• Journal of computational fluids engineering
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• v.14 no.3
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• pp.123-130
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• 2009

Hydromagnetic flow in a confined enclosure under a uniform magnetic field is studied numerically. The thermally active side walls of the enclosure are kept at hot and cold temperatures specified, while the top and bottom walls are insulated. The coupled momentum and energy equations associating with the electromagnetic retarding force as well as the buoyancy force terms are solved by an iterative procedure using the SIMPLER algorithm based on control volume approach. The changes in the flow and thermal field based on the orientation of an external magnetic field, which varies from 0 to $2{\pi}$ radians, are investigated. Resulting heat transfer characteristics are examined too.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1998.05a
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• pp.672-677
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• 1998

액체금속로 순환 냉각재인 전기전도성 나트륨 유체를 전자기적으로 구동시키는 선형유도 전자펌프의 유로내 과기유체역학적(MHD) 특성 분포를 해석적으로 계산하였다. 유로 내 반지름 방향의 좌표에 따라 유속, 점성력 및 전자기 구동력 둥을 계산하여 하트만 수(H$_{a}$ )에 따른 유체 특성의 변화를 그래프로 도시하였다. 하트만 수(H$_{a}$ )가 증가할수록 도전성 나트륨 유체의 유속 분포는 점점 평탄해지고 점성력은 전자기력에 비해 무시할 정도로 작은 값을 가짐을 알 수 있었다. 따라서 적지 않은 자기장에 의해 구동되는 전자펌프에 있어서 금속 유체는 마치 일정 두께의 금속 고체로 취급될 수 있음을 예측할 수 있었다.

• 전기의세계
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• v.39 no.4
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• pp.52-56
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• 1990

플라즈마를 도전성 유체라고 생각한다면 외부에서 인가된 전자장이 있을때 전기장에 의해 전류가 생성이 되고, 이전류에 의해 자기장이 다시 생성되기 때문에 플라즈마 내에서는 self-consistence 한 전자장을 구한다는 것은 상당히 난해한 문제가 될 수 있다. 초고온 핵융합 플라즈마의 연구는 대용량 컴퓨터를 이용한 수치 해석적인 방법이 없이는 불가능할 정도로 중요하게 이용되고 있다. 최근에 그 이용 범위가 급속도로 널리 퍼지고 있는 저오니 플라즈마의 경우, 내부에서 일어나는 복잡한 전리, 재결합, 여기 반응 등에 대한 이해가 없이 이용되고 있으나 더욱 정교한 제어가 요구되면서 이들 반응에 대한 이해가 필요하게 되었다. 이를 위해서 최근에 모델링에 관한 연구가 시도되기 시작하고 있다. 최근에 컴퓨터 용량 및 연산 속도의 급속한 증가가 종래에 불가능하게 여겨졌던 플라즈마 현상을 수치해석을 통해 이해가 가능하게 도와주고 있으며 앞으로 플라즈마 연구에 있어서 그 중요성이 더욱 커지리라 생각된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.44-44
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• 2015

저수지나 하천 사면에서 발생하는 산사태와 토석류는 저수지와 하천 수체에 충격을 가한다. 이로 인해 발생하는 수면 충격파는 전파되어 반대편 제방으로 파의 처오름 또는 댐 제체위로의 물넘이로 큰 피해를 줄 수 있다. 최근 외국에서는 2차원 충격파 생성 및 전파의 기본 과정을 구명하기 위한 실험적 연구가 이뤄지고 있으며, 이들 연구들은 충격파의 발생과 전파, 사면활동 물질과 수체의 상호작용 그리고 자유 수면과 유속분표의 발달에 대한 자세한 관측 자료를 제시하고 있다. 아울러 충격파에 영향을 주는 지배 매개변수를 제시하고 있다. 하지만, 이러한 실험적 연구의 최근 진보에도 불구하고, 이들 지배 매개변수를 고려한 충격파 지배공식들은 대상 지역의 복잡한 바닥 지형이나, 평면적 지형 변화를 단순한 추정치로만 고려하게 된다. 따라서 복잡한 지형조건에서 토석류와 수체의 상호작용과 수면 충격파의 전파를 합리적으로 해석하는 데는 한계가 있다. 이 경우 수치모델링 기법을 대안으로 적용할 수 있으나, 수치모델링은 수면에서 충격파의 전파와 수중에서 토석류의 전파를 동시에 모의해야 하고, 뉴턴 유체와 비뉴턴 유체의 특성을 동시에 고려해야하므로 수치해석 연구자들에게는 하나의 큰 도전사항이다. 이 연구는 경계면 포착기법을 이용한 계산유체동력학 기법을 이용하여 사면활동과 이로 인한 정지 수역에서의 충격파의 발생 및 전파를 재현하기 위한 수치 모델링 기법을 개발하는 것이 목적이다. 사면활동과 수면의 경계면을 포착하고 위치를 정립하기 위해서 VOF (volume of fluid) 경계면 재구축 기법을 이용한다. 지배 방정식은 비압축성(incompressible) 질량 보존방정식과 나비어-스톡스(Navier-Stokes) 방정식이며, 서로 다른 유체의 상(phase)애 대한 체적분할이송방정식을 이용한다. 큰와 모의 계열의 난류 모델링 기법을 적용하여 충격파의 전파와 붕괴에 대한 난류의 영향을 고려하였다. 토석류는 비뉴턴 흐름저항 관계식을 적용하여 그 흐름특성을 재현하였다. 이들 지배방정식은 2차 정확도의 유한체적법(finite volume method)을 이용하여 해석한다. 외국의 연구자들이 관측하여 제시한 길이 11 m 그리고 폭 0.5 m의 수로에서 발생한 충격파를 수치적으로 재현하여 개발된 모형의 실제 문제에 대한 적용성을 보여준다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.463-463
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• 2010

고휘도 고효율 백색 LED (lighting emitting diode)가 차세대 조명광원으로 급부상하고 있다. 백색 LED를 생산하기 위한 공정에서 MOCVD (유기금속화학증착)장비를 이용한 Epi wafer공정은 에피층과 기판의 격자상수 차이와 열팽창계수차이로 인하여 생성되는 에피결함의 제거를 위하여 기판과 GaN 박막층 사이에 완충작용을 해줄 수 있는 버퍼층 (Buffer layer)을 만들고 그 위에 InGaN/GaN MQW (Multi Quantum Well)공정을 하여 고휘도 고효율 백색 LED를 구현할 수 있다. 이 공정에서 기판의 온도가 불균일해지면 wafer 파장 균일도가 나빠지므로 백색 LED의 yield가 떨어진다. 균일한 기판 온도를 갖기 위한 조건으로 기판과 induction heater의 간격, 가스의 흐름, 기판의 회전, 유도가열코일의 디자인 등이 장비의 설계 요소이다. 코일에 교류전류를 흘려주면 이 코일 안 또는 근처에 있는 도전체에 와전류가 유도되어 가열되는 유도가열 방식은 가열 효율이 높아 경제적이고, 온도에 대한 신속한 응답성으로 인하여 열 손실을 줄일 수 있으며, 출력 온도 제어의 용이성 및 배출 가스 등의 오염 없다는 장점이 있다. 본 연구에서는 유도가열방식의 induction heater를 이용하여 회전에 의한 기판의 온도 균일도 측정을 하였다. 기초 실험으로 저항 가열 히터를 통하여 대류에 의한 온도 균일도를 평가하였다. 그 결과 gap이 3 mm일 때, 평균 온도 $166.5^{\circ}C$ 에서 불균일도 6.5 %를 얻었으며 이를 바탕으로 induction heater와 graphite susceptor의 간격이 3 mm일 때, 회전에 의한 온도 균일도를 측정을 하였다. 가열원은 induction heater (viewtong, VT-180C2)를 사용하였고, 가열된 graphite 표면의 온도를 2차원적으로 평가하기 위하여 적외선 열화상 카메라(Fluke, Ti-10)을 이용하여 온도를 측정하였다. 기판을 회전하면서 표면 온도의 평균과 표준 편차를 측정한 결과 2.5 RPM일 때 평균온도 $163^{\circ}C$ 에서 가장 좋은 5.5 %의 불균일도를 확인할 수 있었고, 이를 상용화 전산 유체 역학 코드인 CFD-ACE+의 모델링 결과와 비교 분석 하였다.