• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.39 no.7
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• pp.599-607
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• 2015

In this study, we theoretically investigate the thermal performances of heat pipes that have different nano-fluid properties. Two different types of nano-particles have been used: $Al_2O_3$ and CuO. The thermal performances of the heat pipes are observed for varying nano-particle aggregations and volume fractions. Both the viscosity and the conductivity increase as the volume fraction and the aggregation increase, respectively. Increasing the volume fraction helps increase the capillary limit in the well-dispersed condition. Whereas, the capillary limit is decreased under the aggregate condition, when the volume fraction increases. The dependence of the heat pipe thermal resistance on the volume fraction, aggregation, and conductivity of the nano-particles is analyzed. The maximum thermal transfer of the heat pipe is highly dependent on the volume fraction because of the high permeability of the heat pipe. For the proposed heat pipe, the optimum volume fraction of the nano-particle can be seen through 3D graphics.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.632-635
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• 2010

본 논문에서는 다중벽 탄소 나노튜브를 작동유체로 사용하는 전자장치 냉각용 소형 히트파이프의 열적성능을 실험적으로 확인 하였다. 실험의 결과들을 바탕으로 다중벽 탄소 나노튜브 나노유체를 작동유체로 사용하는 히트파이프의 열저항은 동일한 충진량을 가지는 물을 작동유체로 사용한 히트파이프와 비교하여 나노유체의 부피비가 0.5%일때, 최대 18.6% 감소한다. 다중벽 탄소 나노튜브 나노유체의 열저항은 동일한 입열량에서 나노유체의 부피비가 증가 할수록 감소하는 것을 알 수 있다. 이를 통하여 다중벽 탄소 나노튜브 나노유체 히트파이프의 열저항은 나노유체의 부피비에 변화에 따라서 변한다는 것을 확인 할 수 있으며, 추가적으로 증발부에서 유체의 기화로 인한 나노입자의 증착에 의하여 열전달 표면적의 증가 또한 열저항의 감소 원인으로 예측가능 하다.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.27 no.11
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• pp.39-45
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• 2011

This study presents the thermal behaviors of glass beads-rubber mixtures depending on the volumetric fraction of each constituent and relative size between them. The transient plane source method is used to measure the effective thermal conductivity of mixtures. The discrete element method (DEM) and the thermal network model are integrated to investigate the particle-scale mechanism of heat transfer in granular packings. Results show that 1) the effective thermal conductivity decreases as the rubber fraction increases, and 2) the relative size between two solid particles dominates the spatial configuration of inter-particle contact condition that in tum determines the majority of heat propagation path through particle contacts. For the mixtures whose volumetric fraction of rubber is identical, the less conductive materials (e.g., rubber particles) with a large size facilitate heat transfer in granular materials. The experimental results and particle-scale observation highlight that the thermal conduction behavior is dominated not only by the volumetric fraction but also the spatial configuration of each constituent.

• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.11 no.4
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• pp.8-14
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• 2017

In this study, the production of proper emulsion fuel and the evaluation of its rheological stability in various experimental conditions were carried out. The W/O (water-in-oil) emulsion fuel was made using n-decane, pure water, and Span 80 was used as a surfactant. Increments of water volume ratio and fuel temperature were the factors, which boosted the phase separation of the emulsion fuel. Rheological characteristics for different water/oil volume ratio, temperature, and elapsed time after the fuel production were examined. As the water volume ratio in the fuel increased, the behavior of non-Newtonian fluid was observed. Viscosity declined as the fuel temperature increased due to the cohesion of water droplets in the fuel. The effect of elapsed time on viscosity was not severe for lower water ratio. However, gradual decrease of viscosity 3 hours after fuel production, in the case of ratio of 3:7, was clearly observed.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.149-149
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• 2011

청정 에너지원으로 높은 잠재력을 가지고 있는 가스하이드레이트는 상업적 기술개발이 미확보된 상태임에도, 우리나라에서 부존이 직접적으로 확인되었기 때문에 에너지원으로서 그 중요성이 부각되고 있다. 현재 전세계적으로 가스하이드레이트 개발 및 생산에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으며 이에 대한 기초자료로서 가스하이드레이트가 함유된 퇴적층의 물성자료가 필요하다. 이에 따라 본 연구에서는 입도 분포별 총 5가지의 미고결 시료를 대상으로 투과도, p파속도, 전기비저항 측정을 수행하였다. 연구에 사용된 미고결 시료는 Hama#5($774{\mu}m$), #6($485{\mu}m$), #7($258{\mu}m$), #8($106{\mu}m$) 4가지와 Hama#6과 Hama#7을 1:1($371{\mu}m$)로 혼합하여 사용하였다. 실험에 사용된 장비는 가스하이드레이트를 인공적으로 생성시키기 위해 퇴적층을 모사할 수 있는 고압셀과 자료획득장비, 유체 주입장비, 온도 유지장비이다. 또한 투과도 측정에는 차압계, 전기비저항 측정에 RLC meter, p파속도 측정에 음파 송수신장비를 사용하여 각각의 물성을 측정하였다. 실험과정을 단계별로 요약하면 먼저 시료를 고압셀에 충진한 뒤 주입된 물의 양으로부터 공극률을 측정하고, 절대 투수계수를 측정하였다. 그 후, 메탄가스를 주입하여 퇴적층 내 수포화도(water saturation)를 잔류상태(irreducible saturation)로 유지시키고 메탄가스를 추가적으로 주입하여 원하는 압력까지 가압한 뒤 온도를 $1^{\circ}C$로 낮추었다. 가스하이드레이트의 생성은 급격한 압력강하로부터 알 수 있다. 최종적으로 가스하이트레이트가 함유된 퇴적층의 상대 투수계수를 측정하기 위해 메탄가스를 주입하였고 각각의 측정장비를 통해 전기비저항 및 p파 속도를 측정하였다.$V_g$, $V_h$, $V_w$, $V_ss$는 각각 가스의 부피, 하이드레이트의 부피, 물의 부피, 모래의 부피이다. 또한 수포화도, $S_w=\frac{V_w}{V_v}$이며 하이드레이트 포화도, $S_h=\frac{V_w}{V_v}$, 가스 포화도, $S_g=\frac{V_g}{V_v}$로 정의된다. 본 실험의 결과 투과도는 가스의 부피비, $\frac{V_g}{V}=nS_g$에 민감한 반응을 보였으며, 비저항은 공극수의 부피비, $\frac{V_w}{V}=nS_w$에 민감한 반응을 보였다. 또한 p파 속도는 고체의 부피비, $\frac{V_s+V_h}{V}=n(1-S_h)$에 민감한 반응을 보였다. 이러한 실험의 결과는 가스하이드레이트 개발, 생산 연구에 있어 기초 물성자료로 활용되는데 도움을 줄 것이다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.37 no.10
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• pp.938-943
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• 2000

TiCl$_4$, 물 및 1-propanol의 혼합용액으로부터 미립 TiO$_2$분말 제조시, 1-propanol과 물의 부피비, 반응온도, 반응유지시간 및 TiCl$_4$mole 농도에 따른 분말 특성 및 결정상 생성에 대해 조사하였다. 반응온도가 3$0^{\circ}C$ 이상일 때 Ti 수화물의 초기 침전이 생성되었고 반응온도가 TiCl$_4$mole 농도가 증가함에 따라 입자크기는 증가하였고 $600^{\circ}C$ 하소시 1-propanol과 물의 부피비가 2보다 크고 반응온도가 7$0^{\circ}C$보다 낮을 때 주결정상은 anatase였다. 입자크기가 미세하고 입자크기 분포가 좁은 범위를 갖는 조건은 1-propanol과 물의 부피비가 2, 반응온도가 7$0^{\circ}C$, TiCl$_4$mole 농도가 0.2 mole/ι일 때였으며, 결정상의 생성은 1-propanol과 물의 부피비가 2, 반응온도가 3$0^{\circ}C$ 이상일 때 anatase에서 rutile로 전이하는 온도가 높아졌다. 이와 같은 반응인자에 따른 효과는 용매의 유전상수, 티타니아의 용해도, 입자의 표면전위 등의 효과와 관계가 있었다.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.2 no.1
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• pp.67-78
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• 1990

세라믹 분말의 사출성형성을 평가하기 위하여 다양한 혼합체 시스템에 대한 혼합도 와 유변학적 성질을 질화규소 미세분말의 부피비를 변화시키면서 조사하였다. 열가소성 결 합체 시스템은 폴리에틸린 폴리에틸렌 왁스 그리고 미소량의 첨가제를 혼합하여 사용하였 다. 혼합성능을 평가하기 위하여 비분산혼합에서는 총접촉면적비를 그리고 분산혼합에서는 총파괴표면적비를 혼합척도로서 사용하여 정성적으로 모형화하였다. 사용된 혼합기내의 유 동장을 해석하기 위하여 뉴우톤유체를 가정하여 유동해석을 수행하였다. 혼합물의 혼합도는 각각 5분 30분 동안 혼합된 시편을 주사전자현미경 사진에 의해 관찰하여 평가하였다. 또한 혼합물의 사출성형성 그리고 혼합질 점도 토우크 곡선 사이의 관계를 규명하기 위하여 전단 변형를 속도를 따른 점도를 모세관 점도계를 사용하여 측정하였으며 질화규소의 부피비가 60%일 때까지는 만족할 만한 성형성과 혼합질을 가짐을 알 수 있었다.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.24 no.8
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• pp.125-135
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• 2008

Rigid-soft particle mixtures, which consist of sand and rubber, are investigated for the understanding of the stress-deformation and elastic moduli. Specimens are prepared with various size ratio sr between sand and rubber particles, and different volumetric sand fraction sf. Small strain shear waves are measured under $K_o$-loading condition incorporated with the stress-deformation test by using oedometer cell with bender elements. The stress-deformation and small strain shear wave characteristics of rigid-soft particle mixtures show the transition from a rigid particle behavior regime to a soft particle behavior regime under fixed size ratio. A sudden rise of $\Lambda$ factor and the maximum value of the $\zeta$ exponent in $G_{max}=\;{\Lambda}({\sigma}'_{o}/kPa)^{\zeta}$ are observed at $sf\;{\approx}\;0.4{\sim}0.6$ regardless of the size ratio sf. Transition mixture shows high sensitivity to confining stress. The volume fraction for the minimum porosity may depend on the applied stress level in the rigid-soft particle mixtures because the soft rubber particles easily distort under load. In this experimental study, the size ratio and volumetric sand fraction are the important factors which determine the behavior of rigid and soft particle mixtures.

• Composites Research
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• v.13 no.2
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• pp.40-50
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• 2000

In an effort to construct a structure under the design principle of minimal use of materials for maximum performances, a discrete gradient structure has been introduced in laminate composite systems. Using a sequential linear programming method, the gradient structure of composites to maximize the buckling load was optimized in terms of fiber volume fraction and thickness of each layer. The buckling load showed maximum value with the outmost [$0^{\circ}$] layer concentrated by almost all the fibers when the ratio of length to width(aspect ratio) was less than 1.0. But when the aspect ratio was 2.0, the optimum was determined in a structure where the thickness and fiber volume fraction were well-balanced in each layer. From the optimization of gradient structure, the optimal fiber volume fraction and thickness of each layer were proposed. Gradient structures have also shown an advantage in the weight reduction of composites compared with the conventional homogeneous structures.

• Journal of the Society of Cosmetic Scientists of Korea
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• v.7 no.1
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• pp.40-43
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• 1979