• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제3회(2014년)
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• pp.585-590
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• 2014

Chowdbury. H.는 인체를 다수의 원형 실린더로 단순화하여 스키점프와 사이클 운동복의 항력계수를 각각 측정하였다. 이처럼 원형 실린더에 스피드 스케이팅 운동복을 씌운 모습과 골프공에서 사용하는 딤플의 2차원 형상이 서로 유사한 모양임을 착안하여, 2차원 원형 실린더 표면의 딤플이 유동 현상에 어떤 효과를 일으키는지 살펴보았다. 본 연구에서는 초기 형상을 토대로 3가지 딤플 형상 변수에 대한 매개변수 설정을 통해 항력계수를 비교하였다. 또한 3가지 딤플 형상 중 가장 낮은 항력계수를 갖는 딤플 형상에 대해서 요철 높이에 따른 항력계수를 비교하였다. 이를 통하여 딤플 형상이 각진 모양보다 둥근 모양일수록 항력계수가 작은 것을 확인하였으며, 요철 높이를 제외한 모든 조건이 동일할 때 최적의 요철 높이가 존재할 수 있음을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제26권1호
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• pp.42-47
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• 2013

본 연구에서는 공기역학적 또는 열 전달에 유리한 형상인 딤플을 복합재료 제품의 표면에 다수 형성하는 경제적이고도 효과적인 성형방법을 개발하였다. 금형을 이용하여 제품의 표면에 다수의 딤플을 형성시키려면 몰드의 표면에 볼록한 반구형상을 가공하여야 하는데 이렇게 하려면 높은 금형 제작비가 소요된다. 본 연구에서는 다수의 원형 구멍이 뚫린 판재를 이용하여, 이의 표면에 복합재료 스킨을 입히면서 외부에서 압력을 가하여 딤플 형상이 표면에 자연스럽게 형성되도록 하는 방법을 개발하였다. 표면에 다수의 딤플을 갖는 복합재료는 공기저항을 줄이거나 방열효과가 필요한 고속 경기용 자동차의 외장 등으로 널리 응용 될 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권4호
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• pp.437-442
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• 2013

마찰을 크게 줄임과 동시에 신뢰성을 향상시키기 위하여 평행 스러스트 베어링, 메카니컬 시일과 피스톤링 등과 같은 기계부품에 표면가공방법이 최근에 적용되고 있다. 본 논문에서는 상용 전산유체역학 S/W인 FLUENT를 사용하여 반구형 미세딤플이 등간격으로 배치되어 있는 슬라이더 베어링의 윤활특성을 조사하였다. 미세딤플의 직경과 수에 따라서 압력분포, 지지하중, 누설유량과 마찰력은 아주 크게 변화하였다. 특히, 딤플의 밀도증가에 따라서 지지하중과 마찰력은 거의 선형적으로 감소하는 반면에 누설유량은 급격하게 증가하였다. 본 논문의 결과는 각종 미끄럼 베어링의 윤활성능을 향상시키기 위한 최적 딤플설계에 사용할 수 있으며, 추가적인 연구가 요구된다.

• 한국정밀공학회지
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• 제31권5호
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• pp.451-457
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• 2014

Surface roughness of mechanical components is an important factor which affects the tribological phenomena. Various surface patterns have been applied to surfaces to improve the tribological characteristics of mechanical components. In this work, the friction reduction effect of micropatterns on silicon was investigated. For this purpose, micro-dimple patterns were fabricated on silicon wafer by DRIE process. In the friction experiments silicone oil was used as lubricant. Also, the lubricant was cleaned to simulate a lubricant depleted condition. In depleted lubricated condition, friction coefficient of micro-pattern specimens was lower than specimens without micro-patterns. It was found that friction reduction effect of micro-pattern could be successfully maintained even after cleaning the lubricant on the surface.

• Tribology and Lubricants
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• 제39권4호
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• pp.148-153
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• 2023

Laser surface dimple patterning is a method of laser surface texturing to reduce lubrication sliding friction. The dimple pattern improves friction properties by reserving lubricant and trapping worn particles. This surface texturing technology can reduce coefficients of friction and extend the service life by applying a uniform load to the surface of the material. This study investigates the friction properties using PMMA, a highly compatible polymer material, as a specimen. We observe the friction properties of untextured specimens by processing specimens with dimple pattern densities of 5 and 10 on the surface area using laser. Dimple pattern density affects the coefficient of friction. We present the following friction property results using a pin-on-disc sliding friction test under saline lubrication. The coefficients of friction for the dimple patterned specimens are lower than those for the untextured specimens. As the normal load and sliding speed increase, the coefficients of friction of the dimple pattern specimens decrease differently from those of the untextured specimens. The specimen with a dimple pattern density of 5 at a normal load of 24.5 N and a sliding speed of 0.22 m/s has the best friction properties. Notably, different friction properties are exhibited depending on the dimple pattern densities.

• 한국기계가공학회지
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• 제14권3호
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• pp.124-130
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• 2015

The purpose of this study is to investigate friction characteristics according to micro-dimple patterns. The surface texturing of micro-dimple patterns was tested to examine the friction of pin-on-disk using flat-on-flat contact geometry. The patterns of both dimple circle and groove pattern were adopted to carry out the effect of those ones. In the low loads, such as 13.8N and 27.7N, the friction coefficients of groove pattern were lower than those of dimple circle pattern. In many other comparisons of normal loads, the groove pattern had lower friction forces, which showed the effect of surface texturing. The relationship between sliding time and friction forces showed that the increase of friction forces of groove pattern were relatively lower than those of dimple pattern. In conclusion, the dimple patterns of dimple-circle pattern and groove pattern strongly contributed to reducing the friction between contacting materials.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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• pp.540-545
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• 2016

본 연구에서는 딤플공의 회전축을 찾아가는 상태를 측정하는 영상 기반 시스템을 개발였다. 공기압으로 골프공을 부양시키면 표면에 딤플이 있는 골프공은 자이로의 원리에 의해 강하게 회전하면서 부양하고 47g의 골프공 무게에 의해 일정 높이에서 정지하면서 무게중심 회전축울 중심으로 일정하게 회전하게 된다. 본 장치는 공기 중으로 부양하면서 회전하는 골프공이 고정된 회전축을 찾기까지의 시간을 검출하는 장치 및 최적의 공기압을 찾아내는 시스템이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권7호
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• pp.841-849
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• 2013

본 연구에서는, 핵연료 지지격자 딤플 굴곡부에 성형결함을 줄이고자, 1차 스탬핑 금형이 추가된 2-step 스탬핑모델을 제시한다. 우선 순수굽힘 변형률과의 비교로, 딤플 굴곡부 변형률의 특성을 조사한다. 이어 2 차원 1-step 기준 스탬핑 유한요소모델을 정하고 이에 상응하는 최대변형률을 구한다. 1 차 스탬핑 금형의 설계변수들을 각각 변화시켜 변형률에 대한 목적함수를 구하고, 반응표면법을 이용해 1차 스탬핑 금형의 최적 변수값을 선정한다. 다음으로 이를 3차원 모델에 적용해 2-step 스탬핑 모델의 향상된 성형성을 확인한다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2009년 춘계학술대회논문집
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• pp.363-367
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• 2009

Recently, the manufacturing of micro-cavity by means of laser surface texturing (LST) technique and low friction study by the LST have been in great progress. Most of current works have been dealing with the effect of cavity on friction and wear. The main objective of the present study was to investigate numerically two-dimensional lubrication characteristics of micro-dimple shapes fabricated on solid surfaces, and this study utilized the commercial CFD code (Fluent V.6.3). For the evaluation, preliminary simulation was conducted and numerical predictions were compared with the analytic solution obtained from the Reynolds's equation. Mainly, the present study investigated the influence of dimple depth, pattern shapes, and film thickness on lubrication characteristics related to the reduction of friction. It is found that the existence of micro-dimpled surface makes it possible to substantially reduce the friction forces exerted on the surfaces. In particular, substantial decrease in shear stresses was observed as the lubricant film thickness decreases. For instance, in the case of the film thickness of 0.01 mm, the estimated shear stress decreases up to about 40%. It indicates that the film thickness would be important factor in designing the micro-dimpled surfaces. Furthermore, it was observed that such a optimum dimple depth would be present because the dimple depth larger than the optimum value did no longer affect the reduction in shear stresses.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2006년 제4회 한국유체공학학술대회 논문집
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• pp.191-194
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• 2006

In this paper, we present a detailed mechanism of drag reduction by dimples and roughness on a sphere by measuring the streamwise velocity above the dimpled and roughened surfaces, respectively. Dimples cause local flow separation and trigger the shear layer instability along the separating shear layer, resulting in generation of large turbulence intensity. With this increased turbulence, the flow reattaches to the sphere surface with high momentum near the wall and overcomes strong adverse pressure gradient formed in the rear sphere surface. As a result, dimples delay main separation and reduce drag significantly. The present study suggests that generation of a separation bubble, i.e. a closed-loop streamline consisting of separation and reattachment, on a body surface is an important flow-control strategy for drag reduction on a bluff body such as the sphere and cylinder. In the case of roughened sphere, the boundary layer flow is directly triggered by roughness and changes to a turbulent flow. Due to this change, the drag significantly decreases. As the Reynolds number further increases, transition to turbulence occurs earlier on the sphere surface. Because of faster growth of turbulent boundary layer by roughness, earlier transition thickens the boundary layer, resulting in earlier separation and drag increase with increasing Reynolds number