항공우주 비행체의 축방향 동적 불안정성에 대한 액체연료 고려 구조 모델링 및 동적 해석 기법

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 기계항공공학부, 2016. 2. 신상준.본 논문에서는 액체연료를 사용하는 항공우주 비행체의 동적 해석을 수행하기 위해 액체연료 소모와 유체-구조간 유탄성 효과를 복합적으로 고려하여 구조 모델링 기법을 개발하고 검증하였다. 특히, 액체 연료탱크의 다양한 모델링 및 해석 기법들을 매개변수 연구를 통해 비교 분석하여 적합한 1차원 스프링-질량 모델링 기법을 도출하고, 이를 전기체 동적 해석에 적용함으로써 구조 해석의 정밀도를 향상시켰다. 또한 이러한 기법들을 액체연료 발사체의 축방향 동적 불안정성인 포고 현상 예측에 적용하였다. 포고 현상은 전기체의 구조 고유진동과 연료 공급 시스템의 고유진동간의 상호 섭동에 의한 현상으로 구조-유체-추진이 연성 결합된 복합적 불안정 특성을 가지고 있다. 특히, 이는 구조의 저차 축방향 진동 특성에 대한 정확한 예측을 통해 포고 불안정성 발생을 예측하고 제어할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 액체 연료탱크들을 가지는 발사체의 전기체 형상을 저차 축방향 모드 해석에 집중하여 해석을 설계하였다. 액체 연료탱크의 모델링 기법은 매개변수 연구 방법을 적용하여 구조와 액체연료간 유탄성에 대한 영향을 분석함으로써, 해석 모델의 비선형적인 축방향 액체연료 움직임 모사의 향상된 정밀성을 확인할 수 있었다. 최종적으로 1/10비율로 축소된Saturn V 발사체의 형상 정보를 개발된 모델링 및 동적 해석 기법에 적용하여 목표 발사체의 진동특성 결과를 도출하였고, 이를 해당 발사체의 기존 해석 및 실험결과와 비교함으로써 기법을 검증하였다. 그 결과, 직교 이방성 해석기법을 통해 도출된 4개 모드의 고유주파수와 부분 구조체간의 섭동 주파수가 0.5~1.2%의 차이로 기존 결과값들과 일치하였다. 또한, 실제 Saturn V의 AS-502 비행 시험 시 발생한 포고 현상의 동일한 주파수영역 및 시간대에서, 이번 해석으로 도출된1차 구조 모드와 연료 공급 시스템간의 주파수 중복에 의한 포고현상을 예측할 수 있었다. 따라서, 제시된 액체연료를 고려한 항공우주 비행체의 구조 모델링 및 동적 해석 기법은 축방향 구조 해석의 정밀성을 향상시킬 수 있으며, 액체연료 발사체의 포고 해석 및 제어에도 활용 가능할 것으로 기대된다.For accurate dynamic analysis of the space vehicles using liquid propellant, both consumption of liquid propellant and change of the structural stiffness reflecting nonlinear hydroelastic properties during flight time should be simultaneously considered. In this thesis, structural modeling and dynamic analysis methods reflecting liquid propellant are developed and applied to longitudinal dynamic instability (POGO) analysis. The pogo phenomenon of the liquid propellant launch vehicles results from the complex interaction between the vehicle structure vibration in the longitudinal direction and liquid propellant feeding system. Thus, accurate prediction of the lower mode longitudinal vibration characteristics enables to avoid pogo instability efficiently. For dynamic analysis, a complete vehicle structure including the liquid propellant tanks was analytically modeled while focusing on the longitudinal lower modes. Besides, adequate liquid propellant tank modeling methods were established by use of an advanced one-dimensional mass-spring model to obtain the refined vehicle model. By using these methods, parametric studies for the liquid propellant tank modeling reflecting hydroelastic effect were conducted. Evaluations on the dynamic analysis of the 1/10-scale Saturn V replica configuration were also conducted during first stage burning. Consequently, the numerical results obtained by the developed orthotropic modeling and dynamic analysis method were found to be in good agreement with the natural vibration characteristics by the previous analyses and experiments. Additionally, the target vehicle showed the pogo estimated areas at the first structural mode when compared with the frequencies of the propellant feeding system. In conclusion, the present simplified structural modeling and modal analysis procedure can be used to analyze vibration characteristics of the aerospace vehicle using liquid propellant. It is also capable of identifying pogo occurrence areas and providing design criteria for pogo instability.Chapter 1. Introduction 1.1 Background and Motivation 1.2 Previous Researches 1.3 Objectives and Thesis Overview Chapter 2. Mechanism of the Pogo and Control Method 2.1 Mechanism of the Pogo Phenomenon 2.2 Pogo Control Methods and Stability Augmentation Chapter 3. Methodology of the Structural Modeling and Dynamic Analysis 3.1 Complete Vehicle Modeling and Dynamic Analysis Method 3.2 Liquid Propellant Tank Modeling Method Chapter 4. Numerical Results and Discussion 4.1 Parametric Studies for Hydroelastic Effect 4.2 Dynamic Analysis and Pogo Estimation Chapter 5. Conclusion and Future Works 5.1 Conclusion 5.2 Future Works References 국문초록Maste

제4차 그린카 핵심부품연구회

행사명 : 그린카 핵심부품연구회 일시 : 2013년 11월 15일 금요일, 15:00~17:00 장소 : 한국패션산업연구원 1층 대회의실 주요내용 - 연료전지자동차 BOP관련 기술산업동향 : 자동차부품연구원 구영모 박사 - 연료전지자동차 개발의 현황과 전망 : 울산대학교 김준범 교수 - 연구회 운영계획 토의 : KISTI 이동

Effect of Porous Flow Field on PEMFC Performance with Dead Ended Anode System

Dead ended anode (DEA) 시스템은 수소극(anode) 출구를 막고 압력으로 연료를 공급하는 방식이다. DEA 방식은 시스템 단순화를 통해 연료이용효율과 전력 효율을 향상시킬 수 있다. 하지만 DEA 운전 중 공기극(cathode)에서 수소극으로 질소와 물의 역확산으로 인한 범람(flooding)이 발생한다. 이러한 범람 현상은 연료전지 성능 저하와 전극 열화의주요 요인이 된다. 따라서 DEA 운전 시 범람을 방지하기 위하여 연료전지 구조와 구성요소가 최적화되어야 한다. 본 연구에서는 DEA 시스템에서 연료전지의 성능과 연료이용효율 향상을 위해 발포 금속을 적용한 다공성 유로에대한 영향을 조사하였다. 그 결과, 공기극에 다공성 유로를 사용한 경우 효과적인 물 관리로 연료전지 성능과 배출간격(purge interval)이 개선되었고, 이를 통하여 공기극 유로 구조가 물 역확산에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 이에반해 수소극의 다공성 유로가 연료전지 성능에 미치는 영향은 미미하였다. DEA 시스템에서는 발포 금속 물성이 배출간격에 영향을 미치며 cell 크기가 큰 발포 금속에서 안정적인 성능을 나타내었다. The dead-end anode (DEA) system is a method that closes the anode outlet and supplies fuel by pressure. The DEA method could improve fuel usage and power efficiency through system simplification. However, flooding occurs due to water and nitrogen back diffusion from the cathode to the anode during the DEA operation. Flooding is a cause of decreased fuel cell performance and electrode degradation. Therefore, tthe structure and components of polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) should be optimized to prevent anode flooding during DEA operation. In this study, the effect of a porous flow field with metal foam on fuel cell performance and fuel efficiency improvement was investigated in the DEA system. As a result, fuel cell performance and purge interval were improved by effective water management with a porous flow field at the cathode, and it was confirmed that cathode flow field structure affects water back-diffusion. On the other hand, the effect of the porous flow field at the anode on fuel cell performance was insignificant. Purge interval was affected by metal foam properties and shown stable performance with large cell size metal foam in the DEA system

Commentary: Gastroepiploic Artery for Completing Total-Arterial Revascularization?

-------------e-pub(22.1.12 현재)----- No abstract availabl

<范文正忠節言行錄> 硏究

학위논문(석사)--서울대학교 대학원 :국어국문학과 국문학전공,2001.Maste

A Numerical Study of Cathode Block and Air Flow Rate Effect on PEMFC Performance

고분자전해질막 연료전지의 반응물인 수소와 산소는 기체 상태이므로, 반응물이 원활히 전달될수록 작동 전압의 손실을 줄일 수 있다. 높은 전류밀도 영역에서 산소 물질 전달이 전압 손실을 좌우하므로, 환원극 유로의 형상 변경에대한 연구들이 진행되어 왔다. 환원극 유로 형상 중에서 유로를 막는 블록은 반응물을 다공성 매질인 기체확산층으로강제 대류 하도록 사용되었다. 본 연구에서는 간단한 단 채널의 연료전지 모델에 블록을 배치하였다. 전산 유체역학을사용하였고, 공기 공급 유량을 달리하였을 때 블록으로 인한 강제 대류 효과가 전압-전류 곡선과 국부 전류 밀도에대한 영향을 연구하였다. 기체확산층으로의 강제 대류 현상을 통하여 적은 공기 공급 유량으로도 높은 전류 밀도를얻을 수 있었다. 다수의 블록을 직렬로 배치한 경우에 1개의 블록만 배치한 것보다 강제 대류 효과를 증가시켜 높은전류밀도를 얻을 수 있었다. Reactants of PEMFC are hydrogen and oxygen in gas phases and fuel cell overpotential could be reduced when reactants are smoothly transported. Numerous studies to modify cathode flow field design have been conducted because oxygen mass transfer in high current density region is dominant voltage loss factor. Among those cathode flow field designs, a block in flow field is used to forced supply reactant gas to porous gas diffusion layer. In this study, the block was installed on a simple fuel cell model. Using computational fluid dynamics (CFD), effects of forced convection due to blocks on a polarization curve and local current density contour were studied when different air flow rates were supplied. The high current density could be achieved even with low air supply rate due to forced convection to a gas diffusion layer and also with multiple blocks in series compared to a single block due to an increase of forced convection effect

상업은행의 국제화가 경영성과에 미치는 영향에 관한 실증연구 - 전략유형을 조절효과로 하여

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 경영학과(경영학전공), 2013. 8. 박남규.최근 국내 은행산업의 시장 포화상태로 성장의 한계에 직면함과 동시에, 세계 수위를 다투는 조선, 건설, 자동차 등 우수한 경쟁력을 보유한 한국의 타 산업 대비 상대적으로 매우 미비한 국제경쟁력을 가진 국내 상업은행들에게 있어, 적극적인 국제화의 추진은 더 이상 피할 수 있는 명제가 아니다. 반면에 상업은행의 국제화가 경영성과에 미치는 영향에 대한 국내외 선행연구는 일반기업 대상의 국제화 관련 연구와 달리 쉽게 찾아보기 힘든 실정이다. 이에 본 연구는 상업은행의 국제화와 경영성과간의 관계에 대한 고찰을 수행함과 동시에, 기존 관련연구에서 논의가 미비했던 전략유형을 조절변수로 도입하여 특정한 전략유형이 국제화에 따른 경영성과에 어떠한 영향을 미치는지 실증 분석하고자 하였다. 이를 위하여 2012년 자산규모 기준 상위 200개의 전 세계 상업은행을 분석대상으로 삼아 1999년부터 국제적인 금융위기가 본격화되기 이전인 2007년까지 9개년도 재무지표의 패널자료를 수집하여 횡단면분석 및 다중회귀분석(Pooled-OLS)을 실시하였다. 주요 분석결과는 다음과 같다. 첫째, 각 은행별로 분석기간 중 재무지표의 평균값을 변수로 사용한 횡단면분석을 통해 국제화 수준 자체는 상업은행의 수익성 및 도산위험과 유의미한 관계가 없었으며, 수익구조 다변화전략을 동시에 추진한 경우에 한하여 해당 은행의 경영성과가 유의미하게 우수함을 발견하였다. 또한 패널자료를 활용한 다중회귀분석을 통해 국제화가 진행될수록 도산위험이 통계적으로 낮아지지는 않는 반면 수익성은 유의미하게 향상됨을 실증 분석하였다. 둘째, 다중회귀분석 결과 이러한 수익성 향상 및 도산위험 감소에는 모두 수익구조 다변화전략이 더욱 긍정적인 결과를 달성하는데 일조하는 것으로 분석되었다. 또한 BIS자기자본비율을 높게 유지하는 자본적정성 관리전략은 최소한 국제화와 동시에 진행시에는 도산위험을 유의미하게 감소시키긴 하지만 수익성의 희생을 동반함으로써 긍정적 경영성과 달성에는 양면적인 영향이 있음이 밝혀졌다. 종합적으로 볼 때 상업은행이 투자금융, 외국환업무 등의 업무확대를 통해 전통적인 예대마진의 추구를 뛰어넘는 적극적인 수수료수익 극대화 전략을 국제화와 함께 추진하여야 더욱 뛰어난 경영성과 달성이 가능함을 실증분석 결과를 통해 도출하였다. 본 연구는 은행산업의 국제화 관련연구에서 최근 국내외에서 주로 논의되고 있는 은행산업의 전략유형을 독립적인 조절변수로 채택하여 실증분석을 시도한 점에서 의미를 찾을 수 있다. 또한 은행산업의 특성을 감안하여 종속변수인 경영성과를 수익성 뿐 아니라 도산위험을 추가로 고려한 점도 의의가 있다. 따라서 본 연구의 결과가 국내 상업은행이 국제화를 추진함에 있어서 경영진과 여러 이해관계자들이 전략적 측면에서 사전에 면밀히 분석하고 대응함으로써 성공적인 국제화를 도모하고 신규 해외시장 개척에 일조할 수 있기를 기대한다.Empirical study on Impact of Commercial Banks Internationalization on Performance - Adoption of Strategy Types as Moderating Variables For domestic commercial banks that are faced with an uphill struggle in generating further growth and in retaining weakening global competitiveness due to oversaturation of the domestic banking industry which is lagging behind other globally-competitive domestic industries including shipping, construction and motor vehicles industries, the active pursuit of internationalization seems no longer an option. Despite the urgency of this task, little research has been conducted on domestic commercial banks as opposed ordinary companies on the topic of impact of internationalization on performance. Given the current status, this study aims to test the internationalization-performance relationship, and empirically analyze, by adopting a number of rarely-analyzed "strategy types" as moderating variables, the impact that any particular strategy adopted by commercial banks may have on their performance. With the above-mentioned aim in mind, a cross-sectional analysis and a multiple regression analysis have been conducted against top 200 global commercial banks based on the size of total assets as of 2012 by examining the financial statements and the panel data of such banks for a period of nine(9) years from 1999 until 2007, which marks the onset of the global financial crisis. Key outcomes of such analyses are noted below. First, the results of a cross-sectional analysis which used the average of the financial data during the analysis period as a moderating variable conducted for each commercial bank showed no significant relationships between the extent of internationalization and profitability/insolvency risks, except that, only in the case of simultaneous pursuit of diversification of revenue sources, the study showed significant and positive relationships between the extent of internationalization and performance. Further, the results of a multiple regression analysis based on the panel data showed no statistical correlation between the extent of internationalization and insolvency risks but showed significant and positive relationships between the extent of internationalization and profitability. Second, the results of a multiple regression analysis indicated that improvement in profitability and reduction in insolvency risks are attributable, in part, to a diversification of revenue sources strategy. The results further indicated that while a capital ratio management strategy which involves maintaining a high BIS capital ratio, results in significant reduction in insolvency risks when pursued in tandem with internationalization, such strategy accompanies a cut in profitability, thereby producing conflicting outcomes. Overall, the analyses empirically showed that if commercial banks transcended their traditional work scope of focusing on generating their revenues from interest margins and instead, embraced a new work scope aimed at maximizing fees through actively pursuing other areas of businesses such as investment banking and foreign exchange-related businesses in tandem with pursuit of internationalization, they could achieve much superior performance. This study may be meaningful in that it represents an attempt to empirically analyze the topic at hand by selecting a number of strategy types keenly discussed in the context of studies conducted in the area of internationalization of banking industry both onshore and offshore as independent moderating variables. This study may also be meaningful in that, it considered as dependent variables of performance not only profitability but also insolvency risks which is well-reflective of the inherent nature of the banking industry. Hopefully, the outcome of the study could be used as a stepping stone to enabling the management and other interested parties to successfully pursue commercial banks' internationalization and to tap new markets abroad through a detailed analysis and formulation of proper strategies.제 1 장 서 론 제 1 절 연구배경 및 주제 제 2 절 연구방법 및 구성 제 2 장 이론적 배경 및 연구가설 제 1 절 은행의 국제화와 성과에 관한 연구 제 2 절 은행의 전략유형 및 성과에 관한 연구 1. 대형화와 현지화 2. 수익구조 다변화 3. 자본적정성 관리 제 3 절 은행의 경영성과 측정과 관련한 이론 제 3 장 연구모형 및 연구방법 제 1 절 연구모형 도식 및 모형설계 제 2 절 자료수집 및 변수측정 제 4 장 실증분석 제 1 절 기술통계량 및 상관관계 제 2 절 실증분석 결과 및 해석 제 5 장 결 론 제 1 절 연구결과와 함의 제 2 절 연구의 한계 및 제언Maste

Self-pressurization Effect and PEMFC Performance Improvement Using Metal Foam Compression

분리판은 반응물 및 전자를 전달하고 부산물인 물과 열을 배출하며, 막전극접합체의 지지체 역할을 하는 고분자전해질 연료전지의 핵심 구성요소이다. 따라서 분리판의 유로 구조는 연료전지의 성능을 향상시키는데 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 압축률이 다른 구리 폼을 cathode 분리판에 적용한 25 cm2 단위 전지를 이용하여 성능 평가를 수행하였다. 금속 폼의 압축률이 증가할수록 총 저항이 감소하였으며, 특히 전하전달과 물질전달 저항이 사형 유로에 비해크게 개선되어 중전류밀도 및 고전류밀도 영역에서 전압 손실을 줄일 수 있었다. 가압한 공기를 사용한 사형 유로구조의 경우 연료전지의 성능이 압축한 금속 폼(S3)을 적용한 유로와 중전류밀도 영역까지는 큰 차이가 없었으나, 고전류밀도 영역에서는 유로 구조의 한계로 낮은 성능을 보였다. The bipolar plate is a key component of the polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) that transfers reactants and electrons, discharges water and heat as by-products, and serves as a mechanical support for the membrane electrode assembly (MEA). Therefore, the flow field structure of the bipolar plate plays an important role in improving fuel cell performance. In this study, PEMFC performance was investigated with copper foams with different compressibility ratios applied to cathode bipolar plates using a 25 cm2 unit cell. The total resistance decreased as the compressibility ratio of the metal foams increased, and, in particular, the charge transfer and mass transfer resistance were significantly improved compared to the serpentine flow field, lowering voltage loss in medium and high current density region. In the case of pressurized air reactant flow with serpentine structure, fuel cell performance was similar to that of a compressed metal foam flow field (S3) up to the medium current density region, but low performance appeared in the high current density region due to flow field structure limitations