• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.1-11
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• 2016

본 연구에서는 벽면으로부터 균일한 열 유속 조건에서 나노유체의 층류유동에 의한 대류 열전달 향상과 관련하여 유동관 내 벽면에서의 나노입자 거동의 영향에 대한 수치해석 및 실험 연구에 대해서 논한다. $SiO_2$ 나노유체의 동적 열전도도는 스테인리스 원형 관(길이 1 m 및 직경 1.75 mm)의 외면에 부착된 T형 열전대를 활용하여 측정하였다. 실험에 사용된 나노유체는 직경이 24 nm인 구형의 $SiO_2$ 나노 입자를 초순수에 분산시켜 제조하였다. 나노 유체의 향상된 열전도도(즉, 최대 7.9 %의 증가)는 기본유체(즉, 초순수)와 나노유체 간 유동에서 벽면 온도 변화를 측정하여 비교함으로써 확인하였다. 하지만, 수치해석 결과에서는 실험으로부터 발견된 경향이 발견되지 못했는데, 이는 수치해석 모델이 기본적으로 연속체역학 및 안정된 콜로이드 용액에 나노 입자를 포함하는 유동특성에 기반을 두기 때문으로 분석된다. 이에 따라, 열교환 표면에서 나노입자와 벽면 간 상호작용(예: 나노입자의 고립된 침전)에 의한 표면특성 변화와 같은 비연속체역학 기반의 효과를 확인하기 위하여, 나노유체의 흐름 직후 정제수를 활용한 추가실험을 수행하였다.

• 유변학
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• 제10권1호
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• pp.31-37
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• 1998

전기장이 인가되고 있는 유로를 유동하는 전기유변유체의 기본성질을 파악하기 위 한 실험 및 해석적 연구를 수행하여 빙햄유체로서의 유효성에 대해 알아보고 전기장과 유로 면 형상 및 진동유동으로 인한 영향에 대해 조사함으로써 ER밸브 및 ER대퍼로의 응용과 관련한 감쇄력 제어에 대해 검토하였다. 첫 번째 실험은 ER밸브의 높이가 2mm인 적극면이 평탄한것과 요철로 된 것을 사용하여 압력손실을 압력변환기로 측정함으로써 전기장 및 유 로형상에 대한 영향을 알아보았다. 압력손실 및 전단응력이 전기자세기와 함수관계를 가짐 을 알수 있었고 전기장세기와 유속의 변화시 손실계수에 의한 ER효과의 상이함이 확인되었 으며 레이놀즈수가 커지면 항복전단응력의 영향은 나타나지 않았다. 두 번째 실험은 실린더 를 정현파로 진동시켜 ER밸브에서 감쇠력제어가 가능한가를 알아보고 빙햄유체모델로 설계 된 ER댐퍼의 모델과 비교하였다. ER배르와 ER댐퍼의 수학적 모델을 시뮬레이션한 결과는 약간 벗어남이 보이기는 하나 실험결과와 일치하요 있다. 이것은 ER유체를 단순히 빙행유 체로 취급할수없으나 거시적으로는 빙햄유체로 취급할수 있음을 시사한다.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제1권1호
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• pp.40-49
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• 2004

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2006년 제4회 한국유체공학학술대회 논문집
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• pp.531-534
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• 2006

250kw급 MFFC용 연료전지 발전시스템에 적용 가능한 BOP 중에서 터보제너레이터 사이클을 구성하는 구심터빈의 공력설계에 관한 연구를 수행하였다. 기본적인 치수는 평균반경에서의 해석 뿐만 아니라 구심터빈에서 반경 반향으로 변화가 크게 발생하므로 출구측에서 반경반향의 변화를 고려하여 결정하였다. 기본공력설계 과정에서 결정된 구심터빈 임펠러의 자오면 기본형상과 입출구 날개각 등의 기본설계 자료를 바탕으로 임펠러의 기하학적 3차원 형상을 결정하였다. 구심터빈 임펠러의 3차원 블레이드 형상이 결정되면 일련의 CFD를 통한 원심펌프 임펠러 내부의 유동현상을 고찰함으로써 기하학적 형상의 타당성을 검토하는 반복 설계 과정을 수행하였다. 또한, 여러 회전수에 대하여 정익에서와 동익에서의 유량이 일치할 수 있도록 동익 출구의 압력을 조절하여 작동유체의 각 위치에서의 값들을 구하고 각각의 위치에 따라 적절한 손실모델을 적용하여 탈설계점에서의 성능곡선을 구하였다. CFD 해석결과, MCFC 발전시스템에 마이크로 터보제너레이터를 적용시킬 경우에 폐열을 이용하여 16kW 정도의 전력을 추가로 생산할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.74.1-74.1
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• 2011

탄소나노튜브는 높은 전기 전도성과 열 전도성을 가지며, 이러한 특성 때문에 21세기를 주도해 나갈 수 있는 차세대 첨단 소재로서 각광을 받고 있다. 또한 최근에는 나노공학기술의 발달로 인하여 획기적으로 높은 열전도도를 나타내는 다중벽 탄소나노튜브(Multi-walled Carbon Nanotubes, MWCNTs)의 대량 생산이 가능하게 되면서 다중벽 탄소나노튜브의 높은 열전도도 특성을 이용하여 탄소나노튜브를 기본 유체 및 기능성 유체에 안정하게 분산 시킨 후 이를 이용하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 탄소나노튜브를 유체에 안정하게 분산시키기 위한 방법으로는 기계적 분산법, 물리적 흡착에 의한 분산법, 화학적 개질에 의한 분산법이 있다. 따라서 본 연구에서는 이들 분산 방법과 탄소나노튜브 입자의 물성치에 따른 나노유체의 특성을 알아보기 위하여 나노유체의 열전도도와 점도 특성을 비교 분석하였다. 모든 물성치는 같지만 탄소나노튜브의 길이만 다른 두 종류의 다중벽 탄소나노튜브에 각각 계면 활성제(Sodium Dodecyl Sulfate, SDS) 100 wt%와 고분자 화합물(Polyvinyl Pyrrolidone, PVP) 300 wt%를 첨가하여 나노유체를 제조하였으며, 산화처리 된 다중벽 탄소나노튜브(Oxidized Multi-Walled Carbon Nanotubes, OMWCNTs)를 증류수에 초음파 분산하여 산화나노유체를 제조하였다. 나노유체의 열전도도는 전기 전도성 유체의 비정상 열선법(Transient Hot-wire Method)을 이용하여 측정하였고, 나노유체의 점도는 회전형 디지털 점도계를 이용하여 측정하였다. 실험 결과, 상온에서 동일 혼합비의 나노유체를 비교했을 때, 산화나노유체가 SDS 100 wt%, PVP 300 wt%를 혼합한 다른 나노유체보다 높은 열전도도 특성을 보였으며 점도 특성 또한 가장 낮은 것으로 측정되었다. 특히 상온에서 0.1vol%의 산화 CM-100 나노유체는 증류수보다 열전도도가 8.34%가 증가하였고, $10^{\circ}C$의 저온에서는 상온에서 증류수와 비교하여 측정된 열전도도 값보다 0.36%가 감소한 7.98%가 증가함을 보였다. 본 연구를 통하여 얻어진 결과는 높은 열전도도를 필요로 하는 열교환기의 작동유체나 기타 활용 분야에 대한 기초 자료로써 유용한 정보를 제공할 것이라 판단된다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.60-60
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• 2013

공정용 플라즈마는 반도체 웨이퍼 가공, 평판형 디스플레이, 자동차 및 산업용 부품 코팅, 장식용 코팅에 널리 사용되고 있다. 이를 위한 장비 개발은 플라즈마에 대한 깊은 이해가 없이는 불가능하여 주로 선진 장비 회사의 모델을 참고하여 유사하게 만드는 수준에서 진행되어 왔는데 2D, 3D modeling이 가능한 전산 유체 모델은 일부 상용화 패키지 S/W까지 등장하였으나 플라즈마와 수치 해석에 대한 기본적인 지식이 없이는 사용이 매우 어렵다는 단점이 있어 국내의 일부소자회사의 장비 관련 연구팀 정도에서만 사용이 가능했다. 이를 중견 장비 업체들에 까지 확대하기 위한 작업의 일환으로 2D-ICP, 2D-CCP model의 기본적인 기능을 갖추고 기하적 크기는 파라미터 방식으로 사용자가 조절할 수 있도록 만든 framework을 개발하려는 시도에 대해서 논의 하고자 한다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1996년도 춘계학술대회논문집; 부산수산대학교, 10 May 1996
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• pp.53-59
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• 1996

오늘날 산업현장에서 사용되는 대부분의 기계와 가전 제품에는 회전기계가 중요한 역할을 담당하고 있고, 이러한 회전 요소에서 종종 진동이 발생하여 문제가 되고 있다. 이러한 진동이 발생시키는 원인 중에서도 회전체의 불평형(unbalance)이 대부분이다. 이러한 불평형 중에도 매 운전 사이클마다 불평형의 크기나 위치가 바뀌는 경우에는 평형잡이 기계로는 불평형을 수정할 수 없다. 이를 자동적으로 수정하는 장치로써 Thearle가 볼(steel ball)을 이용한 자동평형장치를 제안하였고, 정상는 2개의 볼을 내장한 1개 또는 2개의 원판을 설치하여 계의 기본적인 진동특성을 조사하였다. 그리고 볼과 저점성유체를 내장한 단일원판의 자려진동에 대한 안정성을 조사한 연구결과도 있다. 본 연구에서는 위의 이론들을 기초로 하여 1) 2개의 원판을 모델한 기본적인 진동거동, 2) 자동 평형장치로서 이용가능한 운전영역과 자려진동의 발생 영역 및 조건, 3) 계의 파라메터, 즉 각가속도, 원판내의 유체의 점성계수 및 볼의 갯수의 변화에 대한 자동평형장치의 성능 등을 실험적으로 조사하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1721-1725
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• 2006

유한요소법으로 공학적 문제를 해결할 때에는 적절한 모델링을 통하여 가장 빠르고 정확한 해를 얻도록 해야 한다. 유체 흐름의 기본 변수인 속도는 그 공간 도함수가 요소간에 불연속을 이루게 된다. 속도의 공간 도함수는 기본적으로 유체에서의 응력, 압력, 및 와도 등과 밀접한 관련이 있다. 또한 이러한 요소간의 속도의 공간 도함수에서 발생하는 불연속의 크기는 요소망이 세분화되어 감에 따라 감소하면서 정확한 해에 수렴하게 된다. 즉 속도의 공간 도함수를 대상으로 오차에 정도를 판단하는 것이 기존의 유한요소 모델의 타당성을 판단하는 기준으로 적합함을 알 수 있다.

• 기계저널
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• 제30권6호
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• pp.548-554
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• 1990

대체에너지 기관으로서 요구되는 조건을 갖춘 스터링엔진의 이해를 돕기 위하여 기본원리, 개 발현황, 개발상 문제점 등의 기본사항을 소개하였다. 내연기관과는 달리 외연기관인 스터링엔 진은 작동유체가 밀폐공간 내에서 고. 저온 양 영역을 이동하면서 압력차를 발생시켜 일을 형성 하는 과정을 밟기 때문에 고온. 고압일수록 높은 출력이 예상되며, 전열성능과 작동저항면에서 수소나 헬륨과 같은 저분자량의 가스가 작동체로 채택되기 때문에 작동유체의 누기(leakage) 및 크랑크실의 냉각 윤활유의 작동공간으로의 누유 등은 스터링엔진의 출력 저하에 가장 큰 요인 으로 작용한다. 마찰 등 기계적 손실의 저감기술, 속도제어기술, 용도에 따른 엔진 형식 설계 기술, 구성부품 성능향상을 위한 요소기술 등의 개발이 중요한 과제가 되고 있으며, 이상 소개한 내용이 관심있는 많은 분들의 스터링엔진 연구나 이해에 도움이 될 수 있기를 바란다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권3호
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• pp.279-285
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• 2011

본 논문에서는 비정상열선법을 이용한 나노유체의 열전도도 측정시, 자연대류 개시점을 수치적 방법을 통하여 파악해 보았다. 측정 유체는 부피비 1, 4, 10% 를 갖는 물-기반 알루미나 나노유체이고, 이에 대한 물성치는 기존 이론모델 및 실험적 상관관계식을 이용하여 계산하였다. 비정상열선법 장치는 FDM 방식으로 모델링 되었으며, 자연대류의 개시점은 중력장하의 열선의 온도변화를 관찰함으로써 파악하였다. 자연대류의 개시점은 물의 경우 11.5 초이고, 10% 부피비에서 Maxwell 모델로 열전도도를 예측한 알루미나 나노유체인 경우 41.6 초로 계산되었다. 특히 부피비가 증가할수록 자연대류가 늦게 발생함을 확인하였으며, 계산된 결과를 이용하여 비정상열선법의 실린더 내부에서 나노유체의 자연대류 개시점을 예측할 수 있는 관계식을 제시하였다. 또한 비정상열선법으로 열전도도를 측정할 때, 기본유체의 자연대류 발생시점 이전에 측정이 이루어진다면 나노유체의 열전도도 측정시 자연대류에 의한 측정오차는 무시할 수 있음을 확인하였다.