초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 DC 전력의 차단 시 여러 문제를 유발하는 아크현상을 정밀해석하기 위하여 전자기학, 열-유체역학, 하전입자운동을 동시에 고려하는 DC 아크의 다물리 해석기법을 개발하고, DC 아크를 억제하고 신속하게 제거할 수 있는 최적설계기법을 개발하는 것이 연구의 최종목표이다. 이를 달성하기 위한 3가지 핵심연구목표는 DC아크방전의 다물리 지배방정식 정식화 및 검증모델 수치해석, DC 차단아크의 다물리 정밀수치해석 개발 및 실험검증, DC 차단아크 발생의 억제/제거를 위한 최적설계 및 실험검증이다.

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□ 연구개요
본 연구는 DC 전력의 차단 시 여러 문제를 유발하는 아크현상을 정밀해석하기 위하여 전자기학, 열-유체역학, 하전입자운동을 동시에 고려하는 DC 아크의 다물리 해석기법을 개발하고, DC 아크를 억제하고 신속하게 제거할 수 있는 최적설계기법을 개발하는 것이 연구의 최종목표이다. 이를 달성하기 위한 3가지 핵심연구목표는 DC아크방전의 다물리 지배방정식 정식화 및 검증모델 수치해석, DC 차단아크의 다물리 정밀수치해석 개발 및 실험검증, DC 차단아크 발생의 억제/제거를 위한 최적설계 및 실험검증이다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구의 최종목표는 DC 아크에서 발생하는 전자기학, 열-유체역학, 하전입자운동을 동시에 고려하는 다물리 DC 아크 정밀해석기법을 개발하고 이를 기반으로 DC아크를 억제하고 발생된 아크를 신속하게 제거할 수 있는 최적설계기법을 개발하는 것이다. 총 연구기간동안 DC 차단아크의 정밀해석을 위해 1차년도부터 3차년도까지 초기의 기초적인 방전수치모델에서부터 꾸준히 발전시키며 최종적으로 완성된 다물리 수치모델을 정립하였다. 또한 DC 전기방전 차단시스템의 아크 억제를 위한 전극형상의 최적설계기법을 최종적으로 개발하였고 방전수치해석을 통해 유효성을 확인하였다. 방전시험을 통해 본 과제연구로부터 개발한 전기방전 다물리 수치모델 및 최적설계기법을 검증하며 성공적으로 최종목표를 달성하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
최근 세계적으로 다양한 분야에서 DC 전력의 적용이 급증하고 관련 시장이 급속히 확대되면서 DC 전력의 효율적/안정적 운용을 위한 신제품 개발 경쟁이 치열해지고 있다. 이에 따라 DC 차단아크를 효율적으로 억제하고 신속하게 제거할 수 있는 기술의 개발은 DC 전력시스템 보급에 대한 중요한 선결과제이다. 본 과제를 통해 연구개발한 DC 차단아크 다물리 해석기법 및 최적설계기술은 차단아크의 물리현상에 대한 정확한 이해와 차단시스템의 정확한 성능분석을 가능하게 하고 차단아크의 발생억제 및 신속제거를 위한 최적설계에 적용될 수 있다. 다물리 해석기법 및 최적설계기술은 개발시간과 비용을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 신뢰성, 재료비, 사이즈 등에서 경쟁력 있는 제품의 개발을 가능하게 할 것이다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 1. 1차년도 ... 4
• 2. 2차년도 ... 8
• 3. 3차년도 ... 12
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 17
• 1. 산업적 중요성 ... 17
• 2. 학술적 중요성 ... 17
• 4. 참고문헌 ... 18
• 5. 연구성과 ... 19
• 대표적 연구실적 ... 21
• 끝페이지 ... 30