• 대한기계학회논문집B
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• 제35권12호
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• pp.1325-1333
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• 2011

해석적, 수치해석적, 실험적인 방법을 통하여 반원형상의 채널로 구성된 냉각판의 열수력학적인 특성을 고찰하였다. 본 연구에서는 레이놀즈 수 30-2000, 그에 따른 냉각판의 압력손실 30-105 Pa 의 구간에서 수행되었으며, 냉각채널 부피비 0.04, 시스템 크기 $10{\times}10$, $20{\times}20$ 및 $50{\times}50$ 각각에 대하여 최적화 및 최적화되지 않은 1, 2, 3 차 형상 6 개가 포함되었다. 해석적 방법으로 설계된 혈관구조 설계를 검증하기 위하여 3 차원 수치해석이 수행되었으며, 실험을 통하여 수치해석모델에 대한 타당성이 검증되었고, 전 범위에 걸쳐서 수치해석 및 실험결과가 비교적 잘 일치된 경향을 나타내었다. 또한, 최적화된 냉각판의 유동저항 및 열저항 모두 최적화되지 않은 냉각판에 비하여 뚜렷하게 작게 나타났으며, 제시된 수치해석 모델 역시 모두 냉각판의 성능예측에 유용한 도구임이 확인되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.275-281
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• 2007

추진기관 노즐은 고온 고압의 연소가스를 화학에너지에서 운동에너지로 변환시켜 추력을 발생시킨다. 따라서 노즐 내부 벽면은 고온 고압의 연소가스에 노출되며, 특히 노즐 목에서는 최대 열하중을 받는 구간으로서 열구조적으로 안정성을 확보한 냉각 시스템 설계가 이루어져야 한다. 본 추진기관의 노즐은 수냉 방식으로서 열전달 효율을 높이기 위해 냉각 채널 구조로 되어 있다. 본 연구에서는 추진기관 노즐을 위한 냉각 채널 구조의 설계형상에 대해 개념 설계 및 유동 해석을 수행하고 공급압력 및 유량 변화에 따른 입/출구 사이의 압력 강하량을 예측하였다. 또한 압력 손실 및 설계 유량 공급을 위한 압력 조건에 대해서도 평가하였다.

• 기계저널
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• 제35권9호
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• pp.805-815
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• 1995

히트파이프에 관한 연구는 구미, 일본 등 선진 각국뿐만 아니라, 중국, 독립국가연합 및 동구권 에서도 다년간 활발하게 진행되어 왔다. 석유파동 이후 에너지 절약을 위한 노력의 결과로 폐 열회수 장치가 많이 개발되면서 히트파이프를 전열소자로 사용한 폐열회수 장치가 상당히 늘어나 이에 소요되는 히트파이프의 생산량도 급격한 신장세를 나타내고 있다. 이는 히트파이프 자체가 응답성이 좋고, 구조가 간단하며, 전열성이 뛰어난 장점으로 인하여 많은 연구가 이루어졌기 때 문이라 하겠다.그 응용분야는 인공위성으로부터 폐열회수용 열교환기, 전기장치 전자소자의 냉각, 음향기기의 냉각, 태양열과 지열의 유효이용, 플라스틱 금형의 냉각, 공작기계의 주축냉각, 포장 기계, 주방기기, 전력케이블의 냉각, 엔진 및 브레이크의 냉각 등 응용분야가 광범위하여 급격 하게 발전하고 있다. 그러나 국내에서는 히트파이프와 관련된 학술적인 연구결과가 발표되고 있을 뿐, 체계적이며 지속적인 연구가 수행되지 못하고 있다. 또한 산업계에서도 관련제품의 대 부분을 수입에 의존하고 있으며, 일부 제작업체에서는 제품이 나오고 있으나 축적기술결여로 그 성능면에 있어서 보증이 어려워 업계의 연구개발에 대한 노력이 절실히 요구되고 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.836_837
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• 2009

PC용 냉각장치의 일환으로 CPU의 외벽에 방열판을 달고 열전냉각모듈을 설치한 후 방열판을 냉각하기 위해서 펌프를 적용한 수냉식 냉각 시스템을 개발하고자 하였다. 먼저, 냉각 시 펌프의 부하를 설계하고 그 용량에 적절한 저소음, 고효율 BLDC 모터를 개발하고자, 상용화된 외국제품인 S사의 저효율 단상 BLDC 모터가 적용된 수냉식 펌프를 기준으로 하였다. S사의 단상 BLDC 모터에 대한 시뮬레이션과 테스트를 통해서 거의 비슷한 결과를 얻었으며, 이를 이용하여 단가가 다소 상승하더라도 효율과 성능을 향상시킬 수 있는 3상 BLDC 모터구조로 설계를 하였으며, 그 결과 효율이 거의 2배 향상되며 출력 또한 향상됨을 시뮬레이션으로 구현하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 추계학술발표회논문집(1)
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• pp.276-282
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• 1996

일체형원자로는 노심, 증기발생기, 가압기, 펌프 등 1차측 주기기들을 하나의 압력용기안에 모두 포함하고 있고, 또 1차측 냉각재가 원자로 안에서만 순환하므로 기존의 분리형원자로에 비해 구조특성상 대용량 원자로 냉각재 상실사고(LBLOCA)의 발생 가능성을 원천적으로 제거할 수 있다. 반면 원자로 냉각재의 보충 등을 위한 소형 배관의 파단 가능성은 역시 존재하므로 소용량 원자로 냉각재 상실 사고(SBLOCA)는 여전히 존재한다. 따라서 현재 한국원자력연구소에서 연구 개발중인 중소규모 전력생산 및 열 활용 목적의 일체형 원자로에는, 원자로 압력용기 외부에 별도의 압력용기(안전용기)를 설치하여 SBLOCA시 원자로 압력용기로부터 방출되는 냉각수를 안전 용기내에 보관하도록 함으로써 사고시 외부로의 방사성 물질 유출 가능성을 획기적으로 줄 일수 있는 설계 개념을 도입하고 있다. 본 논문에서는 안전용기의 설계시 효율적인 냉각방식에 대한 열유체 해석적 접근을 시도하였고, 예비개념설계된 일체형 열병합원자로의 설계상의 특징들 및 안전용기 설계시 앞으로의 연구방향 등도 간략히 소개하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제23권2호
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• pp.73-78
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• 2016

집적회로(Integrated Circuit) 소자의 트랜지스터(transistor) 밀도 증가는 소자에서 발생하는 열 방출(heat dissipation)의 급격한 상승을 초래하여 열 문제를 발생시키고, 이는 소자의 성능과 열적 신뢰성에 영향을 크게 미친다. 열문제의 해결방안 중 본 연구에서는 냉매를 이용한 액체 냉각방법을 연구하였으며, 실리콘 웨이퍼에 관통실리콘비아(through Si via)와 마이크로 채널(microchannel)을 딥 반응성 이온 애칭(deep reactive ion etching)로 구현한 후 유리기판과 어노딕본딩을 통하여 액체 냉각 구조를 제작하였다. 제작된 마이크로 채널 위에 Ag, Cu 또는 Cr/Au/Cu bump를 스크린프린팅(screen printing) 방법으로 형성하였고, 범프의 유무를 통해 액체 냉각 전후의 냉각 모듈의 실리콘 표면온도의 변화를 적외선현미경으로 분석하였다. Cr/Au/Cu bump가 탑재된 액체 냉각 모듈의 경우 가열온도 $200^{\circ}C$에서 냉각 전후의 실리콘 표면 온도 차이는 약 $45.2^{\circ}C$이고, 전력밀도 감소는 약 $2.8W/cm^2$ 이었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1998년도 춘계학술대회논문집; 용평리조트 타워콘도, 21-22 May 1998
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• pp.17-24
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• 1998

압축기의 종류는 크게 dynamic type과 positive displacement type으로 우선 나눌 수 있다. 전자는 제트엔진에 사용되는 압축기에서 보는 바와 같이 기체의 속도를 변화시켜 동압을 정압으로 바꾸어 압력을 얻는 경우이다. 후자는 기체를 둘러싼 체적을 줄여서 압력을 얻는데 가전제품에 쓰이는 냉각용 압축기의 대부분의 종류가 이에 해당된다. 압축 기체의 종류에 따라 공기 압축기, 가스 압축기, 냉각용 압축기로도 나눌 수 있겠다. 냉각용 압축기는 다시 여러 가지 방법으로 분류할 수 있겠지만, 구동 모타의 용량이나 냉각 용량에 따라, 대형, 소형으로 분류하거나, 압축기를 둘러싼 셀의 구조에 따라 밀폐형과 반 밀폐형으로 나눌 수 있다. 밀폐형은 냉매를 반 영구적으로 보충할 필요가 없도록 용접형 셀을 가진 구조로 압축기를 다시 열어서 보수할 수가 없다. 냉장고나 냉방기 같은 가전 제품에 쓰이는 압축기는 대부분 소형 밀폐형이 되겠다. 산업용의 중,대형 압축기는 보수의 목적으로, 자동차 냉방용 압축기는 동력이 엔진축에서 공급되는 구조 상의 이유로 반 밀폐형이 채택된다. 보수가 사실상 불가능한 밀폐형의 구조 상 소형 냉장용 압축기는 거의 무한 수명을 감안한 설계를 요하게 되고, 이것이 압축기의 보수적인 설계 및 개발 성향에 어느 정도 영향을 주었다고 볼 수 있다. 이런 소형 밀폐형 압축기(positive displacement, fractional horsepower, hermetic compressor)에 관한 연구의 소개가 이 글의 주 관심이 되겠다. 압력을 얻기 위해 체적을 변화시키는 mechanism도 여러 가지가 있는 바, 왕복동식 피스톤(reciprocating piston) 압축기가 가장 오랫동안 사용되어 온 구조이다. 회전식으로 압축을 얻는 방식으로는 로타리 피스톤식, 스크류식, 스크롤식 압축기가 있다. 로타리 피스톤(rotary piston)식 압축기는 약 20여년 전 부터 냉방용 압축기에서부터 널리 쓰이게 되었다. 약 10여년전부터 상용화 된 스크롤(scroll) 형 압축기도 현재 상대적으로 용량이 큰 가정용 냉방기를 중심으로 많이 쓰이고 있다. 스크류형 압축기는 보통 중대형 상업용에 주로 쓰인다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권10호
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• pp.966-978
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• 2011

분출냉각은 높은 압력과 온도의 가혹한 환경에서 운용되는 고성능 액체로켓과 공기흡입엔진을 위한 가장 효과적인 냉각방법이다. 분출냉각이 적용되는 경우, 연소기 라이너와 터빈 블레이드/베인은 다공질 벽면을 통과하는 냉각재(공기 또는 연료)뿐만 아니라 차단막으로 작용하는 벽면을 빠져나온 냉각재에 의해 냉각된다. 이러한 냉각기술의 실용화는 가용한 다공질 재료의 부재로 인해 제한을 받아왔다. 그러나 금속결합 기술의 발전으로 확산접합과 식각된 얇은 금속판으로 제작한 Lamilloy$^{(R)}$와 같은 다층 기공 구조물이 개발되었다. 그리고 또한 경량 세라믹 매트릭스 복합재료가 개발됨에 따라 분출냉각은 근래 고성능 엔진 냉각을 위한 유망 기술로 여겨지고 있다. 본 논문에서는 분출냉각의 최근 연구동향 및 가스터빈, 액체로켓 및 극초음속 비행체 엔진에 이의 적용사례를 고찰하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권7호
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• pp.1-11
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• 2011

사용자들의 높은 요구 사항을 만족시키는 컴퓨팅 시스템을 개발하기 위해 프로세서의 성능을 향상시키기 위한 연구는 지속적으로 진행되어 왔다. 공정 기술 발달을 비롯한 다양한 기술 발전을 통하여 프로세서의 성능은 비약적으로 발전하였으나 그 이면에는 새로운 문제들이 발생하게 되었다. 그 중에서, 최근 들어 주된 문제점 중 하나로 인식되고 있는 열섬 현상은 칩의 신뢰성에 심각한 영향을 미치기 때문에 프로세서 설계 시 성능, 전력 효율성과 함께 반드시 고려되어야 한다. 과거에는 기계적인 냉각 기법으로 프로세서의 온도를 효과적으로 제어할 수 있었지만, 최근에는 프로세서의 성능이 높아져 발생되는 온도가 높아 냉각 비용이 급속히 증가하고 있다. 이로 인해, 최근의 온도 제어 연구는 기계적인 냉각 기법보다는 구조적 기법을 통한 온도 제어에 더욱 집중되는 추세를 보이고 있다. 하지만, 구조적 기법을 통해 온도를 제어하는 방안은 프로세서의 온도를 낮추는 데에는 효율적이지만 이를 위해 성능을 희생한다는 단점이 존재한다. 따라서, 기계적 냉각 기법을 통해 프로세서의 온도를 효율적으로 제어할 수 있다면, 성능 저하가 발생되는 구조적 기법을 통한 온도 제어기법의 사용 빈도가 줄어 그 만큼 성능이 향상될 수 있을 것으로 기대된다. 본 논문에서는 고성능 멀티코어 프로세서에서 발생하는 온도를 기계적인 냉각 기법이 얼마나 효율적으로 제어할 수 있는지를 상세하게 분석해 보고자 한다. 공랭식 냉각기와 수랭식 냉각기를 이용하여 다양한 실험을 수행한 결과, 공랭식 냉각기와 비교하여 수랭식 냉각기가 온도를 효과적으로 제어하는 반면에 전력 소모가 더 많음을 확인할 수 있다. 특히, 1W의 전력을 통해 낮출 수 있는 온도를 분석해 보면 공랭식에 비해서 수랭식이 더 효율적임을 알 수 있으며, 수랭식 냉각기의 경우에는 냉각 단계가 냉각 효율은 오히려 감소하게 됨을 확인할 수 있다. 실험 결과를 바탕으로 온도에 따라 적절하게 기계적 냉각 기법을 활용한다면 프로세서의 온도를 더욱 효과적으로 제어할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권6호
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• pp.629-638
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• 2000

알고리즘의 용이성과 전역적 최적해로의 수렴가능성 등의 이점을 가진 SA알고리즘은 구조최적화문제에 활발하게 적용되고 있으나 냉각스케줄의 설정, 모호한 종료기준, 과도한 반복해석 등의 문제점을 가지고 있다. 그러므로 본 논문에서는 기존 SA알고리즘의 단점을 보완한 MSA 알고리즘을 개발하고자한다. MSA 알고리즘은 수렴에 요구되는 반복수를 감소시키고 국부최소점이 많은 동적최적화문제의 초기설계 선택의 자율성을 확보하기 위하여 SQ 및 SA의 2단계로 구성하여 개발하였다. 또한 기존 연구에서 제안된 냉각 스케줄에 의한 수렴성 등을 비교분석하여 구조최적화에 적합한 냉각스케줄을 제안하여 그 성능을 평면가새골조 구조물의 최적내진설계에 적용하여 분석하였다.