• 한국항공우주학회지
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• 제48권4호
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• pp.255-267
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• 2020

SLD 조건은 직경이 50㎛ 이상인 과냉각대형액적의 분포가 지배적인 결빙 환경을 뜻한다. SLD 조건에서는 액적의 큰 크기로 인해 wall-droplet interaction, deformation 등의 물리적 현상이 착빙 과정에 중요한 영향을 미친다. 그에 따라 SLD 효과를 수치적으로 모사하기 위한 다양한 연구가 수행되었고, 부착률을 수정하는 후처리 기법을 통해 wall-droplet interaction 현상을 고려하는 방법이 제안되었다. 그러나 이 방법은 액적이 충돌하는 벽면 특성을 제대로 고려하지 않는 반경험식(Wright Model)을 사용하기 때문에 착빙 영역에서 여전히 부착률과 부착 한계를 과대 예측한다. 이 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 착빙 영역을 세 개의 영역으로 구분하였다. 그리고 벽면 특성을 고려하는 Bai and Gosman rebound 모델을 바탕으로 개발한, 새로운 wall-droplet interaction 모델을 후처리 기법에 도입했다. 그리고 액적의 항력계수를 증가시키는 deformation 현상을 반영하기 위해 3가지 deformation 모델을 비교·분석하여 가장 적합한 모델을 선정했다. 앞의 내용을 바탕으로 개발한 SLD 결빙 예측 코드를 검증하기 위해 실험 데이터를 활용하여 해석을 수행했다. 그 결과 수정된 후처리 기법은 착빙 영역에서 rebound 현상에 의한 부착률 감소를 더욱 크게 예측하였고 부착 한계와 부착률 크기를 예측하는 데 있어 향상된 정확성을 보여줬다. 그리고 deformation에 의한 항력계수의 증가를 가장 크게 결정하는 Wiegand model이 실험과 가장 유사한 것을 확인할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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• pp.179-179
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• 2006

산업기술의 고도화에 따른 IT 산업의 급속한 발전으로 각종 전자, 정보통신기기에 대해 더욱 소형화 고성능화를 요구하고 있다. 이와 같은 경향에 따라 더욱 향상된 기능을 가지고 각종 소자 부품의 개발과 동시에 유독 물질 발생이 없는 청정생산기술 개발에 대한 요구가 끊임없이 제기 되어 왔다. 이러한 요구에 부응하여 기술들이 개발되고 있으며 그 중의 하나로 잉크젯 프린팅 기술이 연구되고 있다. 특히 Dod(Drop on Demand) 방식의 잉크젯은 가정용 프린터로 개발되어 널리 보급된 기술이지만, 이 기술을 PCB 제조기술에 전용하면 친환경 생산공정으로 부품 성장밀도를 증대 시킬 수 있다. 기존의 PCB 제조기술은 전극과 신호 패턴을 형성시키기 위하여 노광공정과 에칭공정을 반복적으로 사용하고 있는데, 노광공정에서 쓰이는 마스크와 유틸리티 설비 유지 비용의 문제가 대두되고 있다. 노즐로부터 분사된 잉크 액적들의 집합으로 기판위에 점/선/면의 인쇄이미지를 구현하게 된다. 그러므로 인쇄 해상도는 잉크액적 및 인쇄 방법, 기판과의 상호작용에 크게 의존하게 된다. 잉크 액적과 기판의 상호작용에 영향을 미치는 요소로는 잉크의 물리화학적 물성(밀도, 점도, 표면장력), 잉크 액적의 충돌 조건(액적 지름, 부피, 속도), 그리고 기판의 특성(친수/소수성, Porous/Nonporous, 표면조도 등)을 들 수 있겠다. 우선적으로 노즐을 통과해서 분사되는 액적의 크기에 따라 기판위에 형성되는 라인의 두께 및 폭이 결정된다. 떨어진 액적이 기판위에서 퍼지는 것을 UV 조사를 통한 가경화 과정을 통해서 최종적으로 라인의 투께 및 폭을 조절하려고 한다. 따라서 선폭 $75{\mu}m$의 일정한 미세 배선을 형성시키기 위해 액적 크기 조절과 탄착 resist 액적 표면의 UV 가경화 조건으로 구현하려고 한다. 또한 DPI(Dot Per Inch) 조절을 통한 인쇄로 탄착 resist의 두께 확보 후 에칭시 박리되는 현상을 억제 시키려 한다.

• 한국추진공학회지
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• 제22권4호
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• pp.44-54
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• 2018

예막 공기충돌형 방식의 희박 예혼합 예증발(LPP) 보조 분사기에 벤추리를 장착하여 분무 실험을 할 경우 액적의 낙수현상이 나타나며, 이는 액적의 불균일한 분포로 나타난다. 이를 해결하기 위해 벤추리의 출구 각도를 변화시켜 노즐목 부분에서 덤프면을 형성시켰다. 덤프면의 형성은 벤추리 출구에 재순환영역을 형성시키면서 미립화 성능을 개선하며 액적 낙수를 최소화하였다. 분사기의 불균일한 분무를 해결하기 위해 벤추리 내부의 유동 특성 및 분무의 SMD를 비교분석하였으며, 최종적으로 분무의 손실을 최소로 하며 분무를 향상시킬 수 있는 최적의 벤추리의 형상을 선정하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집D
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• pp.214-219
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• 2001

In this study, numerical investigation has been performed on the spreading and solidification of a droplet impacting onto a solid substrate in the thermal spray process. The finite difference method with volume-of-fluid approach is used to analyze the free surface flow and the source-based enthalpy method is employed to model the latent heat release during the solidification. In this work, the numerical model is validated through the comparison of the present numerical result with experimental data available for the flat substrate.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2010년 춘계학술대회논문집
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• pp.109-114
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• 2010

Interface tracking of two phase is significant to analyze multi-phase phenomena. The VOF(Volume of Fluid) and level set are well known interface tracking method. However, they have limitations to solve compressible flow and incompressible flow at the same time. CIP(Cubic Interpolate Propagation) method is appropriate for considering compressible and incompressible flow at once by solving the governing equation which is divided up into advection and non-advection term. In this article, we analyze the droplet impingement according to various We number using improved CIP method which treats nonlinear term once more comparison with original CIP method. Furthermore, we compare spread radius after droplet impingement on the wall with the experimental data and original CIP original CIP method, and it reduces the mass conservation error which is generated in the numerical analysis comparison with original CIP method.

• 대한기계학회논문집B
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• 제26권11호
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• pp.1597-1604
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• 2002

In this study, numerical investigation has been performed on the impingement, spreading and solidification of a coating material droplet impacting onto a solid substrate in the thermal spray process. The numerical model is validated through the comparison of the present numerical result with experimental data fer the flat substrate without surface defects. An analysis of deposition formation on the non-polished substrate with surface defects is also performed. The parametric study is conducted with various surface defect sizes and shapes to examine the effect of surface defects on the impact and solidification of the liquid droplet on the substrate.

• 한국가시화정보학회지
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• 제13권3호
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• pp.20-23
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• 2015

In this experiment, a heterogeneous droplet consisted of de-ionized water and olive oil was made through two 31G injection needles. The injection flow rate was $50{\mu}{\ell}/min$ and the droplet size was 2 mm. The droplet was impinged onto a sapphire plate which was heated up to $300^{\circ}C$ by a heater. Two high speed cameras were used for visualization, and the frame rate was 20,000 fps. A 150W metal halite lamp was used for illumination. The dropping height was fixed to 20 mm and the corresponding Weber number was 10.6 based on water. Due to different boiling points of two liquids, partial boiling features of heterogeneous droplet was observed. At the Leidenfrost condition, micro explosion phenomenon has occurred.

• 한국가시화정보학회지
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• 제10권1호
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• pp.21-26
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• 2012

Hydrophobic characteristics of high temperature metal surface were investigated by high-speed visualization of water droplet impact. An aluminum plate was used as the sample plate and the initial diameter of a water droplet was 2 mm. Transient behavior of a single droplet impinging on the surface with and without heating was captured by using a high speed camera running at 4,000 frames per second. The Leidenfrost phenomenon was demonstrated for the case of $300^{\circ}C$ surface temperature, however there was no rebounding of droplet on the cold plate due to hydrophilic nature. The experimental results show that the shape evolution of a droplet impinging on the surface varies with the Weber number, i.e. the ratio of impact inertia to capillary force. The overall water-repellent characteristics of the heated surface was very similar to that of the super hydrophobic surfaces.

• 한국전산유체공학회지
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• 제15권4호
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• pp.25-31
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• 2010

Interface tracking of two phase is significant to analyze multi-phase phenomena. The VOF(Volume of Fluid) and level set are well known interface tracking method. However, they have limitations to solve compressible flow and incompressible flow at the same time. CIP(Cubic Interpolate Propagation) method is appropriate for considering compressible and incompressible flow at once by solving the governing equation which is divided up into advection and non-advection term. In this article, we analyze the droplet impingement according to various We number using improved CIP method which treats nonlinear term once more comparison with original CIP method. Furthermore, we compare spread radius after droplet impingement on the wall with the experimental data and original CIP method. The result using improved CIP method shows the better result of the experiments, comparison with result of original CIP method, and it reduces the mass conservation error which is generated in the numerical analysis comparison with original CIP method.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.180-186
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• 2012

본 연구팀에서 개발 중인 70 N급 액체로켓엔진의 설계성능 검증에 앞서 요소부품인 비충돌형 인젝터에 대한 인수시험 및 수류시험을 수행하였다. 인젝터 오리피스 인수시험 결과 미시적 관점에서의 가공오차가 확인되었으며, 그로 인해 각각의 오리피스에서 발현되는 분무거동에 차이를 보였다. 순간 분무이미지를 통해 액주(혹은 액적) 표면에 나타나는 파동과 유동의 주기적 흘림현상을 관찰하였다.