• 한국추진공학회지
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• 제10권4호
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• pp.69-76
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• 2006

Bodner-Partom 점소성 모델을 이용하여 액체로켓 연소기 재생냉각 챔버의 구조해석을 수행하였다. 구조해석에 사용한 점소성 모델의 재료상수를 구하기 위하여 구리합금에 대하여 변형률 속도를 변화시켜 인장시험을 상온 및 고온에서 수행하였다. 점소성 모델은 상용유한요소 해석 프로그램인 Marc의 사용자 서브루틴을 이용하여 구현하였다. 구조해석 결과 냉각 채널은 압력에 의한 하중보다 열하중에 의하여 대부분의 변형이 발생하며 연소기의 작동조건에서 냉각 채널의 구조적인 안정성 여부를 확인할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.291-294
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• 2005

본 해석은 제철용 고로 구조물에 대해여 고로 내의 온도 분포를 이용한 열전도 유한요소 해석을 수행하고자한다. 해석모델인 고로는 내화벽돌, 냉각판, 내화재(castable), 철피의 복잡한 구조로 이루어져있다. 각각의 재료뿐만 아니라 고로에 사용되어지는 모든 내화벽들의 재료 물성치 값을 사용하여 보다 실직적인 해석을 수행하고자 하며 고로의 냉각 시스템인 냉각판과 냉각 pipe의 효과 규명하고자 한다. 어떠한 부분 모델이 아니라 고로 전체를 대상으로 열전도 해석을 수행한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.147-158
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• 2000

철근콘크리트 냉각탑은 대형의 구조물로서 건설과정중의 오류와 콘크리트의 장기 거동에 의하여 기하학적 형상이 설계에서 목적하는 형상에서 벗어난 형상불완전을 가질 수 있다. 형상불완전의 구조거동에의 영향은 완전쉘에 나타나는 응력 이외에 추가적인 응력의 발생을 들 수 있다. 본 논문에서는 몬테카를로 방법을 사용하여 냉각탑 쉘의 형상불완전에 의한 확률론적 거동에 대하여 고찰하였다. 냉각탑에 형상불완전을 유발하는 기하인수로는 냉각탑의 반지름과 쉘의 두께를 택하였다. 이들 기하인수는 기존에 사용되던 모델인 축대칭 모델과 볼록형상의 모델과는 달리 특정 통계특성치를 가지는 추계장으로 가정하였다. 해석 결과는 냉각탑의 반지름에 나타나는 불확실성은 쉘의 두께에서의 불확실성보다 구조거동의 반응변화도에 매우 큰 영향을 미친다는 사실을 보여주었다. 기하학적 인수의 불확실성에 더하여 재료탄성계수의 공간적 불확실성에 의한 구조 반응변화도를 고찰하여 비교하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제28권2호
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• pp.206-215
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• 1996

원자로냉각재계통 기기 설계를 위한 구조해석 분야는 크게 세가지로 구분할 수 있는데, 첫번째는 원자로 냉각재계통내의 유체의 온도, 압력, 원자로냉각재계통 기기 및 유체의 자중 등을 고려하여 정적해석이 주가되는 정상운전해석, 두번째는 원자력 발전소 수명내에 부지에 발생 가능한 지진을 고려하는 내진설계를 위한 지진해석, 세번째는 원자력발전소를 다른 플랜트보다 한층 안전하게 설계할 수 있도록 원자력 발전소내의 모든 고에너지배관의 파단을 가상하는 가상배관파단해석으로 구분할 수 있다. 1986년 이전까지의 가압경수로발전소의 가상배관파단은 원자로냉각재주배관의 파단을 가상하여 동적구조해석을 수행하므로써, 극히 보수적인 결과를 얻었다. 그러나, 파괴역학의 발전은 파단전누설기법을 정립하였으며, 이에 따라 1987년 미국의 10 CFR Part 50 Appendix A GDC 4에서는 원자력발전소 내의 모든 고에너지배관에 파단전누설기법 적용을 허용하므로써, 이들 배관의 가상배관파단을 배제할 수 있도록 하였다. 한국형 표준원전인 울진원자력 3, 4호기의 참조발전소인 영광원자력 3, 4호기는 개정된 GDC 4를 적용한 최초의 가압경수로발전소로서, 원자로냉각재주배관과 12인치 이상의 일차측 분기관들의 가상배관파단을 배제하였다. 본 보고서에서는 영광원자력 3, 4호기의 참조발전소인 미국 Palo Verde발전소와 한국형 표준원전인 울진원자력 3, 4호기의 가상배관파단에 의한 원자로냉각재계통의 동적구조해석 결과를 서로 비교, 분석하므로써 개정된 GDC 4의 영향을 평가함은 물론 향후 분기관 가상배관파단해석의 방향을 모색하는데 있다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.151-155
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• 2006

Bodner-Partom 점소성 모델을 이용하여 액체로켓 연소기 재생냉각 챔버의 구조해석을 수행하였다. 구조해석에 사용한 점소성 모델의 재료상수를 구하기 위하여 구리합금에 대하여 변형률 속도를 변화시켜 인장시험을 상온 및 고온에서 수행하였다. 점소성 모델의 재료상수는 구리합금의 변형률 속도 시험 데이터로부터 구하여 사용하였으며 점소성 모델의 구현은 상용유한요소 해석 프로그램인 Marc의 사용자 서브루틴을 이용하여 구현하였다. 구조해석 결과 냉각 채널은 압력에 의한 영향보다 열하중에 의하여 대부분의 변형이 발생하며 연소기의 작동조건에서 냉각 채널의 안정성 여부를 확인할 수 있었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 추계학술대회
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• pp.343-344
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• 2010

화석연료의 고갈로 인하여 친환경 자동차에 대한 연구와 상용화가 급속도로 진행되면서 점점 대형 차종으로 그 범위가 넓어지고 있다. 대형 차종에 적용되는 전기동력 시스템의 MCU(Motor Control Unit), GCU(Generator Control Unit), DC/DC 컨버터 등과 같은 전장품도 그 용량이 커지면서 상용화를 위해 효율적인 측면도 많이 부각되지만 스위칭 소자, 변압기, 초크, 다이오드 등에서 동작으로 인해 열이 발생하고 제품의 구조상 밀폐된 공간에 장착이 되기 때문에 발열로 인한 동작의 신뢰성과 제품의 내구성에 큰 영향을 미치게 된다. 그중 가장 발열이 심한 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 등과 같은 스위칭 소자에서 발생하는 열을 효과적으로 냉각시키기 위해 수냉구조가 필수적이며 동일한 조건의 수압, 유량에 보다 높은 방열특성을 가지기 위해 냉각구조에 대한 해석이 제품을 개발 전에 선행되어야 한다. 본 논문에서는 유로의 냉각핀 형상과 유로 구조에 따라 방열특성이 어떠한 차이가 있는지 시뮬레이션 프로그램을 통하여 비교하고, 모사발열체를 이용한 방열부의 냉각 성능 시험과 다이나모 환경의 최대 출력 시험을 통하여 방열 특성을 확인하였다.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2002년도 추계기술심포지움논문집
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• pp.81-85
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• 2002

전기 전자 제품에 사용되는 반도체 칩이나 부품들은 작동시 발열을 하게 되며 이러한 열은 적절히 제거되지 않은 경우 전기 전자 제품의 오작동을 유발시키는 요인이 된다. 발열부품이 작동할 때 발생되는 열을 제거하기 위해서 히트싱크나 냉각팬과 같은 구조를 발열 부품 장착시 같이 설치하는 방법이 일반적으로 사용되는 냉각구조 형태지만 이와 같은 냉각 구조는 최근의 전기 전가 제품의 소형화 추세에 부응하는데는 한계가 있다. 따라서 이러한 냉각 구조의 한계를 보완하기 위한 방안으로써 소형화한 히트싱크, 즉 두께와 방열의 중요 요인이 되는 히트싱크의 방열핀의 크기를 나노미터 단위에서 밀리미터 단위로 제조한 마이크로 히트 싱크를 제조하여 그 효용성에 대해 연구하고자 하였다. 마이크로 히트싱크의 제조는 균일한 포어를 포함한 폴리머 멤브레인에 열전도성이 뛰어난 금속을 무전해 도금하는 방법으로 제조하였으며 주사현미경으로써 관찰하였다.

• 천문학회보
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• 제35권1호
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• pp.40.2-40.2
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• 2010

MIRIS 우주관측카메라는 과학기술위성 3호의 주탑재체로서 $0.8{\sim}2.0{\mu}m$의 근적외선영역에서 우주배경복사와 우리은하 평면의 Pa-$\alpha$ survey 관측을 목적으로 한다. 이러한 임무를 수행하기 위해 MIRIS 우주관측카메라에는 MCT(HgCdTe) IR 검출기가 사용되고 6개의 필터를 장착할 수 있는 필터휠이 설계되었으며, 열잡음을 줄이고 원하는 SNR을 얻기 위해 모두 100K 이하로 냉각이 요구된다. 효과적인 냉각 및 저온유지를 위해서 외부의 열을 1차적으로 차단하는 Cryostat 외부용기와 100K 이하로 냉각되는 내부 Cold Box의 이중구조를 가지는 Dewar가 설계 되었다. 내부 Cold Box의 냉각은 소형 stirling cooler로 이루어지고 외부의 열 유입량이 Cooler의 냉각용량을 넘지 않도록 설계하였다. Cryostat 외부용기는 radiation cooling으로 냉각되어 200K 이하의 온도를 유지하며 내부 Cold Box로의 열유입을 최소화하기 위해 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastic) 단열 지지대와 MLI(Multi Layer Insulation)가 사용된다. 또한 100K으로 냉각시 필터고정부와 Cold Box 구조에서 일어날 수 있는 구조적인 피로도를 줄이고 열변형에 의한 문제를 방지하기 위한 고려가 설계에 포함되었다. FM(Flight Model)은 고진공 환경의 우주공간에서 문제가 발생하지 않도록 설계되었다. 또한 EQM 진동시험결과를 토대로 발사환경에서 발생하는 강한 진동을 견딜 수 있도록 FEM(Finite Elements Method) 구조해석을 통하여 필터고정부에 flexible structure 설계와 완충제를 추가하고 필터휠 구동부와 harness 고정부 및 cooler 지지부를 비롯한 전체 구조물에서 충분히 진동을 극복할 수 있도록 설계하였다.

• 기계와재료
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• 제23권3호
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• pp.156-163
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• 2011

쥴톰순 냉동기는 스터링 냉동기, GM 냉동기, 스터링형 및 GM형 맥동관 냉동기 등 기계적 극저온냉동기에 비해 단순한 구조, 수 초의 급속한 냉각특성을 장점으로 중대형의 가스액화사이클 뿐만 아니라 적외선검출기의 급속냉각, 저온수술 등 다양한 분야에서 널리 사용되어지고 있다. 일반적으로 100K 이하의 작동온도 및 수 초 수준의 빠른 냉각을 요구하는 적외선검출기의 냉각을 위해서는 수 백기압 이상 고압의 질소 및 아르곤 가스를 사용하는 쥴톰슨 냉동기가 주로 사용되고 있다. 쥴톰슨 냉동기는 핀-관(fin-tube) 형태의 열교환기와 열교환기의 구조적 기반을 제공하는 멘드렐(mandrel), 쥴톰슨 노즐 등으로 구성되며, 열교환기의 열전달 성능 및 유량조절기구의 특성은 냉동기 저온부의 냉각온도, 냉각시간 및 운전시간에 큰 영향을 미친다.

• 한국추진공학회지
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• 제6권4호
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• pp.1-6
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• 2002

소형 연소기의 냉각 유로 설계를 위하여 열전달 및 냉각 유로의 구조해석을 수행하였다. 연소기의 고온가스에서의 열전달에 관한 2차원 해석을 수행하여 연소실 벽으로의 열유속을 예측한 다음 이를 3차원 해석을 위한 열경계 조건으로 적용하였다. 위 방법으로 예측한 열 유속은 기존의 경험식과 비교하여 검증하였으며 냉각수의 유량에 둔감한 것으로 판명되어 냉각 조건이 변화하더라도 동일한 열경계 조건을 사용할 수 있었다. 단일 냉각 유로에 대한 3차원 해석을 수행하여 연소실 벽의 최대온도 변화를 예측하였으며 이는 재사용 연소기 개발에 적용될 것이다. 냉각 유로의 정적 구조 해석을 통해 응력 분포와 구조 안전성을 예측하였다.