• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.13 no.6
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• pp.1310-1320
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• 1989

본 논문에서는 비교적 많은 계산이 수행되어온 수평원관 주위의 상변화 열전달 문제를 예로 들어, 상변화 물질이 유한한 열전도율을 갖는 일정 두께의 원관 주위에 존재할 때의 상변화 문제에 대하여 초기 액상의 영역을 임의로 가정하는 불합리점을 제거하고 문제를 풀 수 있는 수치해석 방법을 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1997.04a
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• pp.147-159
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• 1997

본 연구에서는 상변화 영역에서 열평형 방정식을 별도로 수식화하지 않고도 잠열의 영향을 고려할 수 있으며, 고상과 액상 그리고 2상 영역에서 동일한 형태의 방정식을 사용할 수 있는 엔탈피법을 이용하였다. 상변화 문제의 엔탈피법을 이용한 유한요소해석을 위하여 8개의 절점을 가지며, 각 절점에서 1개의 자유도를 가지는 3차원 육면체 요소가 개발되었다. 해법의 타당성과 해의 정확도를 검증하기 위하여 엄밀해가 존재하는 상변화 문제를 유한요소법으로 해석하고 그 결과를 비교 검토하였다. 연구 결과, 엔탈피법에 의한 유한요소해는 상변화 영역이 하나의 특정 온도인 경우는 물론 온도 구간으로 나타나는 경우에도 시간 증분과 요소수에 크게 영향을 받지 않고 안정된 해가 됨을 알 수 있었다. 검증된 요소를 이용하여 3차원 상변화 문제에 적용하여 해를 나타내었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.10 no.4
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• pp.585-592
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• 1986

본 연구에서는 시간의존 Boundary-Fitted 좌표계로의 좌표변환을 이용하여 자 연대류를 고려한 임의 형상에서의 2차원 상변화 문제를 해석하는 안정성 있는 수치해 석 방법을 제시하고자 한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.16 no.6
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• pp.1205-1215
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• 1992

The solidification rate is of special importance in determining the casting structures and properties. The heat transfer characteristics at the interface between the mold and the casting is one of the major factors that control the solidification rate. The thermal resistance exists due to the air-gap formation at the mold/casting interface during the freezing process. In this study two-dimensional Stefan problem with air-gap resistance in the rectangular mold is considered and the heat transfer characteristics is numerically examined by using the enthalpy method. The effects of the major parameters, such as mold geometry, thermal conductivity, heat transfer coefficient, and initial temperature of casting, on the thermal characteristics are investigated.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.16 no.2
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• pp.348-355
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• 1992

Casting structures and properties are determined by the solidification speed in the metal mold. The heat transfer characteristics of the interface between the mold and the casting is one of the major factors that control the solidification speed. According to Sully's research, the thermal resistance exists due to the air-gap formation at the mold-casting interface during the freezing process and the interface heat transfer coefficient is used to describe the degree of it. In this study, one-dimensional Stefan problem with air-gap resistance in the cylindrical geometry is considered and heat transfer characteristics is numerically examined. The temperature distribution and solidification speed are obtained by using the modified variable time step method. And the effects of the major parameters such as mold geometry, thermal conductivity, heat transfer coefficient and initial temperature of casting on the thermal characteristics are investigated.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.115-115
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• 2007

PRAM (Phase Change Random Access Memory)은 상변화 물질의 비저항 차이를 이용한 메모리 소자로 차세대 비휘발성 메모리로 주목받고 있다. 현재 상변화 물질로 사용되고 있는 $Ge_2Sb_2Te_5$ 박막은 결정질 상태에서 저항이 낮아 RESET 동작에서 많은 전력이 소비되고 메모리의 고집적의 어려움이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 상변화 물질의 개선과 소자 구조의 개선 등의 새로운 접근이 시도되고 있다. 본 연구에서는 $Ge_2Sb_2Te_5$ 박막의 전기적 특성을 개선하기 위해서 이종 원소인 질소를 첨가한 N-doped $Ge_2Sb_2Te_5$ 박막에 대한 특성을 살펴 보았다. $SiO_2$/Si 기판 위에 100 nm 두께의 박막을 D.C. magnetron sputter 방법으로 증착하여, 질소 분위기 $100^{\circ}C{\sim}300^{\circ}C$온도 구간에서 열처리하였다. 열처리에 따른 박막 특성을 관찰하기 위해 면저항 측정, XRD, TEM 분석을 통해 박막 특성을 관찰하였다. 면저항 측정과 XRD peak 분석을 통해 $Ge_2Sb_2Te_5$ 시스템에 비하여 N-doped $Ge_2Sb_2Te_5$ 시스템의 결정화 온도가 상승하였음을 확인하였다. 면저항은 첨가된 질소의 조성이 증가할수록 증가하였고, FCC 상에서 HCP 상으로의 상변화 온도 역시 증가하였다. 첨가된 질소가 $Ge_2Sb_2Te_5$, 박막의 결정 성장을 억제하였고, 상대적으로 높은 저항을 가지고 안정한 FCC상을 고온 열처리 이후에도 유지하였다. 질소 첨가를 이용한 상변화 물질의 열안정성 향상과 저소비전력 구동을 통해 향후 고집적 상변화 메모리에의 적용이 가능하다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.20 no.3
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• pp.162-170
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• 1996

A numerical study on the Stefan problem occurred in cryosurgery is performed. Crank-Nicholson type finite difference algorithm based on the enthaly method is adapted to solve the phase change problem in this study. As it is a moving boundary problem, special emphasis is put on the estimation of the freezing front location. Two cases selected here are freezings of human tissue by disk type cryoprobe and by hemispherical one. In both cases, the heat flows are considered to be one dimensional. The calculated results using enthalpy method are compared with those using the program TRUMP and with Neumann's solution. These results agree guite well with each other. While it is pretty difficult to get accurate freezing front location by TRUMP due to the so- called "phase change knee" occured during the phase change, the algorithm based on the enthalpy method is proved to be very powerful to cope with this kind of problem.f problem.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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• v.11 no.6
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• pp.891-897
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• 1999

The heat transfer characteristics at the interface between the mold and the casting is one of the major factors for the solidification speed which determines the casting structures. The thermal resistance exists due to air gap formation at the mold/casting interface during the freezing process. In this study one dimensional Stefan problem with the air-gap resistance in the cylindrical mold is considered and the heat transfer characteristics is numerically examined by using the enthalpy method which is convenient in solving the Stefan problem with mushy zone. The present results agreed very well with those of previous papers. The effects of major parameters such as thermal conductivity, heat transfer coefficient of mold, on the thermal characteristics are investigated.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.136-136
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• 2010

$Ge_2Sb_2Te_5$ (GST)는 광학 스토리지 및 PRAM(Phase-change Random Access Memory)에 적용 가능한 대표적인 상변화 물질이며 상변화 거동에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 차세대 비휘발성 메모리로 각광을 받고 있는 PRAM의 경우 저전력 그러나 향후 고집적, 고성능 PRAM 소자구현을 위해서는 Reset 전류 감소를 통한 소비 전력 감소, 인접 셀간의 'cross talking'을 방지할 수 있는 열적 안정성 개선 등의 문제점들을 해결해야 한다. GST 물질의 전기적, 열적 특성을 조절하여 이러한 문제를 해결하기 위하여 GST 물질에 이종의 원소를 첨가하는 연구가 활발히 진행되고 있으며, 특히 질소 첨가에 의해 결정 성장 억제를 통한 결정화 온도 증가, 결정질의 저항 증가 등의 보고가 있었다. 본 연구에서는 질소를 첨가한 N-doped $Ge_2Sb_2Te_5$ (NGST) 박막의 상변화 거동을 규명하고 GST 박막과 비교하여 첨가된 질소의 영향을 분석하고자 한다. D.C Magnetron sputtering 방법으로 증착된 GST와 NGST 박막을 등온으로 유지하여 각 온도별로 열처리 시간 증가에 따른 비저항을 실시간으로 측정하여 GST와 NGST 박막의 상분율을 계산하고 Kissinger 모델을 이용하여 effective activation energy ($E_a$)를 구하였다. GST와 NGST 박막의 $E_a$는 각각 $2.08\;{\pm}\;0.11\;eV$와 $2.66\;{\pm}\;0.12\;eV$로 계산되었다. 따라서 첨가된 질소에 의해 NGST 박막의 결정화를 위하여 GST 박막의 경우보다 더 큰 활성화 에너지가 필요하다.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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• v.6 no.2
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• pp.67-77
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• 1994

In this study, one-dimensional Stefan problem with air-gap resistance in the rectangular mold is considered and the thermal characteristics are examined by using the enthalpy-based simple implicit finite-difference scheme. The enthalpy and temperature are nondimensionalized to obtain general solutions. The temperature distribution and the locations of solidus and liquidus line are obtained and the effects of major parameters on the thermal characteristics are investigated.