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Wearable 휴대 전원용 PEMFC 의 NaCl 이 포함된 가습 시 유로 패턴의 영향
김준형(J. H. Kim),김준수(J. S. Kim),송동근(D. K. Song),유호준(H. J. Yoo),이영조(Y. J. Lee),장계은(G. Jang),임성한(S. H. Rhim),조구영(G. Y. Cho) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
연료전지는 전기화학반응을 통해 수소의 화학에너지로부터 전기를 발생시키는 고효율 신재생 에너지 변환 장치이다. 특히, 고분자 전해질 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells, PEMFCs)는 높은 전력밀도, 낮은 작동 온도, 빠른 시동 능력의 장점을 가지고 수송분야를 중심으로 휴대용 전원, Wearable 전자기기의 전원 등 다양한 분야에 적용되고 있다. 또한, PEMFC 는 온실가스 감축 목표를 달성하기 위해 선박 및 해운분야에서도 수요가 증가하고 있으며 해수환경에서의 PEMFC 성능에 관한 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 일반적으로 해수환경에서의 공기는 0.2-20 μm 크기의 해양성 에어로졸로 구성되며, PEMFC 음극에 공급되는 NaCl 입자는 연료전지의 심각한 성능 저하를 일으킬 수 있는 것으로 알려졌다. 일반적으로 PEMFC 의 전기화학적 특성은 Flow Channel 의 Type 에 따라서 큰 영향을 받는다. 따라서 본 연구에서는 분리판의 Flow Channel Type 을 변화시키며 NaCl 수용액을 활용한 가습 시 PEMFC 성능 및 내구성을 분석하였다. 연료전지에 공급되는 공기를 10 wt% NaCl 수용액으로 가습하였고, 이를 PEMFC 음극에 공급하였다. 또한, 상용 5 cm² 의 활성화 면적을 가진 막전극접합체(Membrane and Electrode Assembly)와 다양한 Flow Channel Type 을 가진 분리판을 사용하여 단위 셀을 구성하고, NaCl 수용액을 이용한 가습상황에서 각 유로 패턴에 따른 PEMFC 의 전기화학적 특성을 평가하였다.
자유 수면이 벽 근처 원형 실린더 주위 유동에 미치는 영향
김연주(Y.J. Kim),이상봉(S.B. Lee) 한국전산유체공학회 2021 한국전산유체공학회지 Vol.26 No.2
The flow past a surface-piercing circular cylinder near a moving wall at Re=100 and Fr=0.6 has been investigated using direct numerical simulation. The gap distance between the cylinder and the wall is G/D=∞, 1.5, and 0.6, where G/D=∞represents the isolated cylinder without the wall. The periodic shedding of organized vortices from the cylinder is observed in the deep flow which is far from the free surface. However, the vortex shedding is attenuated beneath the free surface, showing the flow past the cylinder is almost steady. Suppression of vortical development causes the decreases in the temporal fluctuations of the drag and lift coefficients beneath the free surface. The decreases in the coefficient fluctuations for G/D=0.6 are more dominant than those for G/D=1.5. The transition of hydrodynamic forces beneath free surface depends on the gap distance between the cylinder and the moving wall.
김연주(Y.J.Kim),조희욱(H.W.Cho),김효경(H.K.Kim),하종배(J.B.Ha) 한국자동차공학회 1997 한국자동차공학회 춘 추계 학술대회 논문집 Vol.1997 No.11_2
In this paper. the outline of LCA(Life Cycle Assessment) was introduced and the trend of LCA was reviewed. The Automobile manufactures in Europe. America and .Japan have already conducted the LCA in components of vehicle and complete vehicle. This paper contained the content of LCA conduct. Daewoo Motor Company also conduct the LCA of Bumper and Camcover by material difference. The Automobile manufacturers will be able to use the LCA as tool to evaluate the environmentally friendlier product.
OpenFOAM에서 사용하는 Gauss-Seidel Smoother의 로버스트 코드
김연주(Y.J. Kim),이상봉(S.B. Lee) 한국전산유체공학회 2019 한국전산유체공학회지 Vol.24 No.2
This paper investigates how OpenFOAM matrix solver works based on mesh information of cell and face indices for each cell. The smoother code of Gauss-Seidel in OpenFOAM uses minimum information of start- and end-indices of owner face for each cell to make it efficient in computational time, but can give rise to incorrect calculation of matrix solver in a grid construction. To complement the weakness of Gauss-Seidel smoother, OpenFOAM provides diagonal incomplete LU (DILU) decomposition smoother. The DILU smoother is robust to the face-ordering but spends a lot of computational time to solve the matrix due to an inefficient usage of owner cell and neighbour cell for all faces. This paper proposes a robust modification of Gauss-Seidel smoother in OpenFOAM maintaining its computational efficiency. The present essence is to get perfect information of adjacent cell indices regardless of face ordering.
벽 사이 간격이 원형 실린더 주위 유동의 비대칭성에 미치는 영향
김찬우(C.W. Kim),김연주(Y.J. Kim),이상봉(S.B. Lee) 한국전산유체공학회 2019 한국전산유체공학회지 Vol.24 No.4
To investigate an effect of gap distance on asymmetric features of the flow past a circular cylinder above a moving wall, the numerical simulations are performed for 0.2≤G/D≤10, where G/D is the ratio of gap distance between the cylinder and the wall. As the G/D decreases, the vortices formed in lower side of cylinder are getting to be suppressed. The asymmetric features of vortical behaviors in the lower and upper sides are hard to be clearly observed from the time histories of the drag and lift coefficients. We examined the temporal trajectories of C<SUB>d (L)</SUB> and C<SUB>d (U)</SUB>, where C<SUB>d (L)</SUB> and C<SUB>d (U)</SUB> denote the drag coefficients acting on the lower and upper side of cylinder respectively. The trajectories disclose three different features of flow regime. The first is alternately unsteady behaviors of unsuppressed upper- and suppressed lower-vortices where C<SUB>d (L)</SUB> is negatively proportional to C<SUB>d (U)</SUB>. The second is phase-shifted unsteady behaviors where a phase difference between C<SUB>d (L)</SUB> and C<SUB>d (U)</SUB> makes quasi-circular trajectories. The last is a steady state where C<SUB>d (L)</SUB> and C<SUB>d (U)</SUB> show a dot.