• 한국자동차공학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.17-24
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• 2006

This study was performed to figure out spray behavior and fuel atomization characteristics of a piezo-driven injector and a solenoid-driven injector in the common-rail injection system under the same design parameters and test conditions. The process of spray injection was visualized by using the spray visualization system composed of a Nd:YAG laser and an ICCD camera. The atomization characteristics were investigated in terms of axial mean velocity, Sauter mean diameter(SMD) and droplet distributions obtained from a phase Doppler particle analyzer system. Compared with solenoid-driven injector, the piezo-driven injector has short injection delay and reaches quickly to the maximum injection value. Spray tip penetration shows some difference, however, spray angle of piezo-driven injector is wider than that of solenoid-driven injector. Sauter mean diameter of piezo-driven type injector is smaller than that of solenoid-driven type.

• 한국추진공학회지
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• 제11권3호
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• pp.50-57
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• 2007

Particle Image Velocimetry(PIV) 및 Dual-mode Phase Doppler Anemometry(DPDA) 기법을 적용하여 소형 액체로켓엔진에 사용되는 인젝터의 분무특성 규명을 위한 연구를 수행하였다. PIV 측정법으로 순간평면 이미지를 획득하여 분무 거동을 정성적으로 예측하고, 분사각 관련 인젝터 성능평가 기법을 수렵하였다. 또, DPDA 측정법을 통해 액적의 속도와 크기 등의 분무거리에 따른 변이를 정량화하고, 인젝터의 미립화 성능을 관찰하였다. 본 연구의 궁극적인 목적은 분무특성에 대한 명확한 이해를 통해 개발하고자 하는 새로운 인젝터의 설계변수 도출 및 분무성능 평가기준을 마련하기 위함이다.

• 한국추진공학회지
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• 제12권2호
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• pp.24-32
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• 2008

마하 1.92 초음속 유동 내에서 평판, 작은 공동, 큰 공동을 사용하여 운동량비(J)에 따른 연료 혼합 실험을 수행하였다. 공동 후면 경사부는 연료의 침투거리를 급격히 증가시키며, 경사부에서 형성되는 이차원 충격파는 후류부의 충격파 구조와 혼합층에 주요한 영향을 미친다. 운동량비가 증가함에 따라(J = 0.9, 1.7, 3.4) 연료의 침투거리가 증가하지만, 후류부에서는 운동량비가 증가하더라도 연료 침투거리는 특정 지점 이상 증가하지 않았다. 큰 공동의 경우 다른 모델에 비해 좋은 혼합 효율을 보이지만 압력 손실 또한 증가하는 경향을 보인다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.168-172
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• 2008

추진제 유량 변화와 분사기 배열에 따른 특성속도를 연구하기 위해 축소형 연소기를 이용하여 연소시험을 수행하였다. 그 결과 유사한 압력과 혼합비 조건에서 효과적인 비 단위 면적당 유량 범위가 존재함을 알 수 있었고 최외곽 분사기로부터 막 냉각이 적용된 연소실 벽면까지의 거리 증가는 연소실 내 저 혼합비 영역을 증가시키고 특성속도를 저감시키는 기능을 하는 것으로 해석결과 나타났다. 즉, 이 2가지 설계요소는 주어진 연소압력에서 액체로켓엔진 연소기의 성능을 향상시킬 수 있는 중요한 인자임을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권8호
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• pp.875-880
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• 2014

최근에, 3 차원 인공지지체와 나노섬유는 골 조직 재생을 위해 개발되고 있다. 본 연구에서는, 나노-마이크로 정밀 분사 시스템을 이용하여 하이브리드 인공지지체를 제작하였다. 하이브리드 인공지지체는 마이크로 인공지지체와 나노섬유가 결합하여 제작되었으며, 마이크로 인공지지체와 나노섬유를 얻기 위해 자유 형상 제작 기술과 전기방사 기법이 사용되었다. 마이크로 인공지지체는 정밀한 공극을 고려하여 CAD/CAM 데이터 따라 자유 형상 제작 기술에 의해 제작되었으며, 제작 공정은 $100^{\circ}C$의 온도, 평균 650 kPa의 압력, 그리고 250 mm/sec의 Z 축 이송속도가 적용되었다. 그리고 전기방사법을 통하여 나노섬유를 제작함에 있어서 본 시스템에 적용한 공정 조건은, 5 kV의 전압, 0.1 ml/min의 유량, 그리고 1 mm의 노즐 팁과 콜렉터와의 거리로 설정하였다. 제작된 하이브리드 인공지지체는 MG-63 세포를 이용하여 세포 증식 실험을 진행하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.116-122
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• 2012

The purpose of this study is to investigate the overall spray behavior characteristics for various injection conditions in a gasoline direct injection(GDI) injector with multi-hole. The spray characteristics, such as the spray penetration, the spray angle, and the injection quantity, were studied through the change of the injection pressure, the ambient pressure, and the energizing duration in a high-pressure chamber with a constant volume. The n-heptane with 99.5% purity was used as the test fuel. In a constant volume chamber, the injected spray was visualized by the spray visualization system, which consisted of the high-speed camera, the metal-halide lamp, the injector control device, and the image analysis system with the image processing program. It was revealed that the injection quantity was mainly affected by the difference between the injection pressure and the ambient pressure. For low injection pressure conditions, the injection quantity was decreased by the increase of the ambient pressure, while it nearly maintained regardless of the ambient pressure at high injection pressure. According to the increase of the ambient pressure in the constant volume chamber, the spray development became slow, consequently, the spray tip penetration decreased, and the spray area increased. In additions, the circular cone area decreased, and the vortex area increased.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.40-47
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• 2010

This study deals with the investigation about the effect of the pilot and split injection strategies on the spray-atomization characteristics of biodiesel fuel derived from a soybean oil. Experimental results were compared with the calculation results obtained from the numerical analysis. Fuel properties of biodiesel according to the variation of the fuel temperature were inserted to the fuel library in the KIVA code. The amount of fuel injection is divided into equal mass for each split and main injection. In this work, the pilot injection strategy can be achieved by the amount of fuel injection shortly before the start of the main injection. A spray tip penetration, radial distance and spray area were measured for the analysis of macroscopic spray characteristics. In addition, the local and overall droplet size distribution were calculated by using KIVA-3V code to study the effect of split and pilot injection on the atomization performance under high ambient pressure. From these studies, the experimental results showed the multiple injection induced the decrease of the spray tip penetration due to the reduction and division of the spray momentum compared to single injection. In the atomization performance, the droplet size increased in the case of the multiple injection a little. Moreover, the SMD slightly increased as the fuel droplets goes through the axial direction. The spray behavior of numerical results were well predicted the experimental multiple spray characteristics of biodiesel fuel.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.66.1-66.1
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• 2011

반도체를 비롯하여 LCD, OLED와 같은 디스플레이 (FPD: Flat Panel Display) 분야는 국가 선도 사업으로써 발전을 거듭해오고 있다. 하지만 기술의 성숙도가 높아짐에 따라 최근 중국과 대만 업체와의 경쟁이 심화되고 있으며, 더불어 환경문제가 큰 이슈로 떠오르고 있어 신기술 개발을 통한 생산 수율 향상 및 친환경 공정 개발의 중요성이 커지고 있다. 반도체, 디스플레이 공정에서 생산 수율 저하의 주요 원인으로써 공정 중 발생하는 미세 오염 입자를 들수 있다. 반도체 및 디스플레이 공정에서 세정 기술은 전체 기술의 30% 이상을 차지하며 생산 수율 및 제품의 품질에도 큰 영향을 주는 공정이다. 세정 공정은 일반적으로 습식 세정 공정이 낮은 공정비용을 바탕으로 널리 적용되어 왔으나, 기판의 대형화와 패턴의 미세화에 따라 정밀한 세정 스펙이 요구되며 더불어 막대한 양의 초순수와 화학액의 사용으로 인한 공정비용 증가와 환경 규제 강화에 따른 폐수 처리의 문제에 직면하고 있다. 이에 따라 폐수의 양을 줄이며 건조공정을 필요로 하지 않아 공정비용을 줄일 수 있는 건식 세정 공정에 대한 연구가 활발히 진행 되고 있다. $CO_2$ snow jet 세정 기술은 건식 공정으로써 $CO_2$ 가스를 특수하게 제작된 분사 노즐에서 고압으로 가스를 분사하여 이 때 발생되는 순간적인 감압에 의한 단열 팽창으로 생성된 $CO_2$ snow 입자가 기판 표면의 오염물과 물리적 충돌을 하어 세정이 이루어지는 기술이다. 특히 $CO_2$ 세정은 환경과 인체에 무해하며 공정 후 바로 승화하기 때문에 추가적인 폐수처리 공정 등이 필요하지 않고, 건식 공정으로써 수세(Rinse) 공정을 필요로 하지 않기 때문에, 공정비용을 크게 줄일 수 있으며 물반점 발생을 방지 할 수 있는 친환경 건식 공정으로써의 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 자체적으로 개발한 $CO_2$ snow jet을 바탕으로 하여 다양한 공정조건을 변화시켜 세정효율을 측정하는 한편, 최적화 하기 위한 연구를 진행하였으며 더불어 $CO_2$ snow의 세정력을 정량적으로 평가하기 위한 연구를 진행하였다. 실험을 통해 가장 효과적으로 $CO_2$ snow 입자를 배출 할 수 있는 공정 조건으로써 5 bar의 캐리어 가스 압력을 사용하여, 세정력에 가장 큰 영향을 줄 수 있는 분사 노즐과 기판 사이의 거리 및 분사 노즐의 각도 등을 변화시켜 각 조건에 따른 세정효율을 평가하였다. 세정 오염물은 Silica, PSL 표준 입자(Duke scientific, USA)를 정량적으로 웨이퍼에 오염 시킨 후, 파티클 스캐너(Surfscan 6500, KLA-Tencor, USA)를 이용하여 세정 전 후의 오염입자 개수 변화를 통해 정량적으로 세정효율을 평가하였다. 본 연구를 통하여 $CO_2$ snow jet를 이용한 친환경 고효율 건식 세정 공정 메커니즘을 분석하였으며, 노즐과 기판 사이의 간격 및 분사 노즐의 각도 등을 최적화 한 세정 공정을 얻을 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권7호
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• pp.745-752
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• 2012

디젤엔진은 바이오연료 적용을 위한 엔진으로서 가솔린엔진과 비교해 사용연료가 바이오연료와 유사한 높은 세탄가를 가지며, 가솔린엔진과 달리 점화계통 장치의 불필요 등 기존 엔진의 개조비용 등에서 유리한 장점이 있다. 따라서 본 연구에서는 상용 디젤 엔진의 커먼레일 분사시스템을 사용하여 바이오연료인 식물성 팜유의 분무거동특성을 해석하고, 그 결과를 기존의 디젤엔진 연료인 경유와 비교 분석하였다. 실험변수로서는 분사압력과 경유에 대한 바이오디젤 연료의 혼합비율(BD3, BD5, BD20, BD30, BD50, BD100)을 달리하였다. 분사압력은 500bar, 1000bar, 1500bar 및 1600bar로 설정하고 분사기간은 $500{\mu}s$로 동일하게 하였다. 본 연구의 결과로서, 분사압력이 동일한 경우 사용한 바이오디젤 연료의 혼합비 변화에 대한 거시적 분무거동특성(분무선단도달거리 및 분무각)의 변화는 뚜렷하지 않았다. 특히 분무각의 경우 본 연구의 모든 실험조건에 있어서 약 $15^{\circ}$의 값을 나타내었다.

• 한국가스학회지
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• 제25권6호
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• pp.22-28
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• 2021

발전용 가스터빈에 사용되는 이중 콘형 예혼합 연소기의 성능 개선 및 검증을 위하여 기존 노즐에서 연료 분사 특성을 개선한 노즐(분사구 직경 증가, 분사구 수 감소, 총 분사면적 유지)을 이용하여 고압 및 다중화염 조건에서 실험 연구를 수행하였으며 배기가스 특성을 기존 노즐과 비교하였다. 실험 결과로는 노즐의 연료 직경을 크게 한 경우 연소용 공기로 연료의 침투 거리가 증가하기 때문에 콘 내부에서 연료와 공기의 혼합특성이 개선되어 상압뿐만 아니라 압력 상승 시 NOx 배출 농도는 감소하며 다중 화염의 경우 화염간 연소영역의 중첩이 감소하게 되어 NOx 배출은 감소하지만 화염 안정성은 저하된다. 연료 분사구를 개선한 노즐의 발전 플랜트 실증 결과는 실험 결과와 같이 기존 노즐에 비하여 NOx 농도가 낮게 배출되었다.