• Title/Summary/Keyword: 공기역학적 평가

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PBMS용 조리개형 공기 역학 렌즈의 수치해석적 연구

  • Kim, Myeong-Jun;Kim, Yeong-Seok;Kim, Dong-Bin;Mun, Ji-Hun;Gang, Sang-U;Kim, Tae-Seong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2014.02a
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    • pp.279.2-279.2
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    • 2014
  • 반도체 선폭이 20 nm급까지 감소함에 따라 기존에 수율에 문제를 끼치던 공정 외부 유입 입자뿐만 아니라, 공정 도중에 발생하는 수~수십 나노의 작은 입자도 수율에 악영향을 끼치게 되었다. 이에 따라 저압, 극청정 조건에서 진행되는 공정 중 발생하는 입자를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 장비에 대한 수요가 발생하고 있다. Particle beam mass spectrometer (PBMS)는 이러한 요구사항을 만족할 수 있는 장비로 100 mtorr의 공정 조건에서 5 nm 이상의 입자의 직경별 수농도를 측정할 수 있는 장비이다. PBMS로 입자의 수농도를 측정하기 위해서는 PBMS 전단에서 입자를 중앙으로 집속할 필요가 있다. 공기역학렌즈는 PBMS 전단에서 입자를 집속시키기 위해 일반적으로 널리 사용되고 있는 장비로 여러 개의 오리피스로 이루어져 있다. 공기역학렌즈를 지나는 수송 유체와 입자는 이러한 연속 오리피스를 거치면서 팽창과 수축을 반복하며, 관성력의 차이로 인해 입자가 중앙으로 집속된다. 그러나 기존 공기역학렌즈는 고정된 직경의 오리피스를 사용하기 때문에 설계된 공정조건 이외에는 입자의 집속효율이 감소한다는 단점을 지닌다. 따라서 공정조건이 바뀔 경우 공기역학렌즈를 교체해야 되며, 진공이라는 환경하에서 이러한 교체는 많은 시간과 노력을 요구로 한다. 본 연구에서는 이러한 공기역학렌즈의 문제점을 해결하기 위해 다양한 공정조건에서 교체 없이 사용할 수 있는 새로운 형태의 공기역학렌즈인 조기래형 공기역학렌즈를 제안하였다. 각각의 오리피스가 중공의 직경을 변경할 수 있는 구조인 조리개의 형태로 설계되어 있어, 공정조건에 따라 중공의 직경을 변경함으로써 입자의 집속을 결정하는 요소인 Stokes number를 조절 할 수 있다. 이러한 조리개형 공기 역학 렌즈의 성능을 평가하기 위해 수치해석적인 방법을 이용하였다. 공기 역학 렌즈 전단의 압력을 0.1~10 torr까지 변화시켜가며 다양한 공정조건에서 오리피스의 직경만을 변경하여 입자 집속 가능 여부를 판단하였으며, 조리개 형태의 구조상 발생할 수 있는 leak로 인한 입자 집속 효율의 변화도 평가하였다.

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Design and Evaluation of Atmospheric Cascade Impactor (상압 다단임팩터의 설계 및 성능평가)

  • 권순박;임경수;이규원;지준호;배귀남
    • Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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    • 2000.04a
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    • pp.219-220
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    • 2000
  • 대기 중에 부유하는 입자상 물질을 크기별로 측정하는 기술은 크게 입자의 전기적 특성, 광학적 특성 및 공기역학적 특성을 이용하는 방법이 널리 사용된다. 이중 입자의 공기역학적 특성, 다시 말해 입자의 관성력을 이용한 다단임팩터는 설계 및 제작이 용이하고, 입경별 분리능력이 우수하기 때문에 대기 에어로졸의 입경분포 측정에 가장 많이 사용되고 있다. 본 연구의 목표는 분리입경이 각각 10, 5, 2.5, 1 $\mu\textrm{m}$ 인 상압 4단임팩터를 설계, 제작하여 성능평가하는 데 있다. (중략)

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An Experimental Study on Wind Aerodynamic Improvement of Steel Composite Cable Stayed Bridge having π-shaped Girder (π형 주형을 가진 강합성 사장교의 공기역학적 제진방법에 대한 실험적 연구)

  • Chang, Dong Il;Min, In Ki
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.10 no.4 s.37
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    • pp.801-811
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    • 1998
  • In this paper, aerodynamic properties and improvements of the ${\pi}-shaped$ stiffening girder is studied by wind tunnel tests in steel composite cable stayed bridge. As an improvement device, fairing, extension, post and flap is tested. and the best improved section is selected and estimated on angles of attack, damping ratios and turbulent flows. It is shown that the selected fairing is effective to improve the aerodynamic stability. And this study can be utilized as a database of wind-resistant methodology of steel composite cable stayed bridge.

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입자 집속 용도의 직경 가변형 렌즈에 대한 특성 연구

  • Kim, Myeong-Jun;Kim, Dong-Bin;Kim, Hyeong-U;Gang, Sang-U;Kim, Tae-Seong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2016.02a
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    • pp.241-241
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    • 2016
  • 반도체 선폭이 20 nm급까지 감소함에 따라 기존에 수율에 문제를 끼치던 공정 외부 유입 입자뿐만 아니라, 공정 도중에 발생하는 수~수십 나노의 작은 입자도 수율에 악영향을 끼치게 되었다. 이에 따라 저압, 극청정 조건에서 진행되는 공정 중 발생하는 입자를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 장비에 대한 수요가 발생하고 있다. Particle beam mass spectrometer (PBMS)는 이러한 요구사항을 만족할 수 있는 장비로 100 mtorr의 공정 조건에서 5 nm 이상의 입자의 직경별 수농도를 측정할 수 있는 장비이다. PBMS로 입자의 수농도를 측정하기 위해서는 PBMS 전단에서 입자를 중앙으로 집속할 필요가 있다. 공기역학렌즈는 PBMS 전단에서 입자를 집속시키기 위해 일반적으로 널리 사용되고 있는 장비로 여러 개의 오리피스로 이루어져 있다. 공기역학렌즈를 지나는 수송 유체와 입자는 이러한 연속 오리피스를 거치면서 팽창과 수축을 반복하며, 관성력의 차이로 인해 입자가 중앙으로 집속된다. 그러나 기존 공기역학렌즈는 고정된 직경의 오리피스를 사용하기 때문에 설계된 공정조건 이외에는 입자의 집속효율이 감소한다는 단점을 지닌다. 따라서 공정조건이 바뀔 경우 공기역학렌즈를 교체해야 되며, 진공이라는 환경하에서 이러한 교체는 많은 시간과 노력을 요구로 한다. 본 연구에서는 이러한 공기역학렌즈의 문제점을 해결하기 위해 다양한 공정조건에서 교체 없이 사용할 수 있는 새로운 형태의 직경 가변형 공기역학렌즈인 조리개형 공기역학렌즈를 제안하였다. 기존 연구를 통해 조리개형 공기 역학 렌즈가 다양한 압력 범위 내에서 나노입자를 성공적으로 집속할 수 있음을 보였지만, 장비를 상용화하기 위해서는 사용자가 좀 더 쉽게 렌즈직경을 결정 할 수 있어야 한다. 이에 본 연구에서는 조리개형 렌즈의 중공 직경에 따른 입자 집속 특성을 평가하였으며, 최종적으로 압력과 집속하고자 하는 직경에 따라 렌즈 중공 직경을 결정할 수 있게 해주는 데이터 베이스를 제작하였다.

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Section Model Study on the Aerodynamic Behaviors of the Cable-Stayed Bridges with Two I-Type Girders Considering Structural Damping and Turbulence Intensity (2개의 I형 거더를 가진 사장교의 구조감쇠비 및 난류강도를 고려한 공기역학적 거동에 관한 단면모형실험 연구)

  • Cho, Jae-Young;Kim, Young-Min;Cho, Young-Rae;Lee, Hak-Eun
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.26 no.6A
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    • pp.1013-1022
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    • 2006
  • Although the cable-stayed bridges with two I-type girders inherently do not have good aerodynamic characteristics, a lot of the bridges with this type girders are constructed in Korea recently because of an economical merit. This paper investigated the aerodynamic characteristics of the cable-stayed bridges with two I-type girders. Section model tests were conducted in order to investigate the aerodynamic behaviors of this section with varying of the angles of attack, turbulence intensity and damping ratios. Two deck section configurations with different torsional stiffness were studied under construction and after completion respectively. Three types of the fairings were investigated to improve the aerodynamic characteristics of the bridges. The result of this study showed that the traditional section model test in uniform flow estimates the aerodynamic behavior rather pessimistically. The wind induced responses of the bridges were severely varied in accordance with the turbulence intensity and the structural damping ratio. The proposed fairing reduced the magnitude of the vortex-shedding vibrations and buffeting responses. It also increased the wind speed at which flutter occurs. It is expected that these investigations would provide a lot of information for the design of the cable stayed bridges with two I-type girders regarding wind resistance.

Aerodynamic Characteristics of Young and Elderly Adult Patients with Voice Disorders during Continuous Speech (젊은 성인 및 노인 음성장애 환자의 연속발화시 공기역학적 특성 비교)

  • Pyo, Hwa-young
    • The Journal of the Korea Contents Association
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    • v.19 no.12
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    • pp.270-278
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    • 2019
  • This study was performed to compare the aerodynamic characteristics of young and elderly adult male patients with voice disorders during continuous speech. Aerodynamic measurements were obtained after 12 young male patients and 9 elderly male patients read a paragraph. The elderly group showed longer duration, lower airflow rate and air volume than the younger group, but the differences were not significant except phonation time. So, when interpreting the meaning of aerodynamic measures of elderly voice disorder patients in the aspects of airflow and air volume, it should take into account various conditions(e. g. reading materials, pulmonary functions) as well as age.

Evaluation of Damping Properties on Suspension Bridge Using Extended Kalman Filter (확장형 칼만필터를 이용한 현수교의 감쇠성능 평가)

  • Park, Dong-Uk;Kim, Nam-Sik
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.31 no.2A
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    • pp.89-96
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    • 2011
  • The damping ratio as an index of bridge vibration could be considered as one of the important dynamic characteristics of a suspension bridge. But estimating of damping ratio on an existing suspension bridge under ambient vibration condition could be a laborious task. Moreover, it is not simple to directly distinguish aerodynamic damping and friction damping from apparent damping. According to previous studies, the aerodynamic damping properties can be linearly affected by wind speed level, and apparent damping ratio can be affected by amplitude of vibration. Therefore, in this article, the relationships among damping ratio, wind speed level and amplitude of acceleration were studied for separating extract aerodynamic damping and friction damping from apparent damping. Damping ratios on Sorok Bridge, a suspension bridge which is a located in Go-Heung, Korea, were estimated by two different methods as using Hilbert transform and extended Kalman filter which were well known as effective estimation methods for non-linear state. It was possible to distinguish aerodynamic damping and friction damping from apparent damping using averaged normal components of wind speed, RMQ values of acceleration, and estimated damping ratios from wind-induced vibration responses and vehicle loading responses.

Study on Flexible Airfoil in Low Reynolds Number Flow Field (저 레이놀즈 수 유동장에서의 유연 익형에 대한 연구)

  • Gwon, Gi Beom
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.31 no.3
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    • pp.1-7
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    • 2003
  • In the study, aeroelastic behaviors and aerodynamic performances of flexible airfoil in low Reynolds number environment are evaluated. To facilitate the present study, flexible airfoil in modeled through attaching massless membrane in portion of the upper CLARK-Y airfoil surface, which is often proposed low Reynolds number airfoil. The behavior of membrane in governed by aerodynamic forces and membrane equilibrium equation. Nondimensional parameter deducted by nondimensionalizing the membrane equilibrium equation, which represents the interaction between fluid and membrane has a great influence on membrane aeroelastic behavior. Changing the starting point of the membrane is conducted on aerodynamic performances. As a result, the value of nondimensional parameter should almost linearly increase according to moving the starting point of the membrane surface toward the trailing edge.

Geomechanical Stability of Underground Lined Rock Caverns (LRC) for Compressed Air Energy Storage (CAES) using Coupled Thermal-Hydraulic-Mechanical Analysis (열-수리-역학적 연계해석을 이용한 복공식 지하 압축공기에너지 저장공동의 역학적 안정성 평가)

  • Kim, Hyung-Mok;Rutqvist, Jonny;Ryu, Dong-Woo;Synn, Joong-Ho;Song, Won-Kyong
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.21 no.5
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    • pp.394-405
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    • 2011
  • In this paper, we applied coupled non-isothermal, multiphase fluid flow and geomechanical numerical modeling using TOUGH-FLAC coupled analysis to study the complex thermodynamic and geomechanical performance of underground lined rock caverns (LRC) for compressed air energy storage (CAES). Mechanical stress in concrete linings as well as pressure and temperature within a storage cavern were examined during initial and long-term operation of the storage cavern for CAES. Our geomechanical analysis showed that effective stresses could decrease due to air penetration pressure, and tangential tensile stress could develop in the linings as a result of the air pressure exerted on the inner surface of the lining, which would result in tensile fracturing. According to the simulation in which the tensile tangential stresses resulted in radial cracks, increment of linings' permeability and air leakage though the linings, tensile fracturing occurred at the top and at the side wall of the cavern, and the permeability could increase to $5.0{\times}10^{-13}m^2$ from initially prescribed $10{\times}10^{-20}m^2$. However, this air leakage was minor (about 0.02% of the daily air injection rate) and did not significantly impact the overall storage pressure that was kept constant thanks to sufficiently air tight surrounding rocks, which supports the validity of the concrete-lined underground caverns for CAES.

An Experimental Study on 3-Dimension Aerodynamic Properties of Composite Cable Stayed Bridge (합성형 사장교의 3차원 공기역학적 특성에 대한 실험적 연구)

  • Min, In Ki;Chae, Young Suk
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.20 no.6
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    • pp.741-750
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    • 2008
  • The aim of this study was to analyze the aerodynamic properties of the composite cable-stayed bridge by conducting three-dimensional wind tunnel tests. Focusing on the improved section of the bridge in the two-dimensional wind tunnel tests, the bridge's aerodynamic stability was estimated based on the angles of attack and the wind angles. The aerodynamic properties of vertical galloping, torsion galloping,and torsion flutter were also estimated based on the design wind velocity, and because much of the cable-stayed bridge was constructed using FCM, it was not sufficiently stiff during the bridge's construction. Therefore,the experience progressed by stages: from the full stage to the tow stage, and until the bridge became a single tower. Since the original plane was designed to be a steel box girder, the aerodynamic properties of the steel-box-type and composite-type girder could be compared. The results of this study can be utilized as basic data regarding the aerodynamic properties of medium-length and short composite cable-stayed bridges.