• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1009-1010
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• 2011

마이크로 스케일의 유체를 dispensing 하기 위한 방법으로 electrowetting 현상을 이용한다. 작은 물방울은 높은 표면에너지에 의해 좁은 관 내부에서 떨어지지 않고 정적인 평형상태를 이루게 된다. 이때, 유체 내부에 가느다란 전극을 삽입하고, 외부에 금속 평판을 설치한 후 두 전극 사이에 일정한 전압을 인가할 경우 sharp edge의 형태를 지니는 전극의 끝단에서 매우 높은 전계의 변화가 발생한다. 이 때, 작은 물방울의 electrowetting 현상에 의한 내부의 압력 변화를 수치 해석적으로 예측하고 이로 인한 형상의 변화 및 물방울의 dispensing 현상을 실험적으로 관찰한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.190.2-190.2
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• 2016

메탄은 변환을 통해 아세틸렌 및 수소와 같은 에너지 생산에 보다 유용한 기체를 얻을 수 있다. 메탄의 열분해 온도는 약 1,200 K로 알려져 있으며, 그 이상의 고온 환경 및 첨가물을 제공한 경우 효과적인 변환을 기대할 수 있다. 이러한 고온 환경 및 화학반응을 제공할 수 있는 시스템으로 열플라즈마 반응로가 있다. 일반적인 열플라즈마는 아크 방전이나 고주파 유도결합 방전으로 플라즈마 발생기에서 발생시킨 이온화된 열유체로 10,000 K 이상의 초고온과 최대 수천 m/s의 특성을 가지고 있다. 본 연구에서는 효율적인 메탄 변환을 위한 저전력 아크 플라즈마 발생기 및 반응로 내부의 온도 및 속도장을 전산모사하여 열유동 특성을 분석하였다. 아크 플라즈마 토치 영역의 전산해석은 전자기적 현상과 고온 열유동의 유체역학적 현상이 함께 작용하므로 기존에 사용되고 있는 전산유체 역학적인 방법론에 전자기적 현상에 대한 보존 방정식이 결합된 자기유체역학(Magnetohydrodynamic, MHD)방법을 이용하였고, 반응기 내부의 복잡한 열유동은 안정적인 계산이 가능한 상용 전산 유체역학(Computational Fluids Dynamics, CFD) 코드를 MHD 코드를 이용한 전산해석 결과 및 고온 물성치와 결합하여 해석하였다. 전산해석에 사용된 운전 변수로는 방전기체인 아르곤과 수소의 전체 유량을 45 L/min 으로 고정하고 수소의 비율을 0%, 6%, 12.5%, 20%로 하였으며, 각 유량 조건에서 입력 전력을 0.7 ~ 2.5 KW로 변화시켜 전체 15종의 운전조건에 따른 전산해석을 수행하여 각각의 운전변수에 따라 입력전력 기준 오차 1 ~ 28%에 해당하는 결과를 도출하였다. 본 연구를 통해 개발된 전산해석 방법을 이용하여 다양한 조건에서 아크 플라즈마 반응로 내부의 온도 및 속도장에 대한 전산해석 결과를 제시하였고, 효율적인 메탄 변환 공정을 개발하기 위한 아크 플라즈마 반응로의 설계조건 및 운전 조건을 제시할 수 있는 기반을 확보하였다.

• 에너지공학
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• 제22권1호
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• pp.28-37
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• 2013

교반 탱크(stirred tank)는 회전하는 임펠러(impeller)를 이용하여 단상 또는 다상의 유체를 지속적으로 유동시키는 장치로 여러 산업분야에 활용되고 있다. 우수한 성능의 교반기를 설계하기 위해서는 교반 성능에 영향을 미치는 다양한 내부유동특성의 정량적 데이터의 확보가 반드시 필요하지만, 복잡한 구조의 내부유동에 관한 정량적 해석은 현재까지 어려운 문제로 인식되고 있다. 본 연구에서는 전산유체 해석을 통해 교반 탱크에 적합한 기법을 제안하기 위해 Flunet 6.3의 두 가지 모델을 사용하였다. mixture model을 이용하여 교반 탱크 혼합을 해석하였으며, standard, k-${\varepsilon}$ model을 이용하여 교반 탱크 내의 유동을 해석하였다. 해석 기법으로는 다중 좌표계(Multiple Reference Frame)와 이동 격자(Sliding Mesh) 기법을 이용하였다. 전산유체해석 결과를 가시화 실험 결과와 비교하여 교반 탱크의 내부 유동 및 혼합 특성을 파악하고, 교반 탱크 내부 유동 해석 시 적절한 해석기법 선정의 기초자료를 제시하였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.23-30
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• 2002

본 연구는 축방향 내부 핀을 가진 열사이폰의 작동유체의 체적변화에 대한 응축 및 비등열전달 성능에 관한 연구이다. 열사이폰 내부의 작동유체는 증류수를 사용하였다. 열사이폰의 총체적에 대한 작동유체의 양을 변화시키면서 실험데이터를 산출하였다. 열사이폰의 응축부에 대한 열유속과 응축열전달계수를 구하였으며, 실험결과를 이론모델과 비교분석하였다. 실험결과로부터 열사이폰의 열전달 성능은 작동유체의 체적변화에 크게 의존하였다. 축방향내부 핀을 가진 열사이폰의 열전달 성능은 평튜브로 제작한 열 사이폰보다 크게 향상되었다. 이와 같은 열사이폰을 태양열 분야의 열교환기에 응용할 경우, 고성능화와 소형화할 수 있다. 그리고 산업현장에서 실제적으로 적용하기 위해 총열전달계수를 산출하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.109-109
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• 2017

알지네이트 하이드로 젤은 해조류에서 추출되는 천연 고분자인 알지네이트가 칼슘 또는 마그네슘 양이온과 이온가교(Ioninc cross linking)를 형성할 때 알지네이트의 고분자 구조가 칼슘, 마그네슘 양이온을 감싸면서 형성되는 고분자이다. 알지네이트 하이드로 젤은 높은 생체적합성(Biocompatibility)으로 인해 세포 재생을 위한 조직공학 및 재생의학, 약물전달 등의 제약 관련 분야에 광범위하게 적용될 수 있는 물질로 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 마이크로 플루이딕 칩을 이용하여 알지네이트 튜브를 제조하였다. 먼저 유동 포커싱 방식(flow focussing)을 유도할 수 있는 PDMS(Polydimethylsiloxane) 마이크로 플루이딕 칩을 제조하였다. 마이크로 플루이딕 칩은 CNC(Computer Numeric Control) milling machine을 이용한 template를 만들고 NOA mold를 이용하여 최종 PDMS 칩을 제작하였다. 튜브를 만들기 위한 마이크로 채널은 내부 채널 ($200{\times}200um$), 중간 채널 ($200{\times}200um$) 및 외부 채널 ($200{\times}200um$)로 구성되며 내부, 중간, 외부의 유체가 합류하는 수집채널은 폭 500 um, 깊이 200 um로 구성되었다. 운반체로는 5%의 acetic acid를 함유한 mineral oil를 이용하였으며 내부의 core flow는 $H_2O$로 하였다. 중간 유체인 2% 알지네이트 프리폴리머는 칼슘 이온의 존재 하에서 젤화 과정이 매우 빠르기 때문에 마이크로 채널 내부에서의 반응을 제어하고 막힘을 방지하기 위해 수용성 복합 칼슘-에틸렌 디아민 테트라 아세트산 (EDTA)을 사용하였다. 본 마이크로 플루이딕 칩에 각각의 유체를 이동시켰을 때, 운반체인 oil phase의 수소이온은 중간 유체인 알지네이트 프리폴리머와의 계면을 통해 확산되어 Ca-EDTA 복합체로부터 칼슘 양이온의 방출을 유발하게 된다. 방출된 칼슘 양이온은 알지네이트 고분자와의 이온 가교를 통해 알지네이트 하이드로 젤을 형성하여, 각 유체의 flow에 따라 알지네이트 튜브를 쉽고 빠르게 제조 가능하였다. 본 연구에서 제조된 알지네이트 튜브는 인체 내 장기간 약물 전달을 위한 나노섬유로 활용하거나 인공혈관을 구성하는 extracellular matrix로 활용될 잠재력을 가지고 있어 추후 활발한 연구개발이 진행될 예정이다.

• 월간 기계설비
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• 통권115호
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• pp.79-82
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• 2000

Deep Drawing에 의한 공정용 제어밸브는 밸브의 몸통을 프레스 금형에 의한 냉간 십가공(Deep Drawing)으로 제조된 것으로 내부에 유체제어 요소를 장치하여 유체의 압력, 유량 및 흐름의 특성을 제어하는 밸브이다. 특히 이 밸브는 몸통의 대량생산 방식이 가능해 가격이 저렴하여 경제성을 높였고, 고객의 다양한 유체제어 요구에 부응하므로써 탄력적인 대처가 가능하다.

• 한국추진공학회지
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• 제8권2호
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• pp.25-31
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• 2004

본 연구에서는 유연 외팔 구조물의 내부에 유체를 흐르게 함으로써 구조물의 진동을 억제시키는 방법을 제안한다. 안정성 해석과 동적 응답은 유한 요소법에 기초를 두었다. 근 궤적 선도에 있어서 플러터 한계와 최적 안정화 유속을 결정하였다. 진동의 감쇠를 관찰하기 위하여 모드 중첩법이 사용되었다. 시스템의 내부 흐름에 의한 안정화 효과는 구조물의 내부 감쇠를 무시한 경우와 포함한 경우의 임펄스 응답을 통하여 분석하였다. 내부 흐름은 기체의 경우보다도 액체의 경우가 더 큰 안정화 효과가 있다는 결론을 얻어냈다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.555-568
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• 1992

본 연구에서는 상기 연구의 연장으로서 내부 Rayleigh수가 1*$10^{4}$~1.5 *$10^{5}$ 범위 일때 Prandtl수가 6.05인 내부발열유체에 의해 자연대류가 일어나는 밀폐공간에서 종회비가 1/2, 1/3, 및 1/4로 변화할 때 유동, 온도분포 및 열전달특성 을 수치적인 방법 및 실험적인 방법으로 연구하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권12호
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• pp.1175-1183
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• 2013

전산유체역학 소프트웨어의 일부 개발자 및 사용자는 최신 전산유체역학 소프트웨어가 최소한 단상 원자로 안전문제는 타당하게 해석할 수 있을 것으로 생각하지만 계산 결과에는 여전히 제한성 및 불확실도가 존재한다. 현재 한국원자력안전기술원에서는 규제관점에서 원자로 안전문제에 대한 상용 전산유체역학 소프트웨어의 성능평가를 수행하고 있다. 본 연구에서는 축소 APR+ 원자로 내부유동 해석시다공성 모델을 적용한 상용 전산유체역학 소프트웨어의 예측 성능을 평가하기 위해 ANSYS CFX R.14 및 FLUENT R.14 에 탑재된 수치모델을 이용하여 계산을 수행하였다. 결론적으로 전산유체역학 소프트웨어에 따라 축소 APR+ 원자로 내부유동 분포는 국부적으로 차이가 발생하였다. 비록 제한된 수의 측정치로 인해 상용 전산유체역학 소프트웨어간 예측성능을 평가하기에는 다소 한계가 있으나 CFX R.14 가 FLUENT R.14 에 비해 상대적으로 타당한 예측결과를 제시하였다. 한편 적용된 차분법의 차이로 인해 동일한 격자에 대해 FLUENT R.14 가 CFX R.14 에 비해 상대적으로 많은 계산 메모리를 필요로 하였다. 따라서 대용량 병렬 계산시 가용한 계산 자원에 적합한 전산유체역학 소프트웨어가 선정되어야 한다.

• 한국환경생태학회지
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• 제32권4호
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• pp.373-380
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• 2018

도마뱀부치(Gekko japonicus) 성체와 유체의 주야간에 있어 서로 다른 은신처에 대한 선호 및 경쟁 양상을 알아보기 위하여 실내 사육장에서 성체 9개체(암컷 3, 수컷 6), 유체 4개체를 47일간 사육하면서 연구를 수행하였다. 실험결과, 사육장 내에 설치된 은신처 내부의 온도와 내부에서 발견된 도마뱀부치의 체온은 높은 양의 상관을 보였으며, 야간에 은신처 내부보다 외부에서 더 많은 성체와 유체가 관찰되었다. 성체와 유체 모두 특정 은신처에 대한 선호를 보였는데, 특별히 성체는 주간에 온도가 높은 은신처를 더 높은 비율로 선호하였다. 유체가 가장 선호한 은신처는 주야간에 동일한 은신처였다. 최대비율로 이용한 특정 은신처의 이용률은 성체의 경우 주야 간 차이가 유의한 반면, 유체는 차이가 없었다. 체온의 경우 성체와 유생 모두 야간에 은신처 외부에서 발견된 개체가 내부에서 발견된 개체들보다 더 높았다. 성체와 유생 사이의 체온 비교결과, 주간에 성체의 체온이 유체보다 높았으나, 야간에는 차이가 없었다. 이러한 결과는 도마뱀부치가 야행성으로 나은 온도조건을 가진 은신처를 선호하고 성체와 유체 간에는 은신처 이용경쟁이 있음을 보여주며, 더불어 도마뱀부치의 체온과 활동성에 관한 기초정보를 제공해 준다.