• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.37 no.7
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• pp.709-716
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• 2013

A fan filter unit (FFU) is a device which supplies clean air from the ceiling in a clean room. With an increase in its size, velocity variation occurs within the exhaust plane and this damage the product quality or productivity. Hence, a guide vane is installed inside the device to enhance the velocity uniformity. Because the vane reduces the flow rate for a given pumping power, an optimum design is required to achieve velocity uniformity while minimizing the flow rate reduction at the same time. To find a geometry that satisfies these requirements, a series of numerical simulations has been conducted while changing the angle and length of the guide vanes. By changing the geometry of the side guide vane, the velocity uniformity increased by 3.7% and the flow rate decreased by 1.5%. For the center guide vane, the velocity uniformity increased by 2.9% and the flow rate decreased by 0.7%.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2010.05a
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• pp.53.1-53.1
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• 2010

비대칭압연의 일종인 이주속압연은 기존의 압연에서 도입되는 대칭적 변형과 매우 다른 변형을 도입할 수 있으므로 새로운 금속 소재의 제조 공정 프로세스로 많은 주목을 받고 있다. 이주속압연을 행하게 되면 중립점(neutral point)이 상부롤과 하부롤에서 다른 위치에 놓이게 되며, 이로 인해 일반 동속 압연과 달리 두께 표면부위에서만 도입되는 전단 변형을 내부까지 도입시킬 수 있으므로 두께 방향으로 균일한 변형을 부가할 수 있을 뿐 아니라, 재료 전체에 큰 상당 변형량을 도입할 수 있으므로 균일한 석출상의 생성을 가능하게 한다. 본 연구팀은 지난 연구에서 무산소동에 이주속압연을 실시하여 균일변형을 위한 최적 이주속압연조건을 확립하였으며, 연구결과를 토대로 새롭게 합금 설계한 Cu-Fe-P 동합금에 이주속 압연을 실시하여 압연조건에 따른 미세조직 및 기계적 특성 변화를 조사하였다. 그 결과 이주속압연이 동속압연에 비해 세 종류의 동합금 모두에서 두께 방향으로 균일한 전단변형을 도입할 수 있었으며, macrostructure면에서 두께 방향으로 불균일성은 그다지 크게 나타나지 않았다. 또한 인장특성은 이주속압연과 동속압연재 사이에 큰 차이가 없었으나 동속압연재와 달리 이주속압연재의 집합조직은 상부롤, 중심부, 하부롤 모두에서 압연집합조직이 발달하였다. 본 연구에서는 지난 연구결과를 토대로 이주속압연된 동합급에 $100^{\circ}C-800^{\circ}C$까지 여러 온도에서 30분간 Annealing을 실시하여 미세조직 및 기계적 특성을 조사 하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.280-280
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• 2011

유도결합 플라즈마를 이용한 식각 장치에서 플라즈마 균일도 향상에 대한 수많은 연구가 이뤄지고 있다. 안테나의 디자인, 인가 전력과 주파수, 안테나와 기판간의 거리, 기판과 챔버 외벽간의 거리 등 다양한 변수들이 변화되어 왔다. 또한, 최근에는 식각 균일도뿐만 아니라 식각 속도 향상에도 많은 관심이 모아지면서 유동에 영향을 주는 GDP 구조가 다시 중요해지고 있다. 본 연구에서는 300 mm 식각장치를 형상화하고, GDP의 구조와 유량비에 따라 플라즈마의 균일도에 어떻게 영향을 끼지는지 사용 유체역학 전산모사 프로그램인 CFD-ACE+를 이용하여 예측해 보았다. 안테나는 2중 직렬방식으로 안쪽과 바깥쪽의 안테나에 각기 다른 전력을 인가 할 수 있는 구조를 사용했으며, 압력은 10에서 60 mTorr까지 변화시켰다. GDP의 구조는 안쪽 입구와 바깥쪽 입구가 있으며 역시 따로 유량을 조절할 수 있도록 설계하였다. 안쪽 입구는 수직방향을 향하고 있으며, 바깥쪽 입구는 90도 이내의 각을 갖도록 꺾여 있는 것과 수평방향으로 주입할 수 있는 구조, 두 가지를 사용하였다. 유량 비율은 안쪽 입구와 바깥쪽 입구를 2:8, 5:5, 8:2로 고정하였다. 우선 GDP의 구조가 90이내의 각을 갖도록 주입되는 구조에서는 어떤 유량비율에서도 약간의 vortex가 발생했다. 수직방향의 유량이 감소될수록 기판에서 멀리서 발생했으며 강도 또한 감소했다. 기판 표면에서의 압력분포 균일도도 8:2에서 2.8%, 2:8에서 0.6%로 향상되었다. 2:8의 유량 비율에서 압력을 10에서 60 mTorr까지 향상시키면 vortex 효과는 감소되나 기판에서의 압력 균일도가 0.8%까지 약간 나빠졌다. 여기서 발생되는 vortex는 GDP 구조를 수평방향으로 주입되기 함으로서 해결할 수 있었으며, 압력 균일도도 0.2%까지 향상시킬 수 있었다. 또한, 강한 수직방향의 유량은 중심에 발생하는 플라즈마의 중앙을 밀어내는 효과를 확인했으며, 실험적 증명이 추후 연구단계로 진행될 예정이다. 식각 균일도나 식각 속도를 예측하려면 CF계열의 복잡한 가스를 사용해야하기 때문에 유량이 플라즈마에 미치는 영향을 보기 위해서 본 연구에서는 단일종인 Ar 가스만을 사용하였다. 첫 단계로 이와 같이 최적화시킨 유동조건에서 복잡한 식각가스를 이용한 플라즈마 계산은 다음 단계로 준비 중에 있다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2012.07a
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• pp.275-276
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• 2012

최근 노트북 및 UPS, 그리고 전기자동차에 이르기까지 배터리를 사용하는 분야에서 에너지 밀도가 높은 리튬이온 배터리가 주로 사용된다. 이러한 리튬 이온 배터리의 안전성을 보장하고 배터리 수명을 늘리기 위해서는 각 셀 간의 전하 균일이 필요하며 여러 전하 균일 회로가 연구되었다. 이중 자기소자가 없이 능동 전하 균일을 이룰 수 있는 스위치드 커패시터 방식은 가장 간단하고 작은 부피로 제작이 가능하며, 셀 전압 센싱 없이 자동적으로 전하 균일을 이룰 수 있는 장점이 있으나, 전하 균일 속도가 셀 수가 증가 할수록 현저하게 느려지는 단점을 보인다. 제안하는 셀 전하 균일회로는 체인구조의 스위치드 커패시터 회로를 통하여 셀 간의 전하 균일 속도를 향상시킬 수 있다. 본 논문에서는 제안된 회로의 동작원리를 설명하고 실험을 통해 제안된 회로의 뛰어난 전하 균일 성능을 검증한다.

• Journal of the Korean Society of Visualization
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• v.16 no.3
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• pp.59-64
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• 2018

Numerical simulations were carried out to analyze the flow characteristics of the wind tunnel. Flow field characteristics with velocity uniformity at the test sections are largely affected by inlet conditions of air flow rate and temperature. Axial average velocity of the flow field inside the test area was almost linearly decreased by 0.026% each 1m. The uniformity distributions of axial velocity showed the highest reduction rate of about 24% between nozzle outlets 1 ~ 2m. In addition, average velocity and the uniformity are increased with air temperature in the wind tunnel due to density variation. The results of this paper are expected to be useful for the basic design of wind tunnel and to be used for efficient design.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.176-176
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• 2012

다수 홀 전극을 이용한 RF Capcitively Coupled Plasma는, 평판 전극을 이용할 때에 비해, 전자 밀도를 향상시키는 것으로 알려져 있다. 이와 같은 전자 밀도의 증가는 일반적으로 공정의 속도를 증가시키며, 박막 태양전지의 Microcrystalline Silicon 증착 공정등 공정의 속도가 중요시되는 공정에서는 공정속도를 향상 시키는 것이 중요한 공정의 요구사항으로, 이와 같은 방법으로 전자 밀도를 향상시켜 공정의 속도를 향상시키는 연구가 진행되어 왔다. 그러나 공정에 사용하는 RF 전력의 파장의 유한성으로 인해, 공정의 면적을 증가시킬 경우, 방전의 균일도가 하락하게 되며 넓은 면적에 일정한 공정이 이루어지지 않게 되어 공정의 품질이 하락하게 된다. 이러한 문제에 대한 해결책의 하나로 본 발표에서는 다중 Multi-hole 전극을 이용한 방전을 제시하고자 한다. 다중 Multi-hole 전극은, 복수의 구획으로 나뉘어진 다수의 홀이 있는 전극으로 각각의 구획은 분리되어, 각 구획 별로 서로 다른 복수의 홀이 10 mm 깊이로 뚫린 전극 구획으로 나누어지며, 각 구획을 결합하여 하나의 전극을 이루도록 한 전극이며 이를 이용하여 위치 별 플라즈마 밀도를 제어하고자 하는 목적으로 설계되어진 전극 구조이다. 본 학회에서 발표하는 실험에서는 가장 단순한 형태인, 두 개의 구획으로 나뉘어진 전극을 이용하여 내부와 외부에, 평 전극 구획 혹은 5 mm 지름의 다수 홀이 존재하는 전극 구획을 조합하여 다양한 전극 구조를 만들었으며 이를 통해, 다중 Multi-hole 전극을 이용하는 위치 별 플라즈마 밀도의 제어 방법의 가능성을 확인하고자 하였다. 위치 별 플라즈마 밀도의 측정을 위해, 전극에 대해 수평하게 이동하는 RF compensated Single Langmuir Probe를 이용하여, 전자 밀도를 측정하였으며 50 mTorr의 낮은 압력 범위 및 500 mTorr의 높은 압력 범위에서 위치 별 플라즈마 밀도를 측정하여, 압력에 따라 달라지는 홀 방전의 특성을 이용하고자 하였다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2011.05a
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• pp.151-154
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• 2011

$NO_x$ 제어 기술로는 크게 연소 전 탈질, 연소 개선 및 연소 후 탈질 기술로 구분할 수 있으며, 연소 후 탈질 기술에 속하는 SCR은 촉매를 사용하여 $NO_x$를 환원하는 대표적인 배연탈질기술이다. SCR의 $NO_x$ 저감 성능은 촉매 요인(촉매 구성물질, 형태, 공간속도 등)과 배가스의 온도, 유속 분포, 공정 운전 조건 등의 다양한 인자에 의해 좌우되는데 특히, 촉매층으로 유입되는 유동의 균일도는 가장 중요한 요소가 된다. 유동이 균일하지 않을 경우 촉매 전단에 편류가 발생하게 될 것이며 일정 촉매만 사용하게 되어 촉매 사용주기 감소 및 SCR 성능 저하를 초래할 수 있기 때문이다. 본 연구에서는 3차원 수치 해석 기법을 이용하여 설계 초기의 SCR 반응기 내 유동 특성을 모사하여 기류 균일도 여부를 확인하고, SCR 내 유동 균일도를 최적화시키기 위한 설계를 목적으로 설치하는 가이드 베인과 배플, 다공판이 반응기 내부 유동 및 촉매층의 기류 균일도에 미치는 영향에 대하여 연구를 수행하였다. 그 결과, 유동 개선을 위해 인입 덕트 곡관부에 가이드 베인을 설치하여 처리가스를 적절하게 배분시키고, 반응기 상단에 3단 배플을 설치한 결과 반응기 내부 유동의 편류 개선에 매우 효과적임을 알 수 있었다. 또한 다공판을 예비 촉매층 하단부 위치에 추가로 설치함에 따라 유동을 한번 더 완충시킬 수 있어 기류 균일도가 매우 양호해짐을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1996.05d
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• pp.88-94
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• 1996

원자력발전소의 공조계통에 설치되어 운영되는 기체 방사성물질 제거용 첨착 활성탄 탑내에서 균일한 공기 유속분포가 유지되고 있는지를 확인하기 위한 실험을 실시하였다. 본 실험에 사용되는 장비(Tester for Flow Distribution, 이하 TFD라 함)는 원자력발전소에서 사용하는 첨착 활성탄 필터(Adsorber)내의 흡착층을 모방하여 자체에서 제작하였으며, 시험조건들은 실제의 값을 기준으로 적용하였다. 각 위치에서의 보정된 용적 유속을 구하기 위해 자체에서 만든 "FLOWD"라는 계산프로그램을 사용하였으며, 입구 및 출구측 공간에 10" 간격으로 각 6개씩 유속 감지기를 설치하여 면속도를 구하였다. 각 지점에서의 면속도는 평균 0.24449m/s로 각 구간에서의 겉보기 면속도의 분포는 매우 균일한 값을 나타내었으며, 약 2% 이내의 편차로 활성탄 탑내에서의 공기의 흐름이 균일하게 통과함을 확인할 수 있었다.통과함을 확인할 수 있었다.

• Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.26 no.3
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• pp.1-8
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• 1989

The flow characteristics of a circulating water channel which is appropriate for a flow measurement and visualization in the laboratory has been investigated by using a Laser Doppler Anemometer. In order to get a stable and uniform distribution of mean velocity at the test section, the surface flow accelerator is designed and used. The experimental results that the turbulent structure should be considered with the mean velocity for obtaining the reasonable uniformity at the test section.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1999.04a
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• pp.23-23
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• 1999

후류손실을 가지는 혼합 전단층에 대하여 밀도변화가 없는 유동 및 밀도변화가 있는 유동의 선형 불안정성 해석을 수행하였다. 기본 유동의 속도장 및 밀도장은 tanh 함수를 사용하였으며, Gaussian 형태의 해석적 함수를 사용하여 두 유동을 분리시키는 평판 바로 다음에 존재하는 후류 손실 유동을 포함시켰다. 공간적 선형 불안정성 해석을 수행하여 불안정성 모드의 성장률과 파장속도를 주파수의 함수로서 구하였다. 해석 결과로부터 후류 손실을 가지는 혼합층은 sinuous 모드와 varicose 모드의 두 개의 불안정성 모드를 가짐을 알았다. 밀도가 균일한 경우에는 varicose 모드보다 sinuous 모드가 지배적이다. 밀도가 균일한 경우에는 varicose 모드보다 sinuous 모드가 지배적이다. 밀도구배가 존재하나 빠른 자유유동의 밀도가 높은 경우에는 밀도가 균일한 경우와 마찬가지로 sinuous 모드가 지배적인 모드가 된다. 그러나 느린 자유 유동의 밀도가 높은 경우에는 밀도장의 두께가 속도장의 두께보다 상대적으로 얇아지면 varicose 모드가 sinuous 모드보다 더욱 불안정하여질 수 있다. varicose 모드와 sinuous 모드의 성장률이 비슷한 밀도장의 두께에서는 두 불안정성 모드가 주파수 변화에 따라 분지 되어지는 경향을 보인다.