• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.187-192
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• 2008

A simplified model for an isolated aluminum particle burning in air is presented. Burning process consists of two stages, ignition and quasi-steady combustion (QSC). In ignition stage, aluminum which is inside of oxide film melts owing to the self heating called heterogeneous surface reaction (HSR) as well as the convective and radiative heat transfer from ambient air until the particle temperature reaches melting point of oxide film. In combustion stage, gas phase reaction occurs, and quasi-steady diffusion flame is assumed. For simplicity, 1-dimesional spherical symmetric condition and flame sheet assumption are also used. Extended conserved scalar formulations and modified Shvab-Zeldovich functions are used that account for the deposition of metal oxide on the surface of the molten aluminum. Using developed model, time variation of particle temperature, masses of molten aluminum and deposited oxide are predicted. Burning rate, flame radius and temperature are also calculated, and compared with some experimental data.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.105-111
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• 2012

본 연구에서는 건축외장재로 많이 사용되고 있는 알루미늄복합패널의 일반재와 난연재에 대한 화재성능 비교분석에 관해 연구하였다. 실험방법은 중소형 실험장치 중 콘칼로리미터 실험과 SBI(Single Burning Item)을 적용하여 분석하였다. 그 결과 콘칼로리미터 실험에서 최대 열방출률이 일반 알루미늄복합패널은 $1,293kW/m^2$($75kW/m^2$), 난연 알루미늄복합패널은 $70kW/m^2$($75kW/m^2$)가 측정되었다. SBI 실험에서 화재확산지수가 일반 알루미늄복합패널은 약 743W/s이고 난연 알루미늄복합패널은 약 97 W/s의 값이 측정되었다. 이는 일반 알루미늄복합패널의 경우 건축물 내장재의 성능기준에서 난연기준에도 훨씬 못 미치고, 플래쉬 오버(Flash over) 발생 가능성을 나타내었다. 따라서 이러한 알루미늄복합패널의 화재 위험성을 평가하여 외장재로서 사용 시 갖춰야 할 조건에 대한 기준마련이 시급히 요구된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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• pp.121-131
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• 2005

고속 수중 어뢰의 추진을 위해 외부에서 공급 받은 물과 증기로 연소 하는 수(水)반응성 연료를 이용하고 있다. 수(水)반응성 연료의 주성분은 마그네슘과 알루미늄처럼 반응성이 큰 금속들을 이용하며, 이 금속들은 수증기와 높은 열량과 함께 로켓 추력 실에서 연소 시킨다. 위 금속들의 연소 속성에 대한 해석은 이미 완료되었다. 수반응성 추진제의 가능성 있는 변형체에 대한 개념들은 수반응성 추진제 설계의 기초적인 제안들을 기하학 및 열역학적 연소 조건을 이용하여 논의 할 것이다.

• 한국추진공학회지
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• 제26권1호
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• pp.12-19
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• 2022

덕티드 로켓의 가스발생기에 사용되는 추진제는 연료과농 추진제로서, 일반적인 고체 로켓 추진제에 비하여 과량의 금속연료와 소량의 산화제를 포함한다. 본 논문에서는 연료과농 추진제를 제조하기 위하여 보론 분말과 MgAl(Magnesium-Aluminium Alloy)를 적용하였다. 이 금속연료를 적용한 추진제의 특성을 분석하였고, 이를 통하여 최적의 조성을 연구하였다. 추진제의 연소생성물 분석을 통하여 보론 비드가 아닌 미립의 보론 분말로도 가스발생기용 연료과농 추진제가 가능함을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권6호
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• pp.42-53
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• 2015

고체추진제에 첨가되는 알루미늄 입자의 크기에 따른 탄소 복합재 노즐의 기계적 삭마특성 변화를 예측하는 연구를 수행하였다. 추진제에 첨가되는 알루미늄 입자의 초기 크기에 따라 연소생성물 응집체($Al(l)/Al_2O_3(l)$)의 크기와 분포를 예측할 수 있는 모델을 개발하여 사용하였으며, 모델 예측 결과로 얻어지는 응집체의 크기를 초기조건으로 하여 상용 수치해석 프로그램(STAR CCM+)을 이용한 복합재 노즐에서의 기계적 삭마특성 해석을 수행하였다. 본 연구를 통해 초기 알루미늄 첨가제의 크기가 작을수록 응집체의 크기가 작아지고, 기계적 삭마가 감소하는 특성을 확인하였으며, 특히 나노입자를 사용할 때 기계적 삭마가 확연히 개선됨을 확인하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제42권1호
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• pp.69-75
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• 2005

고온자전연소법에 의한 질화알루미늄 합성에 있어서, 반응물(Al) 형상과 희석제(AlN) 입도 등의 형상학적 조건이 반응생성물에 미치는 영향을 조사하였다. 평균 입경(34$\mu$m)이 같은 두 종류의 Al 분말(입상, 편상)과 평균입경이 다른 4종류의 AM분말을 희석제로 사웅하여 반응 성형체를 준비하였다. 반응성형체의 충진밀도는 이론밀도의 $35\%로 고정하였고, 초기 질소압은 $1\~10MPa$, 희석을은 $0.4\~0.7$로 변화시키면서 반응을 실시하였다. 반응물과 희석제의 입도를 비슷하게 조절함으로써, 상대적으로 질소압이 낮은 1MPa의 조건에서도 순도 $98\% 이상, 입경 수십 $\mu$m의 AlN 합성이 가능함을 확인하였다. 이러한 고순도, 고입경화는 연소파 진행 후, 성형체 내부로 질소가스 투입 용이성의 차이에 의한 현상이라고 판단된다.

• 한국추진공학회지
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• 제15권3호
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• pp.9-14
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• 2011

고체추진기관의 연소 생성물 중 $Al_2O_3$는 노즐목으로 빠져나가지 않고 연소관내부에 침적될 수 있다. 침적된 슬래그에 의한 고무내열재의 열반응을 모사하기위하여 특별한 추진기관을 설계하여 시험하였다. 이 특별한 추진기관 시험 중 슬래그 침적양상을 Dynamic Radioscopy로 촬영함으로서 처음 설계한데로 원하는 위치에 슬래그가 침적된다는 것을 입증하였다. 본 논문에서 개발한 시험방법은 새롭게 설계하려는 추진기관내부의 온도와 압력을 그대로 모사할 수 있어 슬래그에 의한 고무내열재의 재료 특성평가 및 연소관의 내열고무두께를 결정하는 설계자료로 사용할 수 있는 모사시험 방법이다. 연소평균압력 770 psi이고 연소시간 50초인 추진기관을 시험하였다. 시험 결과로부터 EPDM 내열재의 삭마는 열량이 큰 슬래그에 의한 고무 열반응보다는 연소가스 유속에 의하여 더 크게 영향 받는 것을 알 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.85-91
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• 2012

건축물에서 화재 시 인명과 재산의 피해를 줄이기 위해서는 초기의 화염의 확산을 억제하는 것이 우선되어야 한다. 화염의 확산을 방지하기 위한 화재확산방지 대책은 일반적으로 방화구획에서의 구조부재의 내화 성능 확보, 마감재료의 연소 성능에 따른 사용 제한 등이 있다. 마감재료의 연소 성능 판단은 화염의 확산을 판단하기 위해 가장 기초적인 화재 안전 설계이지만 국내의 연소 시험은 시편 크기의 화재 시험 방법으로 연소 성능을 판단하고 있어 샌드위치패널 등과 같은 복합재료의 연소 성능을 판단하기에는 많은 제약을 가지고 있다. 특히 외벽 마감재료의 경우 내부 마감재료에 비해 드라이비트, 알루미늄복합패널, 메탈패널 등과 같은 다양한 복합재료 등이 사용되고 있기 때문에 본 연구에서는 외벽 마감재료의 국제시험규격인 ISO 13785-2 시험방법을 통해 외벽 마감재료의 실물 화재 실험을 통해 외벽 마감재료의 수직화재 확산 특성을 판단하고자 하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.19-19
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• 2009

최근, 유한한 에너지 자원의 한계와 지구 온난화 등으로 세계의 제조 산업은 새로운 국면을 맞이하고 있으며, 특히, 자동차 산업은 화석연료를 주 에너지원으로 사용한다는 점과 이 연료를 연소시킬 때 발생하는 이산화탄소가 지구 온난화의 주된 원인이 될 수 있다는 점에서 상기 문제들을 해결하기 위한 다양한 방법에 주목하고 있다. 그 중에서 자동차의 생산기술 측면에서 볼 때, 가장 중요한 이슈는 차체 경량화다. 자동차 차체는 자동차를 구성하고 있는 여러 가지 부품 중에서 약 40% 정도의 무게 비율을 차지하고 있기 때문에, 차체 경량화는 연비향상과 이산화탄소 배출가스 감소와 직접적인 관계를 가지고 있다. 다양한 차체 경량화 방법 중에서 가장 쉽게 접근할 수 있는 방법이 경량소재 적용에 의한 경량화 방법이다. 현재, 탄소섬유 강화 플라스틱과 같이 무게 절감 비율을 최대화 할 수 있는 소재들도 개발되어 일부 적용되고 있지만, 일반적으로 차체 경량화 소재로 가장 널리 사용되고 있는 소재는 알루미늄 합금이며, 이에 대한 차체 적용 비율이 점차로 높아지는 추세에 있다. 이에, 본 연구에서는 알루미늄 합금이 차체에 적용되었을 때의 장단점을 살펴보고, 알루미늄 합금을 적용한 차체 생산과정에서 유의해야 될 사항들과 이를 바탕으로 하는 생산성 극대화 방안에 대하여 고찰하였다. 먼저, 기존의 알루미늄 저항 점 용접공법의 단점을 최소화하고 대량생산 체계에 적합하도록 개발된 새로운 개념의 저항 점 용접 시스템에 대해 그 성능과 양산성을 검증하였다. 구리 전극과 알루미늄 피용접물 사이에 프로세스 테이프를 삽입하여 용접하는 이 시스템은 열전도성이 큰 알루미늄 용접부에서 저전류의 조건에서도 효과적으로 균일한 발열현상이 발생하게 하였으며, 전극 팁 드레싱 없이 모든 용접점이 항상 동일한 조건에서 용접이 이루어질 수 있도록 하였다. 용접 조건 설정에 있어서도 용접전류가 통전되는 순간에 전극 가압력을 자유로이 변형시켜 용접부 크랙 발생을 최소화할 수 있음을 확인하였다. 알루미늄의 또 다른 대표적인 접합방법인 아크용접에 있어서는 용접 입열량을 조절하여 용접변형을 최소화 할 수 있는 아크용접 시스템에 대해 양산성과 적용 타당성을 검토하였다. 와이어 송급 방향을 자유자재로 바꿀 수 있는 이 시스템의 특성에 의해 스패터를 최소화하면서 용융금속이 효과적으로 모재에 금속이행 될 수 있음을 확인하였으며, 판재, 압출재, 및 다이캐스팅재 등 다양한 차체 소재에 대한 용접 가능성 및 미그-레이저 하이브리드 용접과의 비교분석을 통하여 차체 박판 용접에서도 최소의 열변형으로 효과적으로 사용될 수 있음을 보였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권2호
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• pp.197-204
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• 2012

본 논문에서는 공기 중에서 높은 레이저 복사 조도에 따른 효과에 의해 발생되는 금속 플라즈마의 발달 과정에 대하여 레이저 펄스가 끝나는 이후로 쉐도우그래프(Shadowgraph) 가시화 방법을 이용하여 현상을 연구하였다. 따라서 레이저에 의한 데토네이션의 발생과 이를 일으키는 연소 과정 대한 연구가 진행되었다. 본 논문의 가장 중요한 점들은 높은 레이저 에너지에 의해 삭마 된 기체 상태의 알루미늄과 공기로부터의 산소와의 화학 반응의 진행을 관측했을 뿐만 아니라, 화학 반응 최종 산화물을 X선 회절 분석법(X-Ray Diffraction)을 통해 관측한 것이다. 그리고 레이저를 통해 유도된 화학적 반응 파와 공기 중에서의 알루미늄 분진 폭발의 데토네이션과의 양적인 평가를 유도하였다. 이러한 연구는 덩어리 상태의 금속 샘플에서 공기 중의 산소를 이용하여 데토네이션을 발생시키는 새로운 방법을 제시할 것으로 여겨진다.