of 11 Hz. In addition, the fabricated water energy harvester has a cylindrical structure with 48 bimorph cantilevers clamped at inner surface. A significantly high output power of 433 mW was obtained at a rotation speed of 120 rpm with a resistive load of $500{\Omega}$ for the water energy harvester.

압전 캔틸레버 구조와 차량하중 전달방법에 따른 도로용 에너지 하베스터의 설계 및 평가

김창일,김경범,정영훈,이영진,조정호,백종후,강인석,이무용,최범진,박신서,조영봉,남산,Kim, Chang-Il,Kim, Kyung-Bum,Jeong, Young-Hun,Lee, Young-Jin,Cho, Jeong-Ho,Paik, Jong-Hoo,Kang, In-Seok,Lee, Moo-Yong,Choi, Beom-Jin,Park, Shin-Seo,Cho, 한국전기전자재료학회 2012 전기전자재료학회논문지 Vol.25 No.10

A road energy harvester was designed and fabricated to convert mechanical energy from the vehicle load to electrical energy. The road energy harvester is composed of 16 piezoelectric cantilevers. We fabricated prototypes using a vehicle load transfer mechanism. Applying a vehicle load transfer mechanism rather than directly installing energy harvesters under roads decreases the area of road construction and allows more energy harvesters to be installed on the side of the road. The power generation amount with respect to the vehicular velocity change was assessed by installing the vehicle load transfer mechanism form and underground form. The energy harvester installed in the underground form generated power of 4.52 mJ at the vehicular velocity of 50 km/h. Also, power generation of the energy harvester installed in the vehicle load transfer mechanism form was 48.65 mJ at the vehicular velocity of 50 km/h.

과부하 맨홀의 손실계수를 고려한 흐름의 수치모형

김경범,김정수,윤세의,Kim, Kyoung Beom,Kim, Jung Soo,Yoon, Sei Eui 대한토목학회 2013 대한토목학회논문집 Vol.33 No.2

일반적으로 도시배수 시스템은 개수로 흐름으로 설계 된다. 그러나 설계빈도를 초과하는 강우발생 시 배수 시스템의 합류부 또는 맨홀 등에서 부분적인 과부하 흐름이 발생되고 있다. 그러므로 이와 같은 과부하 흐름에 의해 발생하는 배수 시스템에서의 압력흐름에 대한 연구의 필요성이 제기 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 설계빈도를 초과 하는 강우사상 그리고 예측할 수 없는 집중호우 시 맨홀에서의 과부하 흐름에 관한 연구를 수행 하였다. 배수 시스템에서의 압력흐름의 문제점은 과부하 맨홀로부터의 월류량에 의한 도시홍수 발생이다. 그러므로 배수 시스템은 개수로 흐름으로 설계 되어야 할 뿐만 아니라 과부하 흐름 발생 시 맨홀내의 에너지 손실을 고려한 압력흐름의 해석이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 과부하 맨홀의 에너지 손실을 고려하여 압력흐름을 해석 할 수 있는 수치모형을 개발하였다. 수치모형을 검증하기 위하여 수리모형실험 결과와 비교 검증하였고, 도시유출해석에 가장 널리 이용되는 SWMM의 결과와도 비교하였다. SWMM은 맨홀 내의 에너지 손실을 적절히 반영하지 못함으로써 맨홀 수심을 과소 산정하는 결과를 보인 반면, 본 연구 모형은 수리모형실험결과와 잘 일치하였다. Urban drainage systems are generally designed as open channel flow. The system, however, shows a partially surcharged flow in its body, especially at junctions or manholes. Thus, a special case of this condition needs to be explained as pressurized flow condition for designing the sewer system. This study considered the surcharged manhole flows during an unexpected rainfall event or an excess of design frequency. Overflows from surcharged manholes and urban flooding can occur from the effect of surcharged flows. Thus, sewer systems should be designed with the concept of open channel flow and pressurized flow. Also, energy losses in a manhole need to be considered. The aim of this study is to develop the numerical model which can evaluate the effect of the energy losses at the manhole. The numerical model was verified and compared with hydraulic model and SWMM. The results showed that the water depth of numerical model was in good agreement with hydraulic model at the each manhole. However, the SWMM underestimated the water depth because that model ignored the energy losses at manholes. Thus, the developed numerical model in this study could be a useful tool for the assessment of a conveyance of urban drainage system.

Pb(Zr_0.54Ti_0.46)O₃ + 0.2 wt% Cr₂O₃ + 1.0 wt% Nb₂O₅ 조성의 압전 후막을 이용한 유니몰프형 캔틸레버 발전기(UCG)의 최적화

김경범,김창일,윤지선,정영훈,남중희,조정호,백종후,남산,성태현,Kim, Kyoung-Bum,Kim, Chang-Il,Yun, Ji-Sun,Jeong, Young Hun,Nahm, Jung Hee,Cho, Jeong-Ho,Paik, Jong-Hoo,Nahm, Sahn,Seong, Tae-Hyeon 한국전기전자재료학회 2012 전기전자재료학회논문지 Vol.25 No.12

We fabricated piezoelectric unimorph cantilever generators (UCG) using $Pb(Zr_{0.54}Ti_{0.46})O_3$ + 0.2 wt% $Cr_2O_3$ + 1.0 wt% $Nb_2O_5$ (PZCN) piezoelectric thick films, which were produced by a tape casting method. The PZCN thick films were tailored with same width and thickness but different lengths from 7.7 to 57.7 mm in order to evaluate optimized UCG for energy harvesting device applications. When the length of PZCN film was increased, the resonance frequency of UCG was slightly increased from 7 Hz to 8 Hz, which could be due to enlarged area of the highly stiff piezo-ceramic film. However, the output power was proportionally increased with the length of PZCT film and it reached 4.68 mW (1.221 $mW/cm^3$) when the film's length was 57.7 mm under 25 g of tip mass at 8 Hz, which is sufficient for micro-scale device applications.

도로용 압전발전발판 설계 및 발전특성 평가

김창일,이주희,김경범,정영훈,조정호,백종후,이영진,남산,Kim, Chang-Il,Lee, Joo-Hee,Kim, Kyung-Bum,Jeong, Young-Hun,Cho, Jeong-Ho,Paik, Jong-Hoo,Lee, Young-Jin,Nahm, Sahn 한국전기전자재료학회 2011 전기전자재료학회논문지 Vol.24 No.7

Piezoelectric energy harvester (PEH) as a box type was fabricated in order to harvest mechanical energy imparted to roadways from passing vehicles and convert it into electricity. The PEH was composed of 72 piezoelectric cantilevers with 9 springs with elasticity stick to a bottom of the PEH. For the single piezoelectric cantilever, when a single push with approximately 5 mm displacement was incident to it, power of 0.355 mW was produced at $100\;k{\Omega}$. It is found that the power from the single piezoelectric cantilever increases when spring constant is high. We investigated power of PEH when the moving vehicle passes in it. Power was increased with increasing vehicle speed. When vehicle speed is 30 km/h, power is 20.6 mW.

지방공무원의 직무관여가 조직성과에 미치는 영향

김경범(Kyung-Bum Kim),현성욱(Sung-Wook Hyun) 한국콘텐츠학회 2016 한국콘텐츠학회논문지 Vol.16 No.5

본 연구에서는 직접적으로 지역주민들과 대면 접촉하고, 행정서비스를 제공하고 있는 최일선의 읍면동사무소 지방공무원의 직무관여에 대한 태도가 조직몰입 및 조직성과에 미치는 영향 관계를 파악하고, 직무관여와 조직성과 간의 관계에서 조직몰입이 매개변수의 역할을 수행하는 여부도 파악하고자 하였다. 분석결과, 직무관여는 조직몰입에 직접적인 영향을 미치지만, 조직성과에는 직접적인 영향을 미친다고 할 수는 없다. 그리고 조직몰입은 조직성과에 직접적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 직무관여는 조직성과에는 직접적인 영향을 미치지는 못하지만 조직몰입을 통한 간접적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 즉, 조직몰입은 직무관여와 조직성과 간의 관계에 있어서 매개효과가 있는 것으로 나타났다. 본 연구의 시사점은 최일선에서 지역주민에게 서비스를 제공하고 있는 읍면동 지방공무원이 그들의 직무내용(민원접수 및 처리, 지역주민 복지서비스 및 봉사활동 제공 등) 파악과 직접적인 계획수립 및 집행에 관여할 경우, 직무관여에 따른 그 조직에 대한 애착심과 충성심, 그리고 자부심과 조직몰입을 향상시킬 수 있다는 것이다. The purpose of this study is the attitude of the job involvement of local community service center officials, directly face-to-face contacted with the local residents and offered them to the administrative service, to determine the impact relation to organizational commitment and organizational performance. And make sure that the organizational commitment is even perform the role of a parameter in the relationship between job involvement and organizational performance. Analysis showed that the job involvement had a direct impact on organizational commitment but it did not have a direct impact on organizational performance. And organizational commitment was found to have a direct impact on organizational performance. Therefore, Job involvement had not a direct impact on organizational performance, but had a indirect impact on organizational performance through the organizational commitment. The implications of this study, when local officials, directly face-to-face contacted with the local residents and offered them to the administrative service, involved in the planning and execution as well as more direct understanding of their job descriptions(received and processed the local residents complaints, (do things to serve the publics welfare and voluntary service to local residents, etc.), they can improve organizational commitment related to love their organization and loyalty in their organization, and pride in their organization.

신에너지전원이 연계된 배전계통의 전압조정시뮬레이터 개발에 관한 연구

김경범(Kim, Kyung-Bum),최기범(Choi, Gi-Bum),차민준(Cha, Min-Jun),노대석(Rho Dae-Seok) 한국산학기술학회 2008 한국산학기술학회 학술대회 Vol.- No.-

태양광, 풍력 등의 대체에너지전원의 개발 및 보급이 증가하는 추세에서 이들 소규모 전원이 도입되 는 배전계통의 환경 및 여건을 정비하는 것이 무엇보다 시급하고도 중요한 사항이라고 생각된다. 이들 배전계통의 환경 가운데 가장 중요한 것 중의 하나가 수용가의 전압을 일정한 범위 내로 유지하는 것 이다. 전력회사에서는 하계의 피크 부하기간 중에 지정된 고압선로의 직하와 말단의 전압을 측정하여 규정전압(전등 : 220±6%, 동력 : 380±10%)이내에 유지되는 가를 평가하여 산업자원부에 보고하도록 전기사업법에 규정되어 있을 정도로 중요한 목표관리 대상이다. 따라서, 배전계통의 전압조정 기술은 상당히 중요한 기술이므로, 본 논문에서는 분산전원이 배전계통에 연계되어 운용되는 경우, 전압조정 장치의 동작을 시뮬레이션 할 수 있는 시뮬레이터를 개발하여 수용가의 전압을 평가하고 개선하는 시스템을 개발하였다.

고령사회 도래에 따른 노인보행자 교통사고 특성 및 감소방안

김경범(Kyung-Bum Kim) 한국콘텐츠학회 2015 한국콘텐츠학회논문지 Vol.15 No.4

본 연구에서는 노인의 보행중 교통사고 분석을 통하여 문제점을 파악하고, 그에 따른 노인보행자 교통사고 감소방안을 제시하였다. 따라서 노인보행자의 사망사고 특성(시간과 장소 별)과 문제점을 분석하여 그에 따른 노인보행자의 교통사고를 감소시키기 위하여 다음과 같은 정책 대안을 제시하였다. 첫째, 중앙에 보행 안전섬을 설치하여 횡단대기 공간을 제공하여야 하며, 둘째, 횡단보도 방지 가드레일과 잔여시간표시기 설치해야하며, 셋째, 보행자 작동 신호기를 확대 설치하고, 넷째, 야간 조명시설을 설치가 필요하며, 마지막으로 노인보호구역을 지정해야 한다. 이상과 같이 본 연구에서 제시된 방안이 고령사회 도래에 따른 노인을 위한 교통안전정책에 기초자료가 될 수 있기를 희망한다. In this research, Check the problems through analysis of traffic accidents while the elderly walking. Propose a way to reduce elderly traffic accidents. Therefore, analyzing the characteristics(by time and place etc) in order to reduce the traffic accident in the elderly pedestrian. Proposed the following Policy alternatives. First, Build a pedestrian safety island on the center of the road. Secondly, Should install the pedestrian crossing signal facilities which show the spare time and the guard rail to prevent crosswalk. Third, Should expend the installation area of pedestrian-operating traffic signal. Fourth, the night lighting facilities shall be installed nearby Crosswalk. Finally, Should appoint the elderly care area. Measures presented in this study, I hope they can be the basic data for the elderly in traffic safety policies for the elderly in accordance with the advent of aging society.

열성 경련시 발생하는 저나트륨혈증과 항이뇨 호르몬 과다 분비에 관한 연구

김경범(Kyung Buem Kim),신영규(Young Kyoo Shin),이기형(Kee Hyoung Lee),은백린(Baik Lin Eun),박상희(Sang Hee Park),독고영창(Young Chang Tockgo) 대한소아신경학회 1999 대한소아신경학회지 Vol.7 No.2

목 적 : 열성 경련은 3개월부터 5세 사이의 소아에서 비열성 경련이 과거력이나 맹백한 신경계 진환이 없이 열이나면서 경련 발작이 발생하는 경우로, 발생기전은 불확실하나 열성 경련과 저나트륨혈증과의 연관성에 대해 많은 보고가 있다. 저자들은 열성 경련 환아에서 보이는 저나트륨혈증이 항이뇨 호르몬 과다 분비로 인하여 초해되는지 알아보고 또한 이들이 열성 경련의 발생 및 빈도에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 본 연구를 시행하였다. 방 법 : 1998년 1월부터 1999년 8월까지 고려대학교 안산병원 응급실에 내원한 환아 중 무작위로 70명(남아 46명, 여아 24명)을 정하여 환아군으로 하였다. 또한 동일 기간에 응급실에 내원하였던 환아 중 경련 없이 38.5℃ 이상 열이 있었던 환아 31명(남아 19명, 여아 12명)을 대조Ⅰ군으로 하였고, 열이 없이 경련만 있던 환아 24명(남아 16명, 여아 8명)을 대조Ⅱ군으로 하였다. 모든 환아에서 응급실 내원 10분 이내에 정맥혈을 채혈하여 혈청 나트륨, 혈청 몰랄삼투압농도, 바소프레신 등을 동일 샘플에서 측정하였고 소변 몰랄삼투압농도도 측정하였다. 결 과 : 환아군의 평군 혈청 나트륜 농도는 134.3±2.4mmol/L이었고, 대조Ⅰ군 136.4±2.0mmol/L, 대조Ⅱ군 136.0±2.2mmol/L로 열성 경련 환아군이 대조군에 비해 유의하게 낮았다(P<0.05). 열성 경련 환아 중 135mmol/L 이하의 저나트륨혈증을 보인 경우는 환아군 54.3%(38/70), 대조Ⅰ군 16.1%(5/31), 대조Ⅱ군 12.5%(3/24)이었다. 혈청 몰랄삼투압농도는 환아군 273.0±23.3mOsm.kg, 대조Ⅰ군 276.9±11.6mOsm/kg, 대조Ⅱ군 278.0±18.3mOsm/kg로 통계적인 차이는 없었다. 그리고 소변 몰랄삼투압농도도 환아군, 대조Ⅰ군, 대조Ⅱ군이 각각 466.5±260.4mOsm/kg, 349.2±179.8mOsm/kg, 402.0±158.8mOsm/kg로 통계적인 차이가 없었다. 혈청 바소프레신 평균 농도는 환아군이 18.9±13.2pg/ml, 대조Ⅰ군 10.8±6.4pg/ml, 대조Ⅱ군 11.2±6.5pg/ml으로 열성 경련 환자군이 대조군에 비해 유의하게 높았다.(P<0.05). 열성 경현 환아 70명 중 25명에서 경련이 재발하였으며 이중 135mmol/L 이하의 저나트륨혈증을 보인 경우는 60%(15/25)였고, 재발하지 않은 군은 51.1%(23/45)이었다. 재발군의 평균 혈청 나트륨 농도는 133.7±2.4mmol/L로 재발이 없었던 환아군 134.7±2.3mmol/L와 통계적인 차이는 없었다. 성인 사구체 여과율에 도달하는 연령인 2세를 기준으로 구분하여 2세 전후의 환아군에서 평균 혈청 나트륨 농도, 혈청 몰랄삼투압농도, 소변 몰랄삼투압농도, 바소프레신의 통계적인 차이는 없었다. 결 론 : 저나트륨혈증으로 인하여 열성경련이 유발되기 보다는 발열과 경련같은 스트레스가 열성경련 환아에서 복합적으로 작용하여 단순히 발열환자나 열이 없는 경련이 일어난 환아에 비하여 바소프레신의 증가와 혈청 나트륨의 감소가 더욱 많았을 것으로 생각된다. Purpose : Febrile convulsion is a common clinical problem in young children. In spite of their frequent occurrence, there is little information available about the value of investigation with febrile convulsion. Recent studies found a correlation between low serum sodium levels and risk of febrile convulsions. We carried out a study to evaluate the role of inappropriate ADH secretion in hyponatremia in relation to febrile convulsions. Methods : This study used seventy cases(46 boys, 24 girls) with febrile convulsion, that were treated at the pediatric department of Korea University Medical Center Ansan hospital from Jan. 1998 to Aug. 1999. During the same period, thirty one cases(19 boys, 12 girls) with fever but without convulsion(control group I) and twenty four cases(16 boys, 8 girls) with convulsion but without fever(control group II) were evaluated in comparison with febrile convulsion group. Serum sodium, osmolality, vasopressin and urine osmolality of each group were measured on admission and analyzed by ANOVA. Results : The mean serum sodium concentration of febrile convulsion group, control group I and control group II were 134.3±2.4mmol/L, 136.4±2.0mmol/L, and 136.0±2.2mmol/L respectively. The serum sodium level of patient group was significantly lower than those of control group I and II(P<0.05). The case of the serum levels less than 135mmol/L was 54.3%(38/70) in patient group, 16.1%(5/31) in control group I and 12.5%(3/24) in control group II. Serum osmolality, uine osmolality of patients group were not significantly different from those of each control group. Vasopressin level of febrile convulsion group was higher than that of each control group. The risk of recurrent convulsion approaches 60%(15/25) of cases with hyponatremia less than 135mmol/L. Conclusion : We conclude that febrile convulsions are not mediated by hyponatremia but induce the changes in serum vasopressin and sodium level.

비이진 LDPC 부호를 위한 낮은 복잡도의 신뢰도 기반 복호 방법

김경범(Kyung-Bum Kim),양경철(Kyeongcheol Yang) 한국통신학회 2013 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.11