• 대한기계학회논문집A
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• 제34권1호
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• pp.49-54
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• 2010

탄성변형 접촉 조건을 가지는 이중냉각 핵연료봉과 이를 지지하는 지지구조체 사이에서 발생하는 프레팅 마멸거동을 모사 시험편을 이용하여 실험적으로 분석하였다. 이중냉각 핵연료봉은 기존의 핵연료에 비해 외경이 증가하므로 새로운 형상을 가지는 지지구조체의 적용이 필수적이며 이에 대한 진동 특성 및 마멸 저항성에 대한 평가가 필수적이다. 본 연구에서는 현재까지 제안된 다양한 형상 중에서 대표적으로 엠보싱 형상을 가지는 지지구조체의 모사 시험편을 이용하여 이중냉각 핵연료봉의 내마멸 특성을 분석하였다. 개발된 지지구조체 특성 시험장비를 이용하여 모사된 지지구조체 시험편의 특성시험을 수행하였으며 이를 해석에 의한 결과와 비교하였다. 또한 기존의 핵연료 내마멸시험과 동일한 조건 및 장비를 이용하여 프레팅 마멸시험을 수행하여 이중냉각 핵연료봉의 프레팅 마멸거동을 관찰하였다. 본 논문에서는 실험결과로부터 지지구조체 특성과 프레팅 마멸거동 사이의 상관관계에 대하여 자세히 논하였다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2005년도 동계학술발표대회 논문집
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• pp.329-334
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• 2005

As more high power wide band gap devices are being utilized. the thermal management issues associated with these devices need to be resolved. High power small devices dissipate excessive heat that must be cooled, but traditional cooling methods are insufficient to provide such a cooling means. This paper will evaluate a micro-capillary pumped loop thermal management system that is incorporated into the shim of the device, taking advantage of phase-change to increase the thermal conductivity of the system. The results of the modeling of the thermal management system will be discussed.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.465-465
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• 2014

증식블랑켓모듈(TBM, Test Blanket Module)을 개발하여 왔다. 이 두 증식블랑켓모듈은 모두 헬륨냉각을 기반으로 개발 되어왔으며 이에 따라, 헬륨순환기, 헬륨히터 및 헬륨열교환기 등에 대한 기본적인 연구가 수행되었다. 이후 2012년 고체형 증식블랑켓모듈을 ITER TBM 개념으로 주도하기로 결정함에 따라, HCCR (Helium Cooled Ceramic Reflector) TBM의 보조계통인 하나인 헬륨냉각계통(HCS, Helium Cooling System)에 대한 개발이 본격적으로 이루어졌다. 한국원자력연구원에서는 HCCR TBM의 냉각성능을 만족하기 위하여 8 MPa, 1.5 kg/s 및 $300/500^{\circ}C$ (입구/출구 온도)의 운전조건을 갖는 헬륨냉각계통의 설계를 완료하였다. 설계된 헬륨냉각계통은 HCCR TBM에서 회수된 약 $450^{\circ}C$의 헬륨을 열회수기(recuperator)기와 냉각기를 통해 상온으로 냉각시킨 후, 필터를 통해 헬륨을 여과시킨다. 여과된 헬륨은 헬륨순환기에 의해 가압되어 열회수기를 다시 지나 $300^{\circ}C$ 이상으로 가열된다. 가열된 헬륨은 열회수기를 지나지 않는 상온의 헬륨과 혼합되어 최종적으로 HCCR TBM의 입구온도 조건인 $300^{\circ}C$로 맞추어 HCCR TBM에 공급된다. 이러한 열회수기 중심으로 '${\infty}$' 모양의 자가 교차로 설계된 헬륨냉각계통은 고온영역과 저온영역으로 냉각회로를 구분하여 순환기, 필터 및 각종 계측기의 운전온도 환경을 상온으로 유지시킬 수 있어 운전 및 유지보수 관점에서 이점이 있다. HCCR TBM의 헬륨냉각계통 설계 및 핵심 기기를 실증하고, 운전 경험을 쌓기 위하여 헬륨공급장치(HeSS, Helium Supply System)를 헬륨유량기준 1/3 규모(0.5 kg/s)로 구축하였으며, '14년까지 HeSS를 실증규모로 업그레이드 하기 위하여 80기압 환경에서 압축비 1.1, 유량 1.5 kg/s의 성능을 내는 헬륨순환기를 설치할 예정이다. 현재 구축된 1/3 규모 HeSS는 국내 구축된 전자빔 고열부하 시험 장비인 KoHLT-EB (Electron Beam)와 연계되어 HCCR TBM의 일차벽(플라즈마 대향부품)을 검증할 예정이며, 이를 통해 얻어진 열수력 DB는 현재 개발중인 핵융합로 안전해석코드인 GAMMA-FR 검증에 활용될 계획이다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2015년도 제52차 하계학술대회논문집 23권2호
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• pp.183-184
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• 2015

본 논문에서는 데이터 센터 내 전력 효율화에 기여할 수 있는 랙 단위 공조방식에 대하여 제안한다. 스마트 폰과 태블릿 등 모바일 디바이스의 확산으로 디지털 콘텐츠와 데이터가 폭발적으로 증가하면서 데이터 센터의 수는 연평균 30%이상 증가하고 있다. 따라서 데이터 센터 내 냉방장비 영역의 효율성을 증가시킬 필요성이 대두되고 있다. 본 연구는 데이터 센터의 냉각비용을 증가시키는 전력 사용량을 줄이고자 진행되었으며 3종류의 냉각 아키텍처 방식 중 랙 단위 아키텍처가 불필요한 냉각 전력 소비를 줄인다는 것을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.93-93
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• 2012

반도체 생산 공정은 고청정 환경을 요구하며, 이를 위해 반도체 생산 장비에서 고진공 펌프는 핵심 장비이다. 크라이오 펌프는 극저온 냉동기에 의해 냉각되는 냉각판에서의 응축 또는 흡착에 의해 기체를 제거하여 고진공 환경을 조성하는 고진공 펌프의 일종이다. 특히, 기존의 상용화된 크라이오 펌프에 적용되어온 GM 극저온 냉동기에 비해 본 연구에서 개발하는 맥동관 냉동기는 저진동 및 고신뢰성의 장점을 갖기 때문에 반도체 생산 장비의 공정 정밀도 및 유지보수 주기 향상에 도움이 될 것으로 기대된다. 하지만, 맥동관 냉동기는 저온부에 움직이는 부분이 없어 많은 장점을 갖지만, GM 극저온 냉동기에 비해 성능이 낮은 단점이 있다. 때문에, 맥동관 냉동기 적용 크라이오 펌프가 기존의 상용 제품에 대해 경쟁력을 갖기 위해서는 맥동관 냉동기의 성능 향상이 요구된다. 본 연구에서는 형상 설계 및 작동 조건 최적화 등을 포함하여 크라이오 펌프용 GM 맥동관 냉동기의 성능 향상 방안에 대한 연구를 수행한다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.46-46
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• 2018

메모리 소자의 수요가 데스크톱 컴퓨터의 정체와 모바일 기기의 폭발적인 증가로 NAND flash 메모리의 고집적화로 이어져서 3차원 집적 기술의 고도화가 중요한 요소가 되고 있다. 1 mm 정도의 얇은 웨이퍼 상에 만들어지는 메모리 소자는 실제 두께는 몇 마이크로미터 되지 않는다. 수직방향으로 여러 장의 웨이퍼를 연결하면 폭 방향으로 이미 거의 한계에 도달해있는 크기 축소(shrinking) 기술에 의지 하지 않고서도 메모리 소자의 용량을 증대 시킬 수 있다. CPU, AP등의 논리 연산 소자의 경우에는 발열 문제로 3D stacking 기술의 구현이 쉽지 않지만 메모리 소자의 경우에는 저 전력화를 통해서 실용화가 시작되었다. 스마트폰, 휴대용 보조 저장 매체(USB memory, SSD)등에 수 십 GB의 용량이 보편적인 현재, FEOL, BEOL 기술을 모두 가지고 있는 국내의 반도체 소자 업체들은 자연스럽게 TSV 기술과 이에 필요한 장비의 개발에 관심을 가지게 되었다. 특히 이 중 TSV용 스퍼터링 장치는 transistor의 main contact 공정에 전 세계 시장의 90% 이상을 점유하고 있는 글로벌 업체의 경우에도 완전히 만족스러운 장비를 공급하지는 못하고 있는 상태여서 연구 개발의 적절한 시기이다. 기본 개념은 일반적인 마그네트론 스퍼터링이 중성 입자를 타겟 표면에서 발생시키는데 이를 다시 추가적인 전력 공급으로 전자 - 중성 충돌로 인한 이온화 과정을 추가하고 여기서 발생된 타겟 이온들을 웨이퍼의 표면에 최대한 수직 방향으로 입사시키려는 노력이 핵심이다. 본 발표에서는 고전력 이온화 스퍼터링 시스템의 자기장 해석, 냉각 효율 해석, 멀티 모듈 회전 자석 음극에 대한 동역학적 분석 결과를 발표한다. 그림1에는 이중 회전 모듈에 대한 다물체 동역학 해석을 Adams s/w package로 해석하기 위하여 작성한 모델이고 그림2는 180도 회전한 서브 모듈의 위상이 음극 냉각에 미치는 효과를 CFD-ACE+로 유동 해석한 결과를 나타내고 있다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2008년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.583-590
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• 2008

최근 작업자 숙소 및 이송용 외에 작업용으로 사용 가능한 Barge선의 일종인 Accommodation Work Barge 선의 건조량이 증가 추세인 바 현재 중국에서 건조 중인 해당 선박의 HVAC & Refrigeration system에 대하여 정리하였다. 본 시스템은 R404A Direct expansion 냉각방식 (직접팽창방식)이 적용되었으며 HVAC system 중 Air conditioning 부분에 대해서는 선박의 각 Deck 기준으로 Zoning 하여 개별적인 Air handling unit와 Condensing unit를 구성하였으며 (각 unit의 용량은 필요용량의 100%), 냉동 창고의 Refrigeration system은 해당 격실 (육고, 어고, 야채고)에 각각 Unit cooler를 설치하고, Condensing unit를 기계실에 설치하였다. 장비는 전체 용량 100%에 대하여 항시 운전하는 100% 용량의 장비와 비상시에 운전하는 100% 용량의 예비 장비로 구성된다. 냉동 창고에 인접한 Dry provision store는 냉동 창고와는 별개로 중앙 공조기로부터의 냉각 공기를 이용하여 Spot cooling하였다. 본 System의 구성에 대한 장점 및 단점은 아래와 같다. 1. Air conditioning system이 각 Zone에 대하여 구성되므로 각 Zone에 대하여 제어가 가능하다. 2. Air con. 실에 Air handling unit와 Condensing unit가 설치되므로 냉매 배관의 길이가 짧다. 3. Air con. 실에 Air handling unit와 Condensing unit가 설치되므로 실내의 Maintenance space 상에 여유가 없다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.3410-3415
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• 2014

전자 장비에서 발생하는 열은 장비의 성능을 저하시킨다. 이러한 장비의 열을 외부로 방출하기 위한 방법으로 히트싱크가 사용된다. 본 연구에서는 내부터널의 형상을 가지는 히트싱크에 대한 냉각 및 히팅성능을 강제대류 상태에서 열전달 특성에 대하여 고찰하였다. 또한, 시간에 따른 히트싱크의 열전달 특성 및 온도분포의 변화에 따른 실험을 수행하였다. 냉각실험에서 전압이 10V일 때, A형상이 B형상 보다 온도가 낮게 나타났고, 가장 좋은 냉각효과를 나타내었다. 히팅실험에서 전압이 13V일 때, 온도가 A형상이 B형상 보다 높게 나타났고, A형상이 효율이 더 좋은 것으로 판단된다.

• 한국광학회지
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• 제28권5호
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• pp.241-249
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• 2017

본 논문에서는 $7.7{\mu}m$에서 $12.8{\mu}m$ 파장 대역에 적용 가능한 비냉각 열상장비 광학계를 설계 및 분석 하였다. 최적화 과정을 통하여 설계된 원적외선 광학계의 유효초점거리는 5.44 mm를 가지며, 4면의 비구면과 2면의 회절면을 포함하였다. 광학계의 F/수는 F/1.2로 설정하였고, 시야각은 $90^{\circ}{\times}67.5^{\circ}$가 되도록 하였다. 회절면이 적용된 hybrid 렌즈를 이용하여 보다 효율적으로 고차 수차가 보정되도록 하였고, 이때 발생되는 회절 특성은 scalar 회절 효율을 이용하여 평가하였다. 또한 hybrid 렌즈에서 발생되는 회절 현상에 의한 통합 회절효율을 예측하고 배경잡음에 의한 MTF 저하를 고려하였다. 원적외선 광학계의 온도 변화에 따른 보상은 광학식 비열화를 이용하여 광학계의 MTF 성능이 초점 심도 내에서 유지되도록 하였다. 결론적으로 비냉각 열상장비에 효율적으로 적용 가능한 광학설계 결과를 얻었다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제14권2호
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• pp.259-268
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• 1997

천문대에서 개발 중에 있는 CCD를 사용한 극미 광 영상장비의 시험모델 개발과 현재까지의 결과를 논의하였다. 고도의 저 잡음 도와 안정성이 요구되는 천문관측용 극미 광 영상장비는 자외선에서 가시 광 및 근 적외선 영역에 이르기까지 매우 넓은 파장영역에서 관측을 수행할 수 있는 장비로서 여러 분야에 널리 사용되고 있다. 그러나 현재가지 국내에서는 이 장비의 핵심부분인 controller의 자체설계 기술이 확보되어 있지 않은 실정이다. 이 연구에서 개발된 시스템의 전자 부는 한 개의 EPLD(Erasable Programable Logic Device)에 구현된 controller와, 그 외에 analog driver, video processor로 이루어져 있으며 CCD의 암잡음을 줄이기 위한 방법으로 액체질소 냉각방식을 사용하고 있다. 전체적인 제어와 자료처리는 범용성을 고려하여 개인용 컴퓨터(PC)를 이용하였다. 액체질소 냉각용 cryostat와 CCD 소자를 제외한 대부분이 자체 설계제작 되어진 이 시스템으로 실험실과 소백산천문대에서 시험영상을 얻는데 성공하였다.