Spent nuclear fuel continues to be generated domestically and abroad, and various studies are actively being conducted for interim dry storage and disposal of spent nuclear fuel. The characteristics vary depending on the type of spent nuclear fuel and the initial specifications, and based on these characteristics, it is essential to estimate the burnup and enrichment of spent nuclear fuel as a nondestructive assay. In particular, it is important to estimate the characteristics of spent nuclear fuel with non-destructive tests because destructive tests cannot be performed on all encapsulated spent nuclear fuel in case of intrusion traces in safeguards. Data is made by measuring spent nuclear fuel directly to evaluate burnup of spent nuclear fuel, but computer simulation research is also important to understand its characteristics because past burnup history is not accurately written, and destructive testing is difficult. In Sweden, the dependency of the burnup history in source strength and mass of light-water reactor-type spent nuclear fuel was evaluated, and this part was also applied to MAGNOX in consideration of the possibility of being used to verify DPRK’s denuclearization. SCALE 6.2 TRITON modeling was performed based on public information on DPRK’s 5 MWe Yongbyon reactor, and the source strength of Nb-95, Zr-95, Ru-106, Cs-134, Cs-137, Ce-141, Ce- 144, Eu-154 nuclides were evaluated. Since the burnup of MAGNOX is lower than that of lightwater reactors, major nuclides in decay heat were not considered. The cooling period was evaluated based on 0, 5, 10, and 20 years. In case the discharge timing was different, the total period of discharge and reloading was the same, and the end-cycle burnup was the same, calculations showed that the source strength emitted from major nuclides was evaluated within 2-3% except for Ru-106 and Ce-144 nuclides. Even the burnup step of nuclear fuel is the same, and the reloaded length after discharge is different, i.e., the cooling period between is different at 5, 10, and 20, the source strength of Nb-95, Zr-95, Ce-144, and Cs-137 was evaluated as an error of 1%. Except for Ru-106 and Ce-144, nuclides are highly dependent on burnup. Compared to the case of light-water reactors, the possibility of a decrease in error needs to be considered later because the specific power is low. As a result, radionuclides in released fuel depend on the effects of burnup, discharged and reloaded period, and a cooling period after release, and research is needed to correct the cooling period within the future burnup history. In addition, in this study, it is necessary to select a scenario -based burnup because the standard burnup due to the statistical treatment of discharged fuels was not considered as conducted in previous studies.

Recently, the International Maritime Organization is strengthening regulations for ships operating in polar regions. Hence, insulated multi-core tubes as components for vessels operating in extreme cold need to be investigated in various aspects. Furthermore, the demand for research on electric propulsion vessels is also increasingly growing. Thus, to utilize a 4-core insulated multi-core tube with glass wool as insulation, which was previously developed for ships operating in polar regions, as a water-cooled electrical cable, this study conducted an experiment on the temperature change when water at normal temperature 25℃ was supplied as a coolant under the overcurrent varied from 10A to 25A. As a result, the temperature increase of the core in 10A condition was 3.3℃, but it increased to 13.05℃ in the 25A condition. This showed that a temperature difference of approximately 9.75℃ occurred according to the overcurrent load. However, the coolant inlet and outlet temperatures were relatively uniform around 1℃ in all conditions. This suggests that increasing the residence time by proper control of the coolant flow in the future could achieve a higher cooling effect.

Spent nuclear fuel (SNF) characterization is important in terms of nuclear safety and safeguards. Regardless of whether SNF is waste or energy resource, the International Atomic Energy Agency (IAEA) Specific Safety Guide-15 states that the storage requirements of SNF comply with IAEA General Safety Requirement Part 5 (GSR Part 5) for predisposal management of radioactive waste. GSR Part 5 requires a classifying and characterizing of radioactive waste at various steps of predisposal management. Accordingly, SNF fuel should be stored/handled as accurately characterized in the storage stage before permanent disposal. Appropriate characterization methods must exist to meet the above requirements. The characterization of SNF is basically performed through destructive analysis/non-destructive analysis in addition to the calculation based on the reactor operation history. Burnup, Initial enrichment, and Cooling time (BIC) are the primary identification targets for SNF fuel characterization, and the analysis mainly uses the correlation identified between the BIC set and the other SNF characteristics (e.g., Burnup - neutron emission rate) for characterizing. So further identification of the correlation among SNF characteristics will be the basis for proposing a new analysis method. Therefore, we aimed to simulate a SNF assembly with varying burnup, initial enrichment, and cooling time, then correlate other SNF properties with BIC sets, and identify correlations available for SNF characterization. In this study, the ‘CE 16×16’ type assembly was simulated using the SCALEORIGAMI code by changing the BIC set, and decay heat, radiation emission characteristics, and nuclide inventory of the assembly were calculated. After that, it was analyzed how these characteristics change according to the change in the BIC set. This study is expected to be the basic data for proposing new method for characterizing the SNF assembly of PWR.

The enhancement of heat transfer in cooling system of cylindrical lithium-ion battery pack is numerically investigated by installing fins on the cooling plate. Battery Design StudioⓇ software is used for modeling electro-chemical heat generation in the battery and the conjugated heat transfer is analyzed with the commercial package STAR-CCM+. The result shows that installing fins on the cooling plate increases the convective heat transfer on the surface and thus lowers the maximum temperature of the battery pack. As the length and thickness of the fins increase, heat transfer in the battery pack improves. Considering the geometry and airflow of the battery pack, the optimal values for the length and thickness of the fin are both 2mm. As the convective heat transfer coefficient of the surface increases, the maximum temperature of the battery pack is greatly reduced and the temperature gradient is greatly improved.

본 연구에서는 하절기 토마토 재배 시 주간 포그 냉방, 야간 히트펌프 냉방을 처리를 하여 냉방 처리가 온실 내 온습도, 작물의 생육 및 수확량에 미치는 영향을 분석하였다. 하절기 주간에 차광 처리한 대조구 온실의 평균 온습도는 32.1°C, 59.4%였고, 포그 처리한 시험구 온실의 평균 온도는 30.0°C, 74.3%로 나타났다. 이 때 외부의 평균 온습도는 31.4°C, 57.7%로 대조구 온실의 온도는 외기보다 0.7°C 높았으나 시험구 온실의 온도는 외기보다 1.4°C, 대조구보다 2.1°C 낮게 나타났다. 평균 습도는 시험구 온실 74.3%, 대조구 온실 59.4%로 포그 처리를 한 시험구에서 높게 나타났다. 야간 대조구 온실의 평균 온습도는 25.2°C, 85.1%였고, 히트펌프로 냉방을 한 시험구 온실의 평균 온습도는 23.4°C, 82.4%, 로 나타났다. 야간 외부의 평균 온습도는 24.4°C, 88.2%로 대조구 온실의 온도는 외기보다 0.8°C 높았으나 시험구 온실의 온도는 외기보다 1.0°C, 대조구보다 1.8°C 낮게 나타났다. 평균 습도는 시험구 온실 82.4%, 대조구 온실 85.1%로 나타나 시험구 온실의 습도가 더 낮게 나타났다. 작물 생육은 정식하고 8주 후에는 두 온실 간의 큰 차이는 없는 것으로 나타났으나 냉방 처리 후에는 시험구 온실의 작물이 대조구에 비해 경경, 초장, SPAD 값이 높게 나타났다. 토마토의 수확량은 냉방을 시작하고 2주 후까지 총 생산량의 차이는 1.2%로 큰 차이 없었으나 3주 후와 4주 후의 일 생산량이 시험구에서 대조구보다 많게 나타났다. 최종적으로는 시험구의 수확량이 81.3kg, 대조구의 수확량이 73.8kg으로 시험구가 대조구에 비해 10.2% 많게 나타남으로써 하절기 주간 포그 냉방, 야간 히트펌프 냉방이 작물 성장에 적합한 환경을 조성해 줌으로써 생육 및 생산성에 영향을 미친 것으로 판단된다. 냉방 처리에 따른 경제성을 비교해보면 대조구 온실에서는 142,166원의 수익이 있었던 반면 시험구 온실에서는 28,727원의 손해가 발생하여 냉방 처리는 경제성이 떨어지는 것으로 나타났다. 그러나 재식 밀도, 히트펌프 운용 시간 및 기간을 조절하여 에너지 사용은 줄이면서 생산성을 증가시킨다면 경제성도 확보할 수 있을 것으로 기대되며 이에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 판단 된다.

PURPOSES : The cooling characteristics of the asphalt mixture in a moving dump truck were analyzed using a numerical simulation method. The cooling characteristic can be used to determine the optimum transport path for minimizing the temperature drop of the asphalt mixture. METHODS : In this research, a coupled analysis of the discrete element method (DEM) with computational fluid dynamics (CFD) was applied for cooling characteristic analysis of asphalt mixtures in transit. Two different transit speeds, 30 km/h and 60 km/h, were considered to evaluate the effect of speed on the temperature drop of the asphalt mixture. Velocity, pressure, and temperature contours were plotted and temperature variations were compared. RESULTS : Most of the temperature drops in the asphalt mixture were observed in the middle of the dump box in the longitudinal direction. It was confirmed that a faster speed causes a greater temperature drop for the same travel time and a slower speed causes the more temperature to reach the same travel distance as expected. CONCLUSIONS : It is concluded that the coupled analysis method can be used to quantitatively evaluate the effect of vehicle speed on temperature drop in asphalt mixtures. In addition, the method can be used to determine the optimum travel path considering environmental conditions and traffic congestion.

The improvement of heat transfer in water cooling passage of lithium-ion battery is numerically studied by employing trapezoidal vortex generators. Battery Design StudioⓇ software is used for modeling electro-chemical heat generation in the battery. The conjugated heat transfer is analyzed with the commercial package STAR-CCM+ in terms of inlet flow velocities. The result shows that vortex generator enhances the convective heat transfer by developing thermal boundary layers and secondary flows in downstream, which results in reducing the average temperature of the battery by about 1℃. The heat transfer is enhanced for the whole inlet velocity, while the pressure loss sharply increases at more than inlet velocity of 0.1m/s. The optimum inlet velocity is around 0.1m/s for in terms of the heat transfer and pressure loss.

As a case study on aspect ratio behavior, Kaolin, zeolite, TiO2, pozzolan and diatomaceous earth minerals are investigated using wet milling with 0.3 pai media. The grinding process using small media of 0.3 pai is suitable for current work processing applications. Primary particles with average particle size distribution D50, ~6 μm are shifted to submicron size, D50 ~0.6 μm, after grinding. Grinding of particles is characterized by various size parameters such as sphericity as geometric shape, equivalent diameter, and average particle size distribution. Herein, we systematically provide an overview of factors affecting the primary particle size reduction. Energy consumption for grinding is determined using classical grinding laws, including Rittinger's and Kick's laws. Submicron size is obtained at maximum frictional shear stress. Alterations in properties of wettability, heat resistance, thermal conductivity, and adhesion increase with increasing particle surface area. In the comparison of the aspect ratio of the submicron powder, the air heat conductivity and the total heat release amount increase 68 % and 2 times, respectively.

원심 해수냉각 펌프를 분석하기 위하여 다른 운전 유량에 대한 캐비테이션 거동을 조사하였다. 3D 2상 해석은 ANSYS-CFX 상 용코드로 수행되었다. 해석에는 k-ε 난류와 Rayleigh-Plesset cavitation 모델이 사용되었다. 수치 예측에 기초하여 세 가지 토출 유량값에 대 하여 헤드 드롭 특성곡선이 작성되었다. 더 높은 유량에서 임펠러는 버블 캐비테이션에 보다 취약하다. 0.7Q, Q 및 1.3Q(Q: 설계 유량)에서 작동하는 펌프의 3 % 헤드 드롭 위치는 각각 NPSHa 1.21 m, 1.83 m 및 3.45 m에 해당한다. 증기 기포의 볼륨이 예측되고 캐비테이션의 위치는 임펠러 내에서 발생하는 캐비티를 시각화하여 예상하였다. 또한, 압력계수와 날개 부하 분포가 구체적으로 제시되어 캐비테이션이 펌프 운전에 미치는 해로운 영향을 나타냈다. 또한, 압력계수 분포와 날개부하 차트가 구체적으로 제시되어, 펌프 운전에 캐비테이션이 미치는 해로운 영향을 나타냈다.

온실 냉난방시스템 설계용 외부기상조건의 분석 기준을 설정하기 위하여 연간 백분위 방식에 의한 냉난방 설계기온을 분석하고, 기존의 계절 백분위 방식에 의한 설계기온과 비교 검토하였다. 우리나라 전 지역을 대상으로 현재 기상청에서 제공하는 기후평년값 기준 30년간의 매 시각 기상자료를 분석에 사용하였다. 표준기상 데이터의 이용이 제한적이기 때문에 전체 기상자료를 이용하여 매년 설계용 기상조건을 구하고, 전체 자료기간의 평균값을 분석에 사용하였다. 연간 백분위 방식으로 1년 기준 총 8,760시간의 백분위수 0.4%, 1%, 2%를 냉방 설계 외기온으로, 99.6%, 99%를 난방 설계 외기온으로 제시하였다. 연간 백분위 방식을 채택할 경우 계절 백분위 방식에 비하여 전체적으로 난방설계 외기온은 6.7~9.6% 상승하는 것으로 나타났으며, 냉방설계 외기온은 0.6~1.1% 하강하는 것으로 나타났다. 동일한 온실 조건에서 최대난방부하는 연간 백분위 방식을 채택할 경우 기존의 계절 백분위 방식에 비하여 약 3.0~3.6% 정도 감소하는 것으로 나타났고, 최대냉방부하에 미치는 영향은 미미한 것으로 분석되었다. 따라서 난방설계 외기온은 연간 백분위 방식으로의 변경에 대하여 고려할 필요가 있지만, 냉방설계 외기온은 두 방법 간의 차이가 거의 없으므로 아직까지 변경할 필요는 없는 것으로 판단된다. 전체적으로 현재의 계절 백분위 방식으로 분석한 설계 외기온을 사용하여도 큰 문제는 없을 것으로 생각되지만, 기후변화의 영향을 고려하여 주기적인 설계용 기상자료의 분석 및 설계기준의 개정이 필요하고, 현재의 기후평년값 기준연도가 바뀌는 2021년 이후에는 이 기간의 기상자료를 분석하여 새로운 설계기준으로 제공해야 할 것이므로, 그 때 연간 백분위 방식에 대한 전문가 그룹의 검토를 통하여 반영할 필요가 있을 것으로 판단된다.

본 연구는 4연동 벤로형 유리온실의 냉·난방 부하를 고려한 PV 시스템의 적정 패널 설치 면적을 도출하기 위하여 BES 기법을 이용하여 온실 및 PV 시스템의 에너지 모델을 설계하였으며 동적 에너지 시뮬레이션을 수행하였다. 대상 작물은 파프리카로 선정하였으며 작물의 적정생육온도를 고려하여 냉·난방장치 및 환기장치의 가동조건을 설정하였다. 2012년부터 2016년까지 총 5년 동안의 기간별 냉·난방부하 및 최대 냉·난방 부하를 환 기팬의 환기량 조건 별로 분석을 실시하였다. 온실의 냉 ·난방 부하 산정과 함께 PV 시스템의 설치 각도에 따른 전력 생산량을 분석하였으며 신재생에너지 공급의무비율을 적용하여 최적 PV 시스템 설계 방안을 도출하였다. 환기팬의 환기량 60AE·hr-1 조건에서 대상 온실의 기간 평균 냉방 부하로 인한 전력 소모량은 174,310kWh, 기간 평균 난방 부하로 인한 전력 소모량은 458,903kWh 로 총 633,213kWh의 전력 소모량이 산정되었다. PV 시스템은 설치 각도를 30o로 설정하는 조건에서 가장 높은 전력 생산량이 나타났으며 월별 최적 각도를 적용하는 조건에서는 고정형 PV 시스템보다 약 5.7% 많은 전력 을 생산하는 것으론 산정 되었다. 최종적으로 대상 온실에 적합한 PV 시스템 패널 면적을 도출한 결과, 고정형 PV 시스템은 521m2의 패널이 필요한 것으로 산정되었고, 가변형 PV 시스템의 경우 494m2의 패널이 필요한 것으로 산정되었다. 본 연구를 통하여 4연동 벤로형 유리온실의 냉·난방 부하를 고려한 PV 시스템의 필요 패널 설치 면적을 도출할 수 있었으며 PV 시스템의 온실 적용 가능성 및 경 제성 평가의 기초 자료로 활용 가능할 것으로 판단된다. 한편, 본 연구에서는 작물 특성 데이터를 확보하지 못하여 작물의 에너지 교환을 고려하지 않았다. 보다 정확한 결과를 도출하기 위해서는 현장 실험 데이터에 기반을 둔 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다.

Although most of the automobile bodies are made of steel, the application of aluminum alloy sheet with high strength is under consideration for the development of environmentally friendly lightweight body for fuel economy improvement and carbon dioxide emission reduction. In the case of some inner plates, application of magnesium alloy sheet is examined. TRB plate has been studied mainly for weight reduction and rigidity reinforcement of steel plate parts. Recently, research on aluminum TRB rolled plate for light and environment friendly automobile application has been started, It is expected that the development of eco - friendly TRB rolling material made of light alloy will increase as the importance of light weight body for future energy efficiency increases. Therefore, in this study, we tried to obtain the technology to improve the quality of the product by pre - verifying the cooling performance of the hot forming process through the heat flow analysis and evaluating the cooling performance through the temperature distribution analysis. As a result, it was found that the temperature distribution through the flow velocity problem and the flow of the cooling channel can influence the quality of the final product through different heat distribution and cooling time depending on the shape of the mold and the product.

간척지 온실의 환경설계 기술 개발을 위한 기초자료 제공을 목적으로, 첨단 시설원예단지 설치 계획이 있는 국내 7개 대규모 간척지 주변의 기후조건을 분석하였으며, 새만금 간척지 내에 설치된 3연동 플라스틱 온실을 대상으로 하절기에 시설 내외의 열적 환경계측 실험을 통하여 자연환기 및 온도 상승 특성을 분석하고, 간척지 온실의 환경 설계에 적용해야 할 부분을 검토하였다. 작물의 유무에 따른 온실의 환기율을 비교한 결과, 작물이 있으면 온실의 환기율은 낮아지지만 작물의 증발산에 의해 실내기온 상승은 감소하는 것으로 나타났다. 작물이 있는 경우 온실의 환기회수는 대체로 0.3~0.9회/min의 범위에 있었고, 평균 0.7 회/min으로 나타났다. 실외기온 대비 실내기온 상승은 1~5oC정도의 범위에 있었고, 평균 2.5oC로 나타났다. 간척지에 설치된 실험온실의 자연환기 성능은 여름철 권장 환기율을 거의 만족시키고, 실외기온 대비 실내기온 상승도 작물재배 환경을 크게 벗어나지 않으므로 새만금 간척지에서는 냉방설비 없이 자연환기 만으로 온실의 작물 재배가 가능할 것으로 판단된다. 간척지는 해안에 위치하고 있어 내륙지역에 비하여 바람이 강하고, 안개가 자주 끼는 특성을 보이는 것으로 나타났다. 이와 같이 강한 풍속은 온실의 환기율을 증가시키므로 냉방부하의 감소요인으로 작용하게 될 것으로 판단된다. 또한 안개지속시간이 내륙지역에 비하여 현저하게 길기 때문에 기간냉방부하는 감소할 것으로 예상되며 이는 냉방 설비의 운전경비 측면에서 유리할 것으로 판단된다. 또한 간척지 온실의 환기 및 냉방시스템 설계 시에는 주변의 기상관측소 자료를 그대로 이용하지 말고, 온실 설치 지역에서 실측한 기상자료 또는 현장 여건을 반영하여 보정된 기상자료를 사용하여 설계하도록 할 필요가 있다.

This paper aims to reveal the effects of the K- turbulence model on the performance analysis of battery cooling system for electric vehicle. The maximum temperature, the difference of temperature, and temperature distributions on the battery module were compared with and without K- turbulence model under the different flow rate. It can be expected that the maximum temperature of K- turbulence model is corrected by using the average error rate without the result of K- turbulence model.

Cutting tools tend to wear gradually with progressing of machining process due to extremely high surface loads and temperature from the relative motions between tool and workpiece. Especially, the high cutting temperature is a dominant factor in the relation to tool life. High-pressure coolant has been reported as an effective method to prevent the severe wear from cutting temperature. This research investigates efficient supplying conditions of high-pressure coolant with the CFD results from a internal-flush drilling process. The flow rate of coolant is increased drastically up to three times under 70 bar compared to conventional way.

This paper aims to reveal the effects of the K-ε turbulence model on the performance analysis of battery cooling system for electric vehicle. The maximum temperature, the difference of temperature, and temperature distributions on the battery module were compared with and without K- ε turbulence model under the different flow rate. It was found that there was no need to apply K-ε turbulence model when the flow rate is over 500m3/h because the difference of maximum temperature is under the 6℃.