• Journal of computational fluids engineering
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• v.18 no.3
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• pp.26-33
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• 2013

In the present study, unsteady flow simulations of a variable geometry nozzle were conducted using a two-dimensional flow solver based on hybrid unstructured meshes. The variable geometry nozzle is used to achieve efficient performances of aircraft engines at various operating conditions. To describe the motion of the variable geometry nozzle, an algebraic method based on the basis decomposition of normal edge vector was used for the deformation of viscous elements. A ball-vertex spring analogy was used for inviscid elements. The aerodynamic data were obtained for a range of nozzle pressure ratios, and the validations were made by comparing the present results with available experimental data. The unsteady nozzle flows were simulated with an oscillating diverging section and a converging-diverging section. It was found that the nozzle performances are influenced by the nozzle exit flow characteristics, mass flow rate, as well as unsteady effects. These unsteady effects are shown to behave differently depending on the frequency of the nozzle motion.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.22 no.3
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• pp.51-57
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• 2021

The seawater cooling system of naval ships is installed to remove the toxic substances generated by CBR (Chemical, Biological, and Radiological) warfare and reduce the infrared signature of naval ships from outside the hull. The dispersion range of the nozzle is determined according to the injection pressure of seawater and the nozzle type. Therefore, it is necessary to select the appropriate injection pressure and design the optimal nozzles to increase the seawater dispersion area and maximize the efficiency of the cooling system. In this study, the applying feasibility of 3D printing technology to produce an injection nozzle for the seawater cooling system was examined. To this end, the extruded plastic specimens were fabricated by 3D printing, and the physical properties of the specimens were estimated through tensile testing. After this, the strain and stress of the nozzle as a function of the pressure were simulated by applying the estimated results to the finite element analysis. The finite element analysis results showed that the nozzle remained within the elastic range at the optimal pressure. The nozzle was estimated to be structurally stable, and the possibility of this study was confirmed.

• Fire Science and Engineering
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• v.16 no.1
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• pp.66-76
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• 2002

This paper includes new nozzle design, basic design factors of water mist system that minimize a thermal damage of cable causing business interruption and applying underground utility tunnel. A underground concrete structure (2.5 m(H)$\times$2.5 m(W)$\times$25 m(D)) is constructed in order to test a nozzle performance. Under the designing fire scenario, critical thermal damage of cable sheath ($400^{\circ}c$) reached within a 2 minutes with unsuppressed fire, but type 1 nozzle (SMD 470 $\mu{m}$) and type 2 nozzle (SMD 650 $\mu{m}$) control cable temperature below $400^{\circ}c$. A system performance and fundamental design factors; K factor, flow rate, spray angle, size distribution, nozzle pressure, spray density are analyzed and proposed for system optimization.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.245-245
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• 2010

최근에 반도체 소자 및 마이크로머신, 바이오센서 등에 사용되는 미세 부품에 대한 연구 개발이 활발히 진행되고 있다. 미세 부품을 제작하기 위한 MEMS 공정은 대표적으로 화학용액을 이용한 습식식각, 플라즈마를 이용한 건식식각 등이 주를 이룬다. Micro blaster는 경도가 강하고 화학적 내성을 가지며 용융점이 높아 반도체 MEMS 공정에 어려움이 있는 기판을 다양한 형태로 식각 할 수 있는 기계적인 식각 공정 기술이라 할 수 있다. Micro blaster의 식각 공정은 고속의 날카로운 입자가 공작물을 타격할 때 입자의 아래에는 고압축응력이 발생하게 되고, 이 고압축 응력에 의하여 소성변형과 탄성변형이 발생된다. 이러한 변형이 발전되어 재료의 파괴 초기값보다 크게 되면 크랙이 발생되고, 점점 더 발전하게 되면 재료의 제거가 일어나는 단계로 이루어진다. 본 연구에서는 micro blaster 장비를 반도체 MEMS 공정에 적용하기 위한 식각 특성에 관하여 확인하였다. Micro blaster 장비와 식각에 사용한 파우더는 COMCO INC. 제품을 사용하였다. Micro blaster를 $Al_2O_3$ 파우더의 입자 크기, 분사 압력, 기판의 종류, 노즐과 기판과의 간격, 반복 횟수, 노즐 이동 속도 등의 공정 조건에 따른 식각 특성에 관하여 분석하였다. 특히 실제 반도체 MEMS 공정에 적용 가능한지 여부를 확인하기 위하여 바이오 PCR-chip을 제작하였다. 먼저 glass 기판과 Si wafer 기판에서의 식각률을 비교 분석하였고, 이 식각률을 바탕으로 바이오 PCR-chip에 사용하게 될 미세 홀과 미세 채널, 그리고 미세 챔버를 형성 하였다. 패턴을 형성하기 위하여 TOK Ordyl 사의 DFR(dry film photoresist:BF-410)을 passivation 막으로 사용하였다. Micro blaster에 사용되는 파우더의 직경이 수${\mu}m$ 이상이기 때문에 $10\;{\mu}m$ 이하의 미세 채널과 미세홀을 형성하기 어려웠지만 현재 반도체 MEMS 공정 기술로 제작 연구되어지고 있는 바이오 PCR-chip을 직접 제작하여 micro blaster를 이용한 반도체 MEMS 공정 기술에 적용 가능함을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.286-286
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• 2010

최근에 환경 오염과 화석 에너지의 고갈 문제를 해결하기 위하여 태양광을 전기 에너지로 변환하는 태양전지 연구에서 가장 이슈가 되는 부분은 저가격화와 고효율이다. 상용화 되어 있는 대부분의 태양전지는 단결정 실리콘 웨이퍼와 다결정 실리콘 웨이퍼를 사용한다. 실리콘 웨이퍼의 원자재 가격을 낮추는 방법에는 한계가 있기 때문에 태양전지 제작 공정에서 공정 단가를 낮추는 방법이 많이 연구되고 있고, 실리콘 웨이퍼가 가지는 재료의 특성상 화합물을 이용한 태양전지 보다 낮은 효율을 가질 수밖에 없기 때문에 반도체 소자 공정을 응용하여 실리콘 웨이퍼 기판에서 고효율을 얻는 방법으로 연구가 진행 되고 있다. 본 연구에서는 마이크로 블라스터를 이용하여 태양전지 cell 상부에 AG(anti-glare)를 가지는 유리 기판을 형성하여 낮은 단가로 태양전지 cell의 효율을 향상시키기 위한 연구를 진행 하였다. 태양전지 cell 상부에 AG를 가지는 유리 기판을 형성하게 되면 태양의 위도가 낮아 표면에서 대부분 반사되는 태양광을 태양전지 cell에서 광기전력효과가 일어나게 하여 효율을 향상시킨다. 이때 사용한 micro blaster 공정은 고속의 입자가 재료를 타격할 때 입자의 아래에는 고압축응력이 발생하게 되고, 이 고압 축응력에 의하여 소성변형과 탄성변형이 발생된다. 이러한 변형이 발전되어 재료의 파괴 초기값보다 크게 되면 크랙이 발생되고, 점점 더 발전하게 되면 재료의 제거가 일어나는 단계로 이루어지는 기계적 건식 식각 공정 기술이라 할 수 있다. 먼저 유리 기판에 마이크로 블라스터 장비를 이용하여 AG를 형성한다. AG는 $Al_2O_3$ 파우더의 입자 크기, 분사 압력, 노즐과 기판과의 간격, 반복 횟수, 노즐 이동 속도 등의 공정 조건에 따른 유리 기판 표면에서의 광학적 특성 및 구조적 특성에 관하여 분석하였다. 일반적인 태양전지 cell 제작 공정에 따라 cell을 제작 한후 AG 유리 기판을 상부에 형성시키고 솔라시뮬레이터를 이용하여 효율을 측정하였다. 이때 솔라시뮬레이터의 광원이 고정되어 있기 때문에 태양전지 cell에 기울기를 주어 태양의 위도 변화에 대해 간접적으로 측정하였다. AG 유리 기판이 태양전지 cell 상부에 형성 되었을 때와 없을 때를 각각 비교하여 AG 유리 기판이 형성된 태양전지 cell에서의 효율 향상을 확인하였다.

• Defense and Technology
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• no.10 s.164
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• pp.43-44
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• 1992

복합재 연소관과 노즐을 기계적 체결방법으로 결합하면 결합부위에서 재료의 불연속성과 기하학적 불연속성으로 인한 높은 응력집중이 발생해 구조적으로 매우 취약하게 됩니다. 복합재 연소관의 경우에는 내압을 받는 원통형 구조물이므로 기존의 평판에 대한 연구결과를 그대로 사용할수 없으므로, 이 글에서는 복합재 셀 구조물의 응력 및 파손 해석을 수행할수 있도록 1차전단변형 셀이론을 이용한 유한요소해석 프로그램을 개발하였습니다. 기계적체결부위의 모델링에 대해 검토하였으며 복합재료의 파손평가에 사용되는 여러가지 파손식을 적용해 비교하였습니다. 이 해석 방법을 이용해 복합재 연소관의 적층각, 볼트직경, 연소관의 끝단까지의 길이 등이 파손하중에 미치는 영향을 제시하였습니다

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.46 no.2
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• pp.150-158
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• 2018

Numerical simulation and experimental study on the thermal flow field of the micro turbojet engine have been carried out for the purpose of developing infrared reduction technology for aircraft. A circular basic nozzle and five rectangular nozzles with different aspect ratio were considered. The conditions for CFD analysis were derived from the analysis of the engine performance. The temperature distribution of the nozzle plume was measured using a temperature sensing system. The thrust of the rectangular nozzle with the aspect ratio 5 was reduced about 1.8% compared to the circular nozzle, and the thrust decreased with increasing the aspect ratio of the nozzle. In the case of thermal flow field, it was observed that, as the aspect ratio increases, the exhaust plume in the experiment was formed wider than in the CFD analysis.

• Science of Emotion and Sensibility
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• v.14 no.2
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• pp.191-196
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• 2011

Fabric extraction force measured through nozzle tester reflects a comprehensive fabric handle. Nozzle tester takes advantage of low cost, and simple and fast operating procedure compared with KES system. The paper is to develop the semi-emprical equation for assessment of the fabric handle measured with nozzle tester on the basis of friction law. The variables considered in the equation arc fabric's frictional coefficient and drape coefficient which is determined in terms of fabric bending length and shear strain. The experiment of 12 different cotton and polyester fabrics and comparisons between experimental and theoretical results were conducted. Fabrics of high frictional coefficients, high bending length, and low shear strain showed high fabric handle forces (low handle values). The handle forces predicted from the equation agreed well with those measured, which indicates that the equation can be used to objectively evaluate fabric handle with respect to fabric's own properties and also provide an information for fabric design to improve the handle performance.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2003.07a
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• pp.244-245
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• 2003

비대칭형 미소공진기는 방향성방출을 가지기 때문에 원형공진의 단점인 등방성 방출특성을 극복하기 위한 대안으로 많은 흥미를 끌어왔다. 또한 공진기 내에서 빛살궤적이 혼돈현상을 보이기 때문에 고전혼돈과 양자혼돈현상을 연구하기 위한 좋은 시스템을 제공한다. 우리는 높은 신뢰도의 사중극자변형 공진기를 만들기 위해 측면에서 공기를 불던 기존의 방법 대신 비원형 노즐을 이용하는 방법을 개발하였다. (중략)

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.42 no.1
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• pp.10-19
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• 2014

Nozzle configurations and atmospheric conditions play a significant role in the infrared signature level of aircraft propulsion system. Various convergent nozzles of an unmanned aircraft under different atmospheric conditions are considered. An analysis of thermal flow field and nozzle surface temperature distribution is conducted using a compressible CFD code. It is shown that the IR level in rear direction is considerably reduced in deformed nozzles, whereas the IR level in adjacent azimuth angles is increased in aspect ratios around 6 due to the plume spreading effect caused by high aspect ratio of nozzles. In addition, an analysis of atmospheric transmissivity for various seasons and observation distance is conducted using the LOWTRAN 7 code and subsequently plume IR signature is calculated by considering atmospheric effects. It is shown that the IR signature is reduced significantly in summer season and near the band of carbon dioxide in case of relatively close distance.