• 한국산업융합학회 논문집
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• 제3권1호
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• pp.37-42
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• 2000

액체 분무가 벽면의 평평한 면에 충돌할 때의 거동에 대해 실험을 통하여 조사하였다. 각 분사노즐과 벽면까지의 거리 그리고 분사 속도에 있어서 충돌점에서의 액체 액막의 비산 거동과 평면에서의 액막의 흐름에 대하여 관찰하였다. 충돌점에서 비산하는 액적의 비산율을 정량적으로 측정하였다. 분사속도가 증가에 의해 충돌 거동은 5개의 영역으로 분류되며, 분사속도가 증가하면 비산율도 증가하게 된다. 또한, 충돌거리가 분무의 분열점보다 길때의 분사량의 약 반 정도가 비산하게 되는 결과가 얻어졌다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.48-54
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• 2009

본 연구는 스프링클러 분무의 통계적 액적수가화재 필드모델의 해석결과에 미치는 영향을 파악하기 위해 수행되었다. 분무거동 및 화재유동을 해석하기 위해 사용된 해석모델은 미국의 표준기술연구원에서 개발된 FDS 5.2이며, 화재 시뮬레이션에서 각 스프링클러에서 생성되는 분무액적들은 액적크기, 속도, 온도 등의 특성이 유사한 통계적 라그랑지안 입자의 군집으로 표시된다. 본 연구에서는 실제 스프링클러에서 생성되는 액적수에 대한 계산에 이용되는 통계적 액적군집수의 비를 이용하여 분무액적의 통계적 군집수의 변화가 공간내부의 분무특성 및 화재해석 결과에 미치는 영향을 분석하였다. 수치해석 결과에 대한 통계적 분무액적수의 독립성을 확보하기 위해서는 FDS 모델에서 제공되는 기본값보다 다소 큰 값을 요구하고 있으며 FDS 분무 모델을 이용한 화재진압 시뮬레이션 수행시 통계적 군집수에 대한고찰과 추가적인 민감도 해석이 필요로 한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권7호
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• pp.567-578
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• 2015

Leidenfrost 온도 이상으로 가열된 벽면과 충돌하는 액적의 속도가 열전달 특성에 미치는 영향에 관한 실험 연구를 수행하였다. 동기화된 초고속 가시화 카메라와 적외선 카메라를 이용하여 벽면과 충돌하는 액적의 충돌 특성과 충돌면의 온도 분포를 측정하였다. 획득한 표면온도 분포를 충돌면의 경계 조건으로 이용하여 가열 벽면의 3차원 비정상 열전도 수치해석을 통해 표면 열유속 분포를 얻었다. 수직방향 충돌속도가 증가할수록 최대 액막 직경이 증가하고 가열 벽면과 액막 사이에 존재하는 증기막의 두께가 감소하여 열전달 효율이 증가하였다. 액적은 웨버수가 30보다 작은 경우 되튐현상이 발생하였으며, 큰 경우 작은 액적들로 분쇄되어졌다. 충돌속도에 의한 열전달량의 증가 경향이 되튐영역에서 분쇄영역에서 가면서 약화되었으며, 이는 분쇄현상에 의해 유효 열전달 면적의 확대 효과가 저감되었기 때문으로 해석된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권3호
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• pp.205-209
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• 2017

고온으로 가열된 고체 표면 위를 타원형 액적이 충돌할 때, 구형 액적 충돌 거동과 다른 비축대칭적인 퍼짐 거동이 발생하여 반동 높이 조절이 가능하다고 보고되었다. 본 연구에서는 타원형 액적 종횡비가 퍼짐 거동에 미치는 영향을 조사하였다. 충돌 거동은 동기화된 두 대의 고속카메라를 이용하여 두 측면에서 관찰하였고, 액적의 장축과 단축에서의 액적 퍼짐 너비를 각각 조사함으로써 퍼짐 특성을 분석하였다. 실험 결과에서 종횡비가 클수록, 액적 단축의 최대 퍼짐 너비는 증가하는 데 반해, 액적 장축의 것은 큰 변화가 없는 것으로 나타나는 데, 이는 수축 과정에서 액적 정렬을 촉진하고 반동 억제에 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 추가적으로 액적 종횡비와 충돌 속도가 동시에 큰 영역에서 발생하는 반동 거동과 액적 분열 현상에 대하여 고찰하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.187-187
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• 2011

최근 디스플레이 산업과 태양전지 등의 이차 전지 산업이 발달함에 따라 원가절감과 공정단계의 단순화를 위하여 다이렉트 패터닝 인쇄에 대한 연구가 관심을 받고 있으며, 나노전자부품 제작이 요구되는 전기/전자 소자들은 수백 nm에서부터 수십 ${\mu}$m 수준까지 다양한 해상도의 패턴으로 구성되므로 미세패턴이 가능한 정전수력학 잉크젯프린팅 방식은 기존의 인쇄 방식과 달리, 정전기력을 이용하여 인쇄를 하는 방식으로, 수KV의 고전압을 인가하여 잉크를 대전시키고, 대전된 잉크는 대부의 전기적 반발력에 의해 액적이나 액실로 분열하게 된다. 전하를 띤 액적 또는 액실은 정전기력을 받아 기판 쪽으로 이동을 하게 되는데, 이때 액적의 전하량에 의해 액적의 이동속도와 이동경로가 영향을 받게 된다. 본 연구에서는 잉크의 전기전도도에 따른 액적의 전하량을 계산하여 전기전도도와 액적의 전하량과의 관계를 ANASYS 시뮬레이션과 운동경로 분석을 통해 확인하였다. 전기전도도가 0.307s/m~5.6s/m인 잉크에 따른 액적의 전하량을 계산하였으며, 전기전도도가 변화에 따라. 전하량이 $0.5{\times}10^{-13}C{\sim}2.5{\times}10^{-13}C$ 으로 변화하는 것을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권2호
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• pp.282-288
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• 2022

코로나 팬데믹 시대에서 비말(respiratory droplet)을 통한 감염 및 확산을 막기 위해 마스크는 없어서는 안 될 생활 필수품이 되었다. 본 연구에서는 두 가지 다른 타입의 마스크(KF-94 마스크와 덴탈 마스크)가 비말 차단에 얼마나 효과적인지를 파악하기 위하여, i) 각각의 마스크를 구성하고 있는 필터의 젖음성(wettability) 특성을 분석하고, ii) 필터 표면에 빠른 속도로 충돌하는 미소 액적의 동적 거동 특성을 실험적으로 관찰하였다. 각 필터의 구성 재료에 따라 상반된 젖음성 특성, 소수성(hydrophobicity) 또는 친수성(hydrophilicity)을 보임을 확인하였다. 또한, 일정 체적을 갖는 미소 액적을 안정적으로 토출하는 공압 조건을 탐색하고 액적의 충돌 속도 변화에 따른 액적 충돌 거동 변화를 분석하였다. 마스크를 구성하고 있는 필터의 종류와 액적 충돌 속도에 따라 i) 필터를 통과하지 못하거나(no penetration), ii) 필터에 포획(capture)되거나, iii) 필터를 통과(penetration)하는 등의 다른 충돌 후 거동을 보임을 확인하였다. 이러한 결과들은 비말 차단용 마스크 디자인에 있어 매우 기본적이고 유용한 정보를 제공할 뿐만 아니라, 다양한 다공성 표면에서의 액적 거동에 대한 학문적 연구에도 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국정밀공학회지
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• 제26권4호
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• pp.141-145
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• 2009

Recently, inkjet technology has emerged as one of the most powerful tools for patterning electronics devices, such as large area display applications, RFID, PCB patterning, etc. By using the Inkjet technology, the droplet speed as well as the size can be controlled precisely. In this paper, the relationship between waveform and droplet size will be investigated by means of experiment. Also the relationship between inkjet speed and droplet size will be discussed. It was shown from experimental results that ink droplet size from the nozzle diameter of $50{\mu}m$ can be varied from 37 to $58{\mu}m$ by modifying the inkjet waveform when the speed of the droplet is 1m/sec. Finally, experimental results indicate that small drops are more difficult to generate than large drops since the jetting conditions for making small drops are sensitively affected by the dwell time variation.

• 한국가시화정보학회지
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• 제10권1호
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• pp.9-14
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• 2012

In this study, a piezoelectric inkjet nozzle with a rectangular shaped channel has been developed, and the characteristics of droplet formation have been investigated according to the variation of pulse widths in bipolar waveform. The channel of the nozzle was fabricated transparently by a precision machining technique. A tantalum membrane which was attached to a piezoelectric material covers the channel. By applying two types of bipolar waveforms to the piezoelectric actuators, droplet formation through the nozzle was monitored by a CCD camera. For the variety of the first and second pulse widths in the bipolar waveforms, the regimes of single and double droplet formations are presented. The change of droplet velocity which depends on the pulse width and the type of waveform is also discussed.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권6호
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• pp.1021-1026
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• 2012

단일 액적 시스템에서의 비정상상태 물질 전달에 대한 연구를 진행하였다. 단일 액적계를 위한 이성분계로는 옥탄올(연속상)-물(분산상) 시스템이 이용되었으며 동반되는 불균일 반응으로는 아민추출제(tri-n-octylamine,TOA)를 이용한 숙신산 추출 반응을 모델 시스템으로 선정하였다. 점도, 밀도, 용질의 분배계수, 연속상에서 하강하는 액적의 종말 속도, 용질과 추출제의 확산계수 등과 같은 시스템의 기본 특성을 파악하기 위한 실험과 이론적 계산들이 수행되었다. 액적의 종말 속도는 숙신산 농도에는 크게 영향을 받지 않는 것으로 보이나 TOA가 없을 때는 숙신산 농도에 따라 약간 증가하는 경향을 보였고, TOA 농도 증가와 함께 감소하였다. 액적의 낙하는 수직 낙하 경로를 기준으로 좌우로 진동하면서 움직이는 경향을 보였다. 낙하하는 액적에서의 물질 전달 관찰을 위해 물질 전달 셀을 제작하여 시간에 따른 액적 내의 평균 농도 변화를 관찰하였고, 그 결과를 무차원 변수를 이용하여 해석하였다. 50 g/L의 숙신산 농도 조건하에서 TOA 농도를 0.1과 0.5 mol/kg 으로 조절하였을 때, 전자의 경우에는 관찰 시간 범위 내에서 일정한 Sh 값을 유지하여 용질의 이동 방향으로의 농도 기울기가 감소함에 따라 훌럭스도 그에 비례하여 감소함을 알 수 있었지만, 후자의 경우에는 시간의 경과와 함께 Sh가 급격히 증가하는 현상을 보여 계면에서의 숙신산 훌럭스 감소에 비해 농도기울기 감소가 상대적으로 빠르게 일어남을 알 수 있다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.120-127
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• 2021

연구목적: 본 연구는 미분무 소화설비의 FDS모델링 수행에 있어 액적과 관련된 변수의 설정 변화가 살수밀도에 미치는 영향을 알아보았다. 연구방법: 미분무 노즐의 살수 현상을 FDS에서 해석할 경우 액적과 관련하여 설정할 수 있는 항목 중 초당액적수, 액적속도, 입경분포함수, 분사패턴형태의 값을 입력하여 분석된 결과를 검토하였다 연구결과: 분석결과에서, 초당미립자 수 설정은 일정 값 이상이 되면 유사한 바닥면의 살수밀도를 보여주었다. 액적속도는 낮아짐에 따라 중심부분의 살수밀도를 높이지만 0.15m 이상 떨어진 거리에서는 낮아짐을 알 수 있었다. 입경분포함수의 변화에 대한 분석에서, 𝛾값의 증가는 중심부분의 살수밀도의 증가를 가져오지만, 떨어진 위치에서의 값은 감소를 가져온다는 점을 알 수 있었다. 가우시안 분포를 적용한 결과에 비하여 균등분포를 적용하는 경우 중앙값은 극적으로 낮아지지만 인접위치에서의 값은 증가함을 보여준다. 결론: FDS의 액적특성에 관련된 변수들은 각각 바닥면의 살수밀도에 영향을 준다. 그러므로 화재 진압이나 냉각 등의 해석에 들어가기 전 신뢰성을 확보하기 위하여 입력변수에 대한 면밀한 검토가 필요하다.