• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.448-448
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• 2013

최근 생물학적 분석 기구에서 시료를 처리, 분리, 검출, 샘플링 또는 분석하기 위해 사용되는 마이크로펌프(Micropump)에 대한 관심이 높아지고 있다. 또한 전자소자의 성능과 신뢰성의 증진을 위한 전자소자의 열 문제를 해결하기 위해 냉각장치로 마이크로 펌프가 적용되기도 한다. 그 외에도 마이크로펌프는 다양한 분야에 응용이 가능하다. 마이크로펌프는 작동 방식에 따라 압전형, 공압형, 열공압형, 연동형 등의 여러 종류로 분류되고 있다. 그중에서도 최근에는 연동형 마이크로 펌프의 개발이 각광받고 있다. 기존의 연동형 펌프들은 다중 챔버를 가지고 있으며, 각각의 챔버 내에서 Dead volume이 많이 발생할 뿐만 아니라 이상적인 연동운동과는 차이가 많이 나는 문제점을 가지고 있다. 또한 압전방식과 열공압방식은 느린 응답성으로 인해 효율적인 유체 이동이 어렵다. 본 논문에서는 이상적인 연동운동을 구현하기 위하여 기존의 연동형 펌프의 단점을 보완하고, 하나의 챔버에 다중전극 구조를 가지는 정전기력방식의 연동형 펌프를 개발하였다. 정전기력방식으로 펌프를 구동함으로써, 저전력으로 펌프구동이 가능하며, 하나의 챔버에 다중전극을 설치함으로써 이상적인 연동운동을 재현하였다. 그리고 Dead volume을 최소화 하였다. 또한, 빠른 반응속도로 인해 효율적인 유체 이동을 실현시킬 수 있었다. 본 연구에서 제안된 마이크로 펌프의 구성은 크게 챔버, 박막, Inlet/outlet hole으로 구성되었다. 챔버는 Si-wafer에 wet etching 공정으로 제작 하였고 그 위에 알루미늄 박막을 200 nm 증착시켰다. 챔버는 가로 32 mm, 세로 5 mm, 깊이는 $15{\mu}m$, 부피는 $200{\mu}l$으로 제작되었다. 박막은 폴리이미드(polyimide)를 사용하여 $3{\mu}m$의 두께로 제작 되었으며, 폴리이미드 박막 사이에는 200 nm 두께의 4개의 알루미늄 박막 전극을 삽입시켰다. 삽입된 4개의 전극에 개별적인 전기신호를 보냄으로써 연동운동이 가능하다. Inlet/outlet hole은 직경 2 mm의 크기로 제작되었으며, 튜브를 연결하여 유체가 흐를 수 있는 체널을 형성하였다. 제작된 마이크로 펌프의 구동전압은 115 V이며, 인가되는 주파수를 1 Hz~100 KHz까지 변화시켜 유량을 측정하였다. 작동 유체는 공기이며, 유량측정은 튜브 내에 물방울을 삽입하여 시간에 따른 이동거리를 관측하였다. 측정결과 2.2 KHz에서 2.4 mm/min의 가장 높은 유량을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 제안된 연동형 마이크로펌프는 이상적인 연동운동이 가능함으로써 기존의 연동형 방식의 문제점을 보완하였으며, 생명과학, 의학, 화학 등의 분야에서 적용이 가능하리라 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제31권5호
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• pp.389-398
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• 1998

옥남 금-은 광상은 소백산육괴 선캠브리아기 율리층의 흑운모편암 및 천매암 내에 발달하는 함금-은 능망간석맥으로 산출된다. 광맥의 상호 구조에 근거하여 5회의 광물 침전기 (stage)가 인지되며, 각 시기는 특징적인 광물 조합을 나타낸다. 함금-은 맥(광화 3기)에서의 정출 광물은 맥의 연변부로부터 내측으로 가면서 다음과 같이 변화한다: 유비철석+황철석 (암색 능망간석 밴드 내)$\Rightarrow$섬아연석+황동석+방연석+에렉트럼 (담색 능망간석 밴드 내)$\Rightarrow$ 방연석+함은 광물 (정동 부위). 유체포유물 자료에 의하면, 광화유체의 온도 및 염농도는 시간에 따라 전반적으로 다음과 같이 감소했음을 지시한다: 광화 I기 (석영맥 광화작용), $345^{\circ}{\sim}240^{\circ}C$, 3.4~7.8 wt.% NaCl 상당농도; 함망간 탄산염기 (II 및 III), 3130-2070C, 2.3-8.7 wt.% NaCl; 광화 4기 (석영맥 광화작용), $328^{\circ}{\sim}213^{\circ}C$, 3.6~5.4 wt.% NaCl. 광화유체는 냉각 희석 상태의 순환강우의 혼입과 주기적으로 반복된 버등을 통하여 진화한 것으로 사료되며, 유체포유물 자료와 지질 증거에 의하면 광화작용 중 양력은 90~340 bar이었다. 금은 함은량이 높은 에렉트럼 (21~29 atom.% Au)으로 산출되며 주로 $300^{\circ}{\sim}240^{\circ}C$ 사이의 온도에서 침전되었다. 열역학적 검토에 의하면, 금은 pH의 증가와 더불어 온도, 유황분압 및 산소분압의 감소에 의해 침전하였으리라 사료된다.

• 한국광물학회지
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• 제20권2호
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• pp.115-124
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• 2007

충북 영동지역 영보가리 광산의 에렉트럼(은함량=$60.3{\sim}87.6atom.%$)-황화광물 광화작용은 선캠브리아기 편마암 내의 단층열극을 충진한 석영맥으로 산출된다. 석영맥은 광물조성이 단순한 괴상이며, 구조적으로 2회에 걸쳐 형성되었다. 산출 광석광물은 비교적 단순하며, 유비철석(비소함량= $31.4{\sim}33.4atom.%$), 황철석, 섬아연석(철함량 = $4.1{\sim}17.6mole%$ FeS), 방연석, 황동석, 휘은석 및 에렉트럼 등으로 구성된다. 유체포유물연구에 의하면, 광화작용은 $CO_2+CH_4$ 함량$(X_{CO2+EH4}=0.0{\sim}0.2)$과 저염도 ($0{\sim}10wt.%$ NaCl 상당염농도)를 갖는 $H_2O-CO_2-CH_4-NaCl$계 유체로부터 $200^{\circ}{\sim}370^{\circ}C$의 온도범위에서 진행되었다. 금-은침전은 천금속계 황화광물 보다는 후기, 약 $250^{\circ}C$ 근처에서 진행되었고, 유체불혼화에 따라 황화광물 침전 및 $H_2S$ 일탈이 야기되면서 주로 냉각 및 유황분압의 감소에 기인하였다.

• 자원환경지질
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• 제54권6호
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• pp.753-765
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• 2021

동원광상은 옥천대 북서부 태백산분지 내에 분포하는 조선누층군의 변성암류, 퇴적암류 또는 화성암류 내에 발달된 열극을 충진하여 생성된 함 금-은 열수맥상 광상으로, 괴상 및 각력상 조직과 함께 정동의 발달 등 복합적인 조직적 특성을 보여준다. 동원광상의 맥상 광화작용은 지구조적 운동(tectonic break)에 의하여 광화 1시기(stage I)와 광화 2시기(stage II)로 구분된다. 광화 1시기는 석영맥의 생성과 함께 주된 함 금·은 광물인 에렉트럼(electrum)과 함께 황화광물, 산화광물 및 황염광물 등이 산출한 시기로서, 공생관계와 광물 조합 특성 등에 의하여 세 단계의 광화시기(초기, 중기, 후기)로 구분된다. 광화 1시기의 초기에는 주로 황철석, 자철석, 자류철석, 유비철석 등이 산출되었다. 중기에는 주된 금-은 광화작용이 진행되어 에렉트럼과 함께 섬아연석, 황동석, 방연석 등의 황화광물과 함 은 광물 및 황염광물 등이 산출되었다. 후기에는 황철석, 섬아연석, 방연석 등과 함께 함 은·안티몬 광물 등이 산출되었다. 광화 2시기는 주 광화작용 이후의 금속 광화작용이 이루어지지 않은 방해석과 백운석맥의 생성시기이다. 동원광상 광화작용은 초기 고온(≥430℃)의 열수유체 유입으로 시작되어 냉각과 비등작용 및 상대적으로 천부를 순환한 열수유체 또는 천수의 혼입 등에 의하여 ≥430℃~≤230℃의 온도조건에서 6.0 to 0.4 wt. percent NaCl 상당 염농도를 갖는 유체에서 진행되었다. 동원광상의 광물 공생관계 변화는 이러한 열수계의 진화에 의한 온도와 황 분압 조건의 감소 등의 환경변화가 반영된 결과이다. 동원광상은 한국형 금·은 광상 및 금-은 혼합형 광상에 해당하는 중/천열수 광상에 대비된다.

• Tribology and Lubricants
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• 제2권2호
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• pp.12-19
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• 1986

냉각성, 난연성, 그리고 경제성의 면에서 우수한 윤활특성을 갖고 있는 이멀션윤활제를 사용하여 로울러와 프레이트간의 선접촉 및 광간섭계의 실험장치를 통하여 탄성유체윤활 영역에서의 윤활기구 및 분산립자의 거동기구를 명확히 하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 스퀴즈 유막내의 유동은 윤활간극이 비교적 넓은 경우와 좁은 경우로 대별하여 전자의 경우에는, 입자분포 및 속도분포의 영향이 크게 나타나며, 후자의 경우는 이멀션입자가 간극내에 정지하여 유막두께의 감소와 더불어 변형되어 간다. 2. 스퀴즈 유막내의 O/W, W/O 각 이멀션의 유동은 간극이 클 경우, 입경에 의한 속도차가 역으로 나타나고, 작은 경우에는 잔류액적의 분포가 서로 다르며 그밖에 O/W 형은 W/O 형에 비하여 분산입자가 쉽게 변형하는 것을 알 수 있다. 3. EHL영역입구부에서는 입자의 유동속도가 극히 적은 정체영역이 존재하며, 그 부근에서의 입자의 거동은 입경에 따라서 다르다. 4. 2색광에 의한 광간섭선의 관찰에 의하여 탄성유체윤활 영역내를 통과하는 이멀션유를 확인함과 동시에 EHL영역입구부에서의 분열거동이 관찰되었다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제19권4호
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• pp.86-93
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• 2014

Increased demand of power-transformer's capacity inevitably results in an excessive temperature rise of transformer components, which in turn requires improved radiator design. In this paper, numerical simulation of the cooling performance of an ONAN-type (Oil Natural Air Natural) radiator surrounded by air was performed by using CFX. The natural convection of the air was treated with the full-model. The present parametric study considers variation of important variables that are expected to affect the cooling performance. We changed the pattern and cross-sectional area of flow passages, the fin interval, the flow rate of oil and shape of flow passages. Results show that the area of flow passage, the fin interval, the flow rate of oil and shape of flow passages considerably affect the cooling performance whereas the pattern of flow passages is not so much influential. We also found that for the case of the fin interval smaller than the basic design, the temperature drop decreases while a larger interval gives almost unchanged temperature drop, indicating that the basic design is optimal. Further, as the flow rate of oil increases, the temperature drop slowly decreases as expected. On the other hand, when the shape of flow passages are changed, temperature drop is increased, indicating that the cooling performance is enhanced thereupon.

• 한국전산유체공학회지
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• 제21권2호
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• pp.90-98
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• 2016

A numerical study is conducted on thermal performance of a large-area hot plate specially designed as a heating and cooling tool for thermal nanoimprint lithography process. The hot plate has a dimension of $240mm{\times}240mm{\times}20mm$, in which a series of cartridge heaters and cooling holes are installed. The material is stainless steel selected for enduring the high molding pressure. A numerical model based on the ANSYS Fluent is employed to predict the thermal behavior of the hot plate both in heating and cooling phases. The PID thermal control of the device is modeled by adding user defined functions. The results of numerical computation demonstrate that the use of cartridge heaters provides sufficient heat-up performance and the active liquid cooling in the cooling holes provides the required cool-down performance. However, a crucial technical issue is raised that the proposed design poses a large temperature non-uniformity in the steady heating phase and in the transient cooling phase. As a remedy, a new hot plate in which heat pipes are installed in the cooling holes is considered. The numerical results show that the installation of heat pipes could enhance the temperature uniformity both in the heating and cooling phases.

• 한국전산유체공학회지
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• 제20권3호
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• pp.8-14
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• 2015

More and more, spaces are decreasing which satisfy multiple requirements for wind power plants. However, areas which have excellent wind resources and are free to civil complaints occupy a large space, although they are exposed to the cryogenic environment. This study conducted a thermal-fluid analysis of a cryogenic chamber for testing large wind turbine parts exposed to the cryogenic environment. The position of supply air is placed to the upper area to compare each cooling performance for each location of various outlets in mixing ventilated conditions. The study carried out CFD analysis for the chamber both with and without a test object. For the cases without the test object, the air temperature of the upper supply and down extract type chamber was cooled faster by 5-100% than the others. However, for the cases with the test object, the object temperature of upper supply and center extract on the opposite side type chamber was cooled faster by 33-132% than the others. The cooling performance by the air inside the chamber and the test object did not show the same pattern, which implicates the need to consider the cooling performance by not only the air but also the test object in the large cryogenic chamber design for testing large parts.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제17권6호
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• pp.95-103
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• 2014

During the international effort to develop the next generation nuclear reactor technologies, many new power cycle concepts were derived to improve efficiency and reduce the capital cost. Among many innovative power cycles, it was identified that the supercritical $CO_2$ (S-$CO_2$) Brayton cycle technology has a big potential to outperform the existing steam cycle and eventually replace it. The S-$CO_2$ cycle achieves high efficiency with very compact size, which is the ultimate advantage for a power cycle to have. The S-$CO_2$ cycle has a great potential not only for the future nuclear applications but also for general heat sources such as coal, natural gas, and concentrated solar. In this paper, a brief introduction to the S-$CO_2$ power cycle technologies will be first provided, and a short summary of current research and development status of the power cycle technology around the world will be followed. Especially the research works performed by KAIST, KAERI and several related research institutions in Korea will be reviewed in more detail, since they have recently developing a strong infrastructure to test these ideas by constructing a demonstration facility while producing many innovative ideas to improve and realize the concept.

• 한국전산유체공학회지
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• 제20권1호
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• pp.65-76
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• 2015

In this study, the natural convection phenomenon of the air side and the forced convection phenomenon of the oil side were simulated in the radiator through a 3-D numerical analysis, and the total heat released by the oil side into the radiator heating plate and then to the air side was evaluated. Also, a quantitative analysis was carried out on the effect of each thermal resistance on the overall heat transfer coefficient through a 1-D thermal circuit analysis on the heat transfer mechanisms of the radiators considered in this study. In addition, for the diverse shapes of the heating plates considered in this study, the pressure drops of the oil side were quantitatively compared and evaluated. The temperatures at the air side and the oil side outlets of the radiators with 8 different fin shapes considered in this study had almost similar values showing a difference of +/-3% and, accordingly, the total heat transfer also showed similar heat dissipation performance in all the models. As a result of the 1-D thermal circuit analysis, in all the models considered in this study, while the thermal resistance of the air side accounted for 92% to 96% of the total, that of the oil side was 5 to 7%, and that of the heating plate showed a very small value of 0.02%.