• 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.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.1652-1660
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• 1990

본 연구에서는 원관내에서 복사에 관여하는 고온의 가스유동에 의한 복사열전 달과 대류열전달간의 상호작용에 대해 실험과 수치해석을 통하여 고찰하고자 한다. 실험으로는 프로판가스의 화염생성에 의한 속도, 온도 및 벽면에서의 열유속분포를 측 정하고, 수치적으로는 냉염(cold flame) 상태서 측정한 난류요동성분과 연소시의 입구 속도와 온도를 초기조건으로 하여 밀도와 점성계수의 온동에 따른 변화를 고려한 K-.epsilon. 모델과 구조화근사법 및 최근에 개발되어 사용되기 시작한 Weighted Sum of Gray Gas- es모델을 사용하여 속도, 온도 및 열유속 분포를 계산하여 수치해석의 결과와 실험결 과를 비교함으로써 모델의 타당성을 검증하고, 복사에 의한 열전달량과 대류에 의한 열전달량을 분리하여 각 모드가 온도분포 및 열유속분포에 미치는 영향을 고찰하고자 한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.7-15
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• 2001

본 연구는 3차원 아트리움 공간(일본의 SIVANS 아트리움)내에서 화재 발생시 복사가 고려된 연기의 거동을 알아보기 위해 자체개발한 SMEP(Smoke Movement Estimating Program) Held 모델을 사용하여 수치해석하였다. PISO 알고리즘과 부력항을 포함한 수정 k-$\\varepsilon$ 난류모델을 사용한 SMEP은 연속, 운동, 에너지, 농도 그리고 복사 열 전달 방정식을 풀었으며, 복사 열 전달 방정식의 해석을 위하여 S-N 구분종좌표법을 채택하여 사용하였다. 수치해석 결과 연기의 온도분포는 복사와 대류를 힘께 고려했을 경우가 대류만을 고려했을 경우 보다 실험결과와 근사한 경향을 나타내었다. 이것은 연기속에 포함되어 있는 연소생성을 중 $H_2$O와 $CO_2$ 가스의 복사 영향 때문이며, 따라서 좀더 실제적인 화재해석에 있어서 연기의 복사 영향을 고려하는 것이 필요하다. 또한 연층의 하강 복도는 약 0.l m/s이었으며 피난수준인 바닥 1.5m까지 연층이 도달하는 데에는 56 kW의 Ultra Fast Fire의 경우 약 450초의 시간이 걸렸다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.28-33
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• 2010

본 연구는 전산유체역학기법을 통해 화재유동을 수치적으로 모델링하고 화재발열량계 내부의 유동특성과 발열량 측정의 불확실성에 영향을 미치는 주요 측정인자들의 특성을 파악하고자 한다. 수치해석에 이용된 프로그램은 ANSYS사의 CFX 12.1이고 에디소산모델과 P-1 근사법을 적용하여 연소반응과 복사열전달을 해석한다. 수치해석결과 $90^{\circ}$ 곡관이 적용된 배기덕트의 경우 측정면에서 상대적으로 비대칭성이 높은 유동분포를 보였으며 속도장의 편차가 온도나 농도장의 편차에 비해 상대적으로 높게 나타났다. 이러한 연구를 통해 신뢰성 높은 화재발열량계의 구축을 위한 설계과정을 최적화하고 효율적인 시스템 운영을 위한 기초자료를 제공한다.

• 청정기술
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• 제12권3호
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• pp.175-181
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• 2006

실내 공기오염 방지를 위하여 견운모와 규조토를 건축내장재로 사용하기 위한 물리 화학적 특성을 조사 하였다. 특히 규조토의 경우 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope: SEM)으로 표면에 분포하는 규조화석의 존재를 확인하였으며, 질소흡탈착법(Brunauer-Emmett-Teller (BET) method)을 통해 5 nm 이하의 기공이 고르게 분포하고 비교적 넓은 비표면적을 가지는 것을 알 수 있었다. 이러한 규조토와 비교하여 견운모는 기공특성이 보이지 않았으며 비표면적 역시 상대적으로 작은 것으로 나타났다. 따라서, 다공질 구조와 넓은 비표면적으로 인해 규조토가 견운모보다 상대적으로 높은 흡착특성을 가지고 있음을 예상 하였으며, 이를 실험적으로 확인 하였다. 하지만 $950^{\circ}C$이상으로 열처리한 결과 규조토는 다공질 규조화석의 연소 및 무기성분의 고온소결로 인해 더 이상 기공 구조를 보이지 않고 비표면적이 감소하였으며, 그 결과 흡착성능 또한 감소하는 경향을 보였다. 결론적으로, 열처리 하지 않은 규조토의 경우 규조화석의 존재로 인해 다공질 구조를 가지며, 넓은 비표면적에 의해 보다 높은 암모니아 흡착특성을 보여 실제로 이와 같은 유해 화합물을 효과적으로 제거할 수 있는 능력이 있음을 보였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.240-248
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• 2013

자동차 수동변속기 내 래틀과 같은 회전체 진동은 엔진 연소폭발 주기와 연동하여 발생한다. 이러한 충격형 진동 특성은 선형 시간 불변 분석법을 적용하여 살펴볼 수 있다. 기어의 동적 특성을 이해하기 위해, 특정 형태의 앞 바퀴 굴림 방식 수동 변속기에 대한 연구를 수행하였다. 첫째, 동특성 고유값과 주파수 응답함수를 기반으로 자유도를 줄이는 방법을 제시하였는데, 이는 행렬의 크기를 줄이는 효과적인 역할을 한다. 둘째, 단일 질량 플라이휠과 이중 질량 플라이휠의 동적 특성을 비교하였다. 모빌리티 분석을 기반으로 한 이중 질량 플라이휠의 효과를 검토하였는데, 이로부터 진동에 의해 가진되는 충격을 회피하기 위한 기본 개념을 이해 할 수 있다. 마지막으로, 두 단계 클러치 댐퍼로부터 유효 강성 값을 도출하여 선형 불변형 시스템 모델을 연구하였다. 두 단계의 서로 다른 클러치 강성조합을 이용하여 클러치 댐퍼의 동적특성에 대한 관계를 예측할 수 있다.

• 한국세라믹학회지
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• 제34권1호
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• pp.88-94
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• 1997

플라즈마 용사법(plasma spray method)으로 제작된 상용 가스 터빈 연소기의 finned segment의 열차폐용 코팅계, ZrO2-8wt%Y2O3 top coat/Ni-26Cr-5Al-0.5Y bond coat/Hastelloy X superalloy 기판에서 NiCrAlY bond coat의 산화 거동과 열피로 파괴에 대하여 조사하였다. 생성된 bond coat의 주산화물은 NiO, CrO2, Al2O3였다. ZrO2/bond coat계면에서 생성된 산화물의 분포는 고온에서의 사용 전에 이 계면 아래에 얇은 층의 Al2O3가없는 곳에서는 NiO 산화층 및에 Cr2O3와 Al2O3가 혼합된 형태를 나타내었다. 열피로에 의해 박리된 시편의 파면을 관찰한 결과, 파괴는 주로 ZrO2/산화층 계면보다 세라믹층내로 약간 치우쳐서 일어나지만, 산화층 내에서도 약간 일어남을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제24권6호
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• pp.870-879
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• 2000

An experimental investigation is conducted to improve a slot film cooling system which can be used for the cooling of gas turbine combustor liner. The tangential slots are constructed of discrete holes with different injection types which are the parallel, vertical, and combined to the slot lip. The investigation is focused on the coolant supply systems of normal-, parallel-, and counter-flow paths to the mainstream direction. A naphthalene sublimation technique has been employed to measure the local heat/mass transfer coefficients in a slot with various injection types and coolant feeding directions. The velocity distributions at the exit of slot lip for the parallel and vertical injection types are fairly uniform with mild periodical patterns with respect to the hole positions. However, the combined injection type increases the nonuniformity of flow distribution with the period equaling twice that of hole-to-hole pitch due to splitting and merging of the ejected flows. The secondary flow at the lip exit has uniform velocity distributions for the parallel and vertical injection types, which are similar to the results of a two-dimensional slot injection. In the results of local heat/mass transfer coefficient, the best cooling performance inside the slot is obtained with the vertical injection type among the three different injection types due to the effect of jet impingement. The lateral distributions of Sh with the parallel- and counter-flow paths are more uniform than the normal flow path. The averaged Sh with the injection holes are $2{\sim}5$ times higher than that of a smooth two-dimensional slot path.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.468-468
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• 2014

우리나라는 미국, EU, 러시아, 중국, 인도 등 다국간 협력 사업인 국제핵융합실험로(ITER) 사업에 참여하고 있으며, 블랑켓 일차벽 및 시험용 블랑켓 모듈(Test Blanket Module, TBM) 제작기술 개발에 필요한 고열부하 검증시험을 국내에서 자체적으로 실시하기 위한 고열부하시험 시설을 구축하였다. 한국원자력연구원에 설치된 고열부하시험 시설의 주요 사양은 다음과 같다. 열원으로는 전자빔을 사용하며, 빔출력은 최대 300 kW이고, 최대 출력밀도는 $10GW/m^2$이다. 전자빔의 최대 가속전압은 60 kV이고, 최대 조사 면적은 설계상 $70cm{\times}50cm$이다. 고열부하 장비는 핵융합환경과 유사한 고열부하를 시험대상물에 인가하여 접합 및 냉각 성능을 평가하는 장비이며, ITER 블랑켓 및 TBM 일차벽의 경우 약 $0.5MW/m^2$, 가속실험 혹은 사고 시 순간 시나리오 해석을 위해서 $5MW/m^2$까지 고려되기도 한다. ITER 블랑켓 일차벽 제작기술 개발 및 검증(2004~2011)에서는 외국장비(러시아 TSEFEY, 일본 JEBIS, 독일 JUDITH)를 활용하였으나, 고비용 문제와 장비 이용 시간의 제한에 따라 사용이 어려워, 국내에서는 KoHLT-1, 2 장비를 자체 구축하여 활용하여 왔다. 현재는 높은 열부하 인가조건, 약 $5MW/m^2$을 달성하기 위해서 전자빔을 이용한 고열부하시험 장치를 마련하였으며, ITER 블랑켓 일차벽 Semi-Prototype 검증시험, TBM, KSTAR 디버터 실험 등 핵융합로 일차벽 개발에 활용하고 있다. 전자빔, 전원 및 진공 chamber 등 전체 고열부하 시험장치를 구축하여 ITER 장치를 포함해서 토카막 디버터 등 핵융합 플라즈마 대면부품 (Plasma Facing Components, PFC) 재료 개발과 국방, 항공우주 분야의 열유속 게이지 측정법 향상 연구, 로켓 추진 엔진 연소실의 열유속 모니터링 연구, 항공기 프로펠러 연구 등에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국재료학회지
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• 제25권12호
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• pp.659-665
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• 2015

The self-propagating high temperature synthesis approach was applied to synthesize amorphous boron nano-powders in argon atmospheres. For this purpose, we investigated the characteristics of a thermally induced combustion wave in the $B_2O_3+{\alpha}Mg$ system(${\alpha}=1.0-8.0$) in an argon atmospheres. In this study, the exothermic nature of the $B_2O_3-Mg$ reaction was investigated using thermodynamic calculations. Experimental study was conducted based on the calculation data and the SHS products consisting of crystalline boron and other compounds were obtained starting with a different initial molar ratio of Mg. It was found that the $B_2O_3$ and Mg reaction system produced a high combustion temperature with a rapid combustion reaction. In order to regulate the combustion reaction, NaCl, $Na_2B_4O_7$ and $H_3BO_3$ additives were investigated as diluents. In an experimental study, it was found that all diluents effectively stabilized the reaction regime. The final product of the $B_2O_3+{\alpha}Mg$ system with 0.5 mole $Na_2B_4O_7$ was identified to be amorphous boron nano-powders(< 100 nm).