본 연구에서는 액화수소 밸브 시험장치에 적용되는 소형 저장용기의 cool-down 방법의 효율성에 대해 연구하였다. cool-down 방안으로는 293 K에서 20 K까지 액화수소를 이용해 냉각하는 방법과 293 K에서 77 K까지 액화질소, 77 K에서 20 K까지 액화수소를 이용한 냉각방법으로 구성되어 진다. 계산의 편의성을 위해 소형 탱크의 형상을 단순화하였으며, 탱크 재질의 온도변화에 대한 비열특성을 고려하여 열역학적 관점에서 분석하였다. 또한 추가적으로 각각의 냉각유체의 비등곡선을 ∆T에 대해 선행연구의 관계식 계수를 적절히 변경하여 모사하였고 이를 토대로 열전달 관점에서 냉각에 소요되는 시간, 필요 유체양 등을 계산하였다. 그 결과, 액화 질소를 이용하여 1차 냉각 후 액화수소를 적용한 방안이 효율적이었으며 상대적으로 액화수소의 직접적인 사용이 적어 안전하다고 판단된다.

최근 수소에너지 활용이 증가함에 따라 이를 보급하는 수소 충전소의 구축이 증가하고 있다. 수소는 고압/액화 상태로 수송되며 1.5세대 충전소 등 기체 형태의 저장방식이 사용된다. 특히, 외부 화재 등에 따른 저장시스템의 이상과압 발생에서 저장용기의 압력을 해소하여 탱크를 보호할 수 있는지에 대한 설계 검토가 필수이다. 하지만 기존 규격을 적용할 경우 이를 과대 예측하는 경향이 있다. 따라서, 본 논문에서는 API 521에서 제시하는 dynamic simulation을 개발하여 압축기 최대 유량 지속 유입 조건과 외부화재 발생에 따른 이상과압 시나리오에 대해 병렬형 탱크 시스템에 대한 안전밸브 선정을 분석하였다. 그 결과, 압축기 이상과압 시나리오에서는 안전밸브의 최소 분출량은 유입유량이었으며, 외부 화재 조건에서는 병렬 탱크 수에 따라 분출량 검토가 필요한 것으로 나타났다.

최근 자동차 산업에서 차량 중량으로 인해 환경 규제와 연비(연료 효율) 저감 요구사항을 충족할 수 있는 기술 개발은 중요한 주제이다. 이를 해결하기 위해 차량 차체 중량 감소 기술은 유망한 해결책으로 간주된다. 차량의 중량을 줄이기 위해, 알루미늄 사용 비율이 높은 자동차는 알루미늄 부품들을 서로 접합하기 위해 일반적인 와이어 용접(MIG, TIG)을 사용한다. 그러나 복잡한 3차원 형상과 서로 다른 재료의 경우에는 금속 결합 및 접합에 필요한 전통적 용접 방식의 적용과 접근이 어렵다. 따라서 이러한 경우에는 접합 기술을 사용해야 한다. 본 연구에서는 중량 감량을 위한 다양한 기계적 접합 방법 중, 리벳이 없는 클린칭 접합(clinching joints)의 기계적 특성을 조사한다.

구조용 자동차 부품을 개발할 때 CAE를 적용하는 것은 일반적이다. 자동차 부품의 구조적 성능을 예측하기 위해서는 보다 정확한 시뮬레이션이 요구되며, 이는 수치 모델의 규모를 증가시킨다. 또한, 경량화와 성능 향상을 위해 최적화 기법이 적용된다. 최근에는 반응표면법(response surface method), 크리깅(kriging), 신경망(neural network)과 같은 메타모델을 활용한 최적화 방법이 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 자동차 부품의 구조적 성능을 예측하기 위해 크리깅을 채택하였다. 아울러 CAE를 통해 구조적 성능을 예측할 때 성능을 결정론적 값으로 제시하는 것은 종종 비합리적이다. 본 연구에서는 불확실성을 고려하는 강건 최적화(robust optimization) 방안을 도입하고 이를 자동차 부품 설계에 적용하였다. 본 연구에서는 제어암(control arm)과 볼 조인트(ball joint)에 대해 각각 강건 최적화를 수행하였다. 공차(tolerances) 및 재료 물성(material property)에 내재한 불확실성을 고려하였으며, 제어암은 경량 설계를 위한 목적으로 최적화하였다. 반면, 볼 조인트의 최적 설계는 인장풀아웃 강도(pull-out strength)를 고려하여 제안하였다. 그 결과, 각 최적 해는 결정론적 값이 아니라 분포(distribution) 형태로 제시되었다.