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      • Numerical simulation of flow in a combustor-turbine passage and its simulator using a RANS technique

        김준호 포항공과대학교 일반대학원 2020 국내석사

        RANK : 249631

        Gas turbine research is required to improve the efficiency and stability. CFD (Computational Fluid Dynamics) is indispensible because actual scale experiment is difficult due to extreme temperature. In this thesis, the benchmark gas turbine is analyzed using a RANS (Reynolds-Averaged Navier–Stokes equations) technique. High-quality turbine grid is generated and analyzed, and reliable grid is obtained through a grid convergece test. The combustor with chemical reactions is simulated to examine a distribution of temperature and flow fields inside the combustor. The outlet temperature and velocity will be applied as an inlet condition during turbine analysis. Analyses of a laboratory-scaled simulator at the laboratory of Seoul National University (SNU) are also conducted. Through the turbine simulatior analyses, the optimal angle of the tailboard is found. Analyses of the combustor simulator are also conducted. The flowrate and design are changed to obtain the result similar to that in the actual gas turbine. 본 논문에서는 reference 온도의 터빈 연구를 위한 기초를 쌓았다. 먼저, benchmark 연소기 및 터빈 형상을 기반으로 질 좋은 육면체 격자를 생성하였으며, 터빈 해석에 적합한 해석 조건을 설정하였다. 해석은 RANS (Reynolds Averaged Navier-Stokes equations) 기반 해석 프로그램으로 진행하였으며, 격자의 신뢰성을 위해 격자 수렴성 테스트를 수행하였다. 이와 더불어, 서울대학교 연구실에서 진행하는 연구실 규모의 연소기 모사 장치 설계 타당성을 확인하였다. 실제 장치와 모사 장치의 터빈 입구 온도 형태를 비교하였으며, 실제와 유사한 형태가 되도록 설계 및 유량 조건 등을 변경시켜가며 해석 및 분석을 진행하였다. 또한, 모사 장치의 터빈 블레이드는 일자로 배치되어 양 끝단에 벽이 존재하는데, 이를 CFD 해석의 주기 조건을 통해 벽의 최적 각도를 제시하였다.

      • PEMFC의 가스확산층에서 물의 거동 특성에 대한 연구 : A study on characteristics of water behavior in Gas Diffusion Layer of PEMFC

        김종록 포항공과대학교 대학원 2010 국내박사

        RANK : 249631

        고분자 전해질 연료전지(PEMFC)는 저공해 고효율의 에너지 시스템으로 차세대 중•소형 동력원으로 각광받고 있다. 많은 연구자들에 의해 고효율 연료전지를 위한 이론적•실험적 연구가 수행되고 있다. 고효율 연료전지를 위한 중요한 변수중의 하나는 연료전지 내부의 물 분포이다. 특히, GDL 내부의 물 분포는 연료전지의 성능에 직접적으로 영향을 준다. 본 연구에서는 GDL (Toray TGPH-090) 내부에서의 물 분포와 GDL에서 플러딩(flooding)이 일어날 확률을 예측하기 위한 새로운 모델을 개발하였다. 예측된 물의 분포와 플러딩 확률은 실험을 통해 검증되었다. 물 분포를 검증하기 위해 포항가속기 연구소의 장비를 이용한 2차원 X-선 방사선 가시화(radiography) 및 X-선 토모그래피(tomography) 기법을 적용하였다. 2차원 X-선 방사선 가시화 기법은 물의 정량적 측정에서 오차 (본 연구에서는 물 두께 기준 ±100µm오차)를 갖고 있지만, 비정상 상태(unsteady state)를 측정할 수 있어서 물의 동적 특성을 측정하는데 유용하다. 반면에 X-선 토모그래피는 2차원 X-선 방사선 가시화 기법보다 정밀한 정량화(saturation 기준 ±10%)가 가능하지만, 정상 상태(steady state)만 측정할 수 있다. 따라서, 이 두 가지 기법을 병행하는 것이 효과적이다. 플러딩 확률의 검증을 위해서 누출 압력 측정 장비(break-through pressure measurement system)가 개발되었다. 측정된 누출 압력은 예측된 플러딩 확률과 비교되었다. 개발된 모델은 실제 GDL의 공극 크기 분포를 반영하고 계산 소요 시간이 짧음에도, 예측된 물 분포와 플러딩 확률은 실험결과와 잘 일치하였다. 실험과 개발된 모델로부터 도출된 물 분포들은 모두 아래로 볼록한 모양을 보였다. 측정된 누출 압력은 1500Pa~4000Pa을 보였으며, 이 결과는 개발된 모델로부터 예측된 결과와 일치하였다. 앞으로 개발된 모델을 연료전지 시뮬레이션에 적용할 수 있도록 모델을 개선하는 작업이 이루어진다면, 이를 통해 연료전지 성능 예측과 GDL 최적화를 위한 연구에 큰 도움이 될 것이다. Since Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC) offers the possibility of low emission and high efficiency power, it is focused as next generation small and medium power system. Until now there have been many researches for the improvement of PEMFC efficiency with theoretical or experimental approaches. One of important parameters for high efficiency of PEMFC is water distribution in PEMFC. Especially, water distribution in GDL directly effects to performance of PEMFC. Therefore, prediction of water distribution in GDL is very important to design or operate the PEMFC. In this study, new model was developed to predict the water distribution in GDL (Toray TGPH-090) and probability of flooding of a GDL (Toray TGPH-090). Predicted water distribution and probability of flooding were validated by experimental results. For validation of water distribution, techniques of X-ray 2-D radiography and tomography were developed and employed with X-ray microscopy at Pohang accelerator laboratory. Although X-ray 2-D radiography has error of quantification of water (in this study, error was ±100µm water thickness), it is very helpful to analyze the dynamic behavior of water because this can measure the water distribution on unsteady state. On the other hand, X-ray tomography showed more accurate quantification result (in this study, error was ±10% saturation) tomography than X-ray 2-D radiography. But it can measure only steady state. Therefore, it is better that a technique is employed with another technique. The break-through pressure measurement system was also developed to validate probability of flooding. Measured break-through pressures were compared with predicted probability of flooding. Although developed model considers pore size distribution of real GDL and spends short calculation time, the predicted water distribution and probability of flooding matched with experimental results. Water distribution from developed model and experiments were convexity shape. The break-through pressures were 1500Pa~4000Pa for experiments and these were predicted from developed model. If new model is modified to employ on simulation of PEMFC, it will be helpful to predict the performance of cell and optimize the GDL.

      • Design and Beam Test of Prototype Beam Position Monitors for PAL-XFEL : PAL-XFEL용 전자 빔 위치 측정장치 시제품의 디자인과 빔 테스트

        이소정 포항공과대학교 일반대학원 2015 국내박사

        RANK : 249631

        0.1 ∼ 0.06 nm영역의 결맞는 엑스선를 방사광 사용자에게 제공하는 것을 목표로 포항가속기연구소의 4세대 방사광 가속기는 2011년 건설을 시작하였다. 4세대 방사광 가속기는10 GeV의 선형 가속기와 언듈레이터 구간으로 이루어져 있으며, 엑스선 방사광을 발생시키기 위해서는 가속기 전 구간에 걸쳐 정밀한전자 빔 위치의 측정이 뒷받침되어야 한다. 이를 위해 4세대 방사광 가속기는 각각의 구간에서 요구되는 분해능을 만족시키기 위한 전자 빔 위치 측정장치를 제작, 설치할 예정이다. 선형가속기 구간에서는 스트립라인 전자 빔 위치 측정장치를, 언듈레이터 구간에서는 공동형 전자빔 위치 측정장치를 이용하여 전자 빔의 궤적을 측정할 예정이다. 두 전자빔 위치 측정장치는 본제품을 만들기 전, 시제품을 제작하여 되어 성능 측정을 하였다. 이 논문에서는 시제품 설계부터 전자 빔 테스트 결과를 소개하고 있다. 시제품의 설계는 전자기장 전산 모사 프로그램인 CST STUDIO SUITE를 사용하여, 각각의 전자 빔 측정장치의 요구 사항을 충족시킬 수 있도록 설계하였다. 스트립라인 전자 빔 위치 측정 장치의 경우, 요구되는 분해능은 < 5 μm인 반면, 언듈레이터 구간에 설치될 공동형 전자 빔 위치 측정장치의 경우 μm 미만의 분해능이 요구된다. 공동형 전자 빔 위치측정장치는 설치공간의 협소함을 고려하여 동작 주파수가 X-band가 되도록 설계되었다. 각각의 시제품은 전산 모사 프로그램의 계산 결과를 바탕으로 제작을 진행하였으며, 전자 빔 측정장치의 RF 특성을 측정하였다. 스트립라인 전자 빔 위치 측정 장치는 포항가속기연구소의 입사기 시험시설의 빔 라인에 설치되었으며, 전자 빔을 이용한 분해능 측정 시험을 실시하였다. 분해능 측정 시험에서는 두 가지의 전자 빔 위치 측정 신호 처리 장치를 사용하여, 각각의 신호 처리 장치의 성능에 따른 전자 빔 위치 장치 시스템의 분해능 변화를 측정 하였다. 공동형 전자 빔 위치 측정 장치 또한 입사기 실험시설에 설치되어 전자 빔 위치에 따른 신호의 변화를 측정하였으며, 미국 LCLS의 언듈레이터 구간에 설치되어 시제품의 신호 처리 장치와 함께 분해능을 측정하였다. 전자 빔을 이용한 두 시제품 분해능 측정 결과, 스트립라인 전자빔 위치 측정장치는 ∼ 2 μm, 공동형 전자빔 위치 측정장치는 ∼ 0.8 μm로 측정이 되었다. 이 측정 결과를 통해, 두 전자 빔 위치 측정 장치의 시제품 모두 PAL-XFEL의 요구조건을 충족, 사용 가능한 것을 확인하였다. PAL-XFEL is hard X-ray FEL facility at Pohang Accelerator Laboratory (PAL). By using the self-amplified spontaneous emission (SASE) schematic, PAL-XFEL will provide X-rays in ranges of 0.1 to 0.06 nm. PAL-XFEL consists of 10 GeV linac and an undulator section. To maintain SASE process along the undulator section, the electron beam position monitoring with high resolution is required for both linac and undulator section. PAL-XFEL will use two different types of beam position monitors (BPMs), stripline and cavity BPMs, to monitor beam trajectories. Before fabricating PAL-XFEL BPMs, prototype BPMs have been designed and tested. In this thesis, results of prototypes of PAL-XFEL BPMs are introduced from design to beam test. Prototypes of PAL-XFEL BPMs are designed to meet physical requirements of the linac and the undulator section by using CST STUDIO SUITE, EM field simulation program. The stripline BPM is designed to meet < 5 μm resolution. The cavity BPM is designed as X-band cavity to meet sub micro-meter resolution due to tight space. These prototype BPMs are fabricated and tested to measured RF characteristics. The prototype stripline BPMs are installed at Injector Test Facility (ITF) of PAL and the resolution is measured with two different electronics. The prototype cavity BPM is installed at ITF to measure the response of changing beam positions. Also, the resolution of prototype cavity BPM system was measured at LCLS undulator beam line in SLAC, USA. These BPMs will be used for PAL-XFEL.

      • 진화 프로그래밍 기반의 CLEAN 기법을 이용한 산란점 및 고유주파수 추출

        최인식 포항공과대학교 대학원 2003 국내박사

        RANK : 249631

        과거의 레이다 시스템은 단순히 표적물을 탐지하고 표적물까지의 거리 및 속도를 측정하는 것이었습니다. 하지만, 오늘날의 레이다는 이러한 속도 및 거리 정보뿐만 아니라,표적물의 종류를 인식하여 아군과 적군을 구별하는 고도의 기술을 요구하고 있습니다.레이다 표적물을 구분하기 위해 사용되는 특성벡터로는 크게 산란점과 공진주파수가 있습니다. 산란점은 표적물에 존재하는 고 에너지 방출점이며, 공진주파수는 표적물의물리적인 크기에 의해 정해지는 고유한 값입니다. 공진주파수는 상대적으로 작은 에너지를 가지고 있으므로 잡음에 매우 민감합니다. 산란점은 상대적으로 큰 에너지를 가지고 있으므로 잡음에는 강한 반면, 각도에 따라서 그 위치와 크기가 변하므로 많은 저장공간을 필요로 합니다. 본인의 연구는 이러한 산란점과 고유주파수를 더욱 정확하게 추출할 뿐만 아니라, 잡음에도 강건한 새로운 기법을 개발하는 것입니다. 먼저, 저는 더욱 정확한 1차원 및 2차원 산란점 추출을 위해서 Evolutionary programming (EP)을 이용한 CLEAN 알고리즘 (EP-based CLEAN)을 개발하였습니다. EP-based CLEAN 기법은 원하는 개수의 산란점을 가장 큰 에너지를 가지는 것부터 차례대로 추출해 내는 방법입니다. 이러한 EP-based CLEAN 기법은 기존의 산란점 추출기법에 비해서 여러가지 장점을 가지고 있습니다. 먼저, 잡음에 강건한 성질을 가지고 있으며, 1 Fbin안에 위치한 산란점들을 구분해 낼 수 있는 해상도를 가지고 있습니다. 둘째, 추출된 파라미터값들이 기존의 CLEAN기법에 비해 매우 정확합니다. 본논문에서는 개발한 알고리즘을 이용하여 포항공대 compact range에서 측정한 데이타에 적용해 보았습니다. 또한, 개발된 새로운 알고리즘의 우수성을 검증하기 위해서 기존의 다른 방법들과 표적인식 성능을 비교해 보았습니다. Multilayer perceptron neural network을 이용한 4개의 서로 다른 표적물에 대한 구분결과로부터 본 논문에서 제안하는 알고리즘이 Prony 방법이나 FFT-based CLEAN방법보다 더 나은 성능을 보임을 알수 있었습니다. 또한 2차원 산란점 추출에 있어서 도 IFFT를 이용한 ISAR 영상, 2-D MEMP (Matrix Enhancement Matrix Pencil) 방법과 본인의 알고리즘을 비교하여 보았습니다.본인의 알고리즘은 기존의 방법과는 달리 직교좌표계가 아닌 극좌표계에서 구현되는 알고리즘입니다. 또한, 2-D MEMP방법과는 달리 산란점의 갯수를 잘못 예측하더라도 추출한 파라미터값의 정확도에는 영향을 받지 않습니다. 본 논문에서는 여러가지 실험을통하여 본인의 알고리즘이 2차원 산란점 추출에서도 뛰어난 성능을 가짐을 보여주었습니다. 고유주파수는 표적물을 구분하기 위한 또 하나의 특성벡터입니다. 일반적으로 고유주파수는 표적물이 정해지면 각도에 상관없이 그 값이 일정합니다. 따라서, 산란점을 이용한 구분방법보다 간단하며 저장공간도 감소하는 장점을 가지고 있습니다. 하지만, 레이다 신호에 있어서 후기 응답신호는 초기 응답신호보다 그 에너지가 훨씬 작으므로,잡음에 민감합니다. 따라서, 훌륭한 고유주파수 추출법은 잡음에 강건해야하며 또한 고유주파수의 갯수를 몰라도 추출이 가능해야 합니다. 왜냐하면 고유주파수의 갯수는 일반적으로 미리 알수없기 때문입니다. 후기 응답에서의 EP-based CLEAN 알고리즘은 위의 두가지 성질을 만족합니다. 우리는 이러한 특성을 보여주기 위해서 기존의 Prony 방법과 E-pulse 방법을 제안한 알고리즘과 비교해 보았습니다. 다음으로, 저는 초기 응답과 후기 응답신호를 구분하지 않고 동시에 적용할수 있는 일반화된 EP-based CLEAN 방법을 제안하였습니다. 일반화된 EP-based CLEAN 알고리즘을 이용하면 한번의 신호처리를 통하여 산란점과 고유주파수를 동시에 추출할 수 있습니다. 위에서 제안하는 방법들은 앞으로 표적인식기법의 구분성능 향상에 매우 유용하게쓰일 것이라 생각합니다. 마지막으로 본 논문에서는 시간-주파수 영역의 EP-based CLEAN 알고리즘을 이용하여 움직이는 물체에 대한 이동보상기법을 제시하였습니다. 시간-주파수 영역의 EP-based CLEAN 알고리즘을 이용한 ISAR 영상기법은 기존의 Adaptive wavelet transform (AWT)기법을 이용하는 방법보다 계산시간은 다소 많이 걸리지만, 더욱 향상된 영상을 얻을수가 있습니다. 앞으로 컴퓨터 기술이 더욱 발전하여 계산시간을 단축시킬 수만 있다면, 본인의 알고리즘은 레이다 신호처리 분야에 아주 유용하게 사용되어 질 것이라 생각됩니다. 하지만, 여전히 해결해야 할 숙제도 가지고 있습니다. 즉, 해상도가 1차원에서 0.5 Fbin으로 제안되는 문제점과 계산시간이 많이 걸리는 문제점, 본 논문에서 사용한 undapmed exponential model이나 damped exponential model보다 더욱 정확한 모델로 알려진 GTD(Geometrical Theory of Diffraction)모델을 이용한 방법의 개발등은 앞으로 계속 연구가 진행되어야 할 것입니다. When a radar target is illuminated by a short-duration electromagnetic (EM) field, the transient response has an early-time response and a late-time response. The early-time response occurs while the field passes across the target, so provides useful information for the local features (scattering centers) on the target. After the field has completely traversed the target, the late-time response which is related to the global features (natural resonance frequencies) of the target begins to appear. Because the selection of proper feature vectors is crucial to the success of target identification it is recommended that feature vectors contain information on early-time scattering centers and late-time natural frequencies simultaneously. In this dissertation, we propose a novel method for scattering centers and complex natural resonance (CNR) frequencies extraction. One-dimensional (1-D) and two-dimensional (2-D) scattering centers have been used as important features for automatic target recognition (ATR). There-fore, many researchers have developed various scattering center extraction techniques. The well-known techniques are model-based methods and a FFT (fast Fourier transform)-based CLEAN method. The model-based method has a high resolution, but is not robust to random noise. The FFT-based method has robustness, but does not have high resolution. In this dissertation, we pro-pose a novel method, called evolutionary programming (EP)-based CLEAN, which has high resolution and robustness at the same time. The 1-D and 2-D EP-based CLEAN use the 1-D and 2-D undamped exponential models and EP for an optimization of cost function. The EP-based CLEAN algorithm has many advantages compared to conventional methods. First, it takes advantage of the FFT-based CLEAN method and model-based methods simultaneously. Second, it is very fast compared to the genetic algorithm (GA)-based method since it extracts the parameters of each scattering center step-by-step. Third, false estimation of the number of scattering centers does not affect the accuracy of parameter extraction, as does the model-based methods. Fourth, the extracted parameters of the scattering centers are very accurate since they do not have a bias, as is the case with the model-based methods. Fifth, it does not require transforming of the coordinates of the measured data from polar to Cartesian in 2-D scattering center extraction. For the verification of the proposed algorithm, we use synthesized data composed of several ideal point scatterers and measured data at the compact range of Pohang University of Science and Technology (POSTECH). We will show the high-resolution characteristic and the robustness to random noise through simulations. We will also show the accuracy of extracted parameters compared with the matrix enhancement and matrix pencil (MEMP) method, a high-resolution method. The natural frequencies are also used as efficient features for radar target recognition. For natural frequency extraction, we use a late-time EP-based CLEAN which is a time-domain CLEAN algorithm. The late-time response has small energy compared to the early-time response. Therefore, a good resonance frequency extraction method must be robust to random noise and insensitive to the estimation of model order. Our algorithm meets these requirements. We will show these characteristics using the synthetic data and measured data at the Michigan State University arch range. Finally, we performed a motion compensation using time-frequency EP-based CLEAN. When a target has a complex rotational and translational motion, the radar image by using IFFT can be blurred. The inverse sythetic aperture radar (ISAR) image contains the information of a two-dimensional distribution of scattering centers. Therefore, the motion compensation is needed for obtaining a cleaned ISAR image. Time-frequency motion compensation replacec the Fourier transform with the time-frequency transform. In this dissertation, we use the time-frequency EP-based CLEAN algorithm which is more accurate than the conventional adaptive wavelet transform (AWT). We used the simulated MIG-25 data for the verification of our algorithm.

      • Synthesis and application of petal-shaped bismuth subcarbonate (Bi2O2CO3) by the immersion method

        홍대명 포항공과대학교 일반대학원 2021 국내석사

        RANK : 249631

        Bismuth catalyst is a good candidate for producing formate (formic acid) via electro-chemical reduction of CO2. Also, it has known that various bismuth oxide derivatives are used to improve catalytic performance such as Bi2O3, BiOX (X is Cl, Br, I) and Bi2O2CO3. Among them, Bi2O2CO3 has a crystal structure of (Bi2O2)2+ layers interleaved by slabs comprising CO32- groups, and has various two-dimensional structures such as nanosheets or nanoflowers. In general, many studies have been performed as photocatalys ts for removing environmental pollutants, and recently, catalyst studies for generating for-mate by electrochemically reducing CO2 have been conducted. Thus the research on Bi2O2CO3 catalyst has become attractive because of these excel-lent catalytic properties. The fabrication method of Bi2O2CO3 materials is known to be in various ways: hydrothermal synthesis, Low temperature solution synthesis and electro-chemical exfoliation. However, all of these methods have additional post-processing steps to the formation of Bi2O2CO3. In addition, in the case of hydrothermal and electrochemi-cal exfoliation methods to use electrodes, since the catalyst is in powder form, a binder is also required, which is not advantageous for industrial use. In this work, we could confirm spontaneously formed petal-shaped Bi2O2CO3 by using the immersion method in CO2 saturated KHCO3 electrolyte at room temperature and we studied the formation mechanism of Bi2O2CO3. Bismuth was known to be easily oxidized in acidic solution environment. However, anyone never reported what is happening in CO2 saturated the KHCO3 electrolyte (pH: 6.77) used as CO2 reduction electrolyte at room temperature. We confirmed that redox reactions, such as corrosion, occurred simul-taneously on the surface of bismuth in CO2 saturated the KHCO3 electrolyte. Bismuth atoms were oxidized to form BiO+ ions and electrons and simultaneously oxygen dis-solved in the electrolyte is reduced to from OH- ions. Subsequently BiO+ react with CO32- dissolved in the electrolyte to form Bi2O2CO3. We used these principles and we have suc-cessfully fabricated petal-shaped Bi2O2CO3 (named petal-BOC) on various substrates us-ing the immersion method in CO2 saturated 0.1M KHCO3 electrolyte at room temperature without some post-processing step. To confirm the possibility of use as electrochemical catalysis and photoelectrochem-cal catalysis, the EC CO2RR and the PEC CO2RR measurements were conducted in H-type two compartment electrochemical cell using petal-shaped BOC and bismuth thin film cathode as the working electrode, applying a constant potential in the specific ranges. In particular, it can be used as an electrochemical CO¬2 reduction catalyst for the production of formate by growing petal-shaped bismuth carbonate on a conductive Cu substrate. Compared with the bismuth thin film, the electrochemical active area increased by about 6.45 times, and the formate faradaic efficiency of 95.9% at -0.8 VRHE showed a result of 4.8 mA/cm2. In addition, it was confirmed that the light transmittance of bismuth subcarbonate grown on the TiO2/p-Si substrate by the same immersion method increased with longer immersion time of the bismuth thin film. Compared with the bismuth thin film, it exhibited high photoelectrochemical CO¬2reduction characteristics due to increased surface area and increased light transmittance. At -0.5VRHE, the formate faradaic efficiency was about 95.12% and the current density was 4.54 mA/cm2.

      • Design of a Quantitative Evaluation Methodology for Government-sponsored R&D Programs using a Performance-Effectiveness-Efficiency Matrix

        홍대근 포항공과대학교 일반대학원 2012 국내박사

        RANK : 249631

        This study proposes an evaluation methodology for government-sponsored R&D programs to manage and operate them effectively through objective and quantitative analysis. The proposed methodology considers three aspects: performance, effectiveness, and efficiency of R&D programs. First, the performance evaluation is defined as the examination of various performance indicators in the results achieved by R&D programs. In this evaluation, weighted-sum model is employed. This model considers the characteristics of three research types (basic, applied, development) and three performance criteria (science and technology, economy, society) with weights. Normalization is also applied to adjust different units of evaluation indicators by using z-scores in this model. Second, effectiveness evaluation measures an extent to what a program has achieved its objectives. In this evaluation, portfolio model is employed. This model compares R&D programs' targets which are set before starting R&D activities and the outputs which are really performed in R&D programs. Third, efficiency evaluation implies a measurement of how efficiently a system uses R&D programs' resources to generate outputs. In this evaluation, The BCC model in DEA is employed because R&D activity shows not only constant returns to scale but also varible returns to scale. AR model is also employed because the weight flexibility in DEA can produce unrealistic efficiency scores. Then a Performance-Effectiveness-Efficiency Matrix (PEE-Matrix) is developed based on the results of three evaluations to diagnose states and suggest guidelines of R&D programs. The PEE matrix can compare and analyze every program in terms of the score and rank. In order to apply the proposed methodology in practice, case study was performed in 16 R&D programs supported by a government foundation in Korea. And to validate the effectiveness of the proposed methodology, an expert interview was carried out targeting nine program directors and two managers of the Frontier support center. The survey result showed that the proposed methodology is useful to evaluate and manage government-sponsored R&D programs. In last, this study provided a balanced view of R&D evaluation to analyze quantitatively the performance of government-sponsored R&D programs using the PEE matrix.

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