• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.440-440
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• 2010

$SF_6$ 기체 및 Ar/$SF_6$ 혼합 기체 방전은 실제 반도체 및 디스플레이 공정에서 널리 쓰이고 있지만, 측정상의 어려움으로 인하여 정량적인 데이터 및 기본 연구가 부족한 실정이다. 본 연구는 유도 결합 Ar/$SF_6$ 혼합 기체 플라즈마에서 다양한 압력과 혼합 가스 비율에 따른 전자 에너지 분포 측정을 통한 플라즈마 변수 연구에 관한 내용이다. 낮은 가스 압력에서 $SF_6$ 기체의 혼합 비율이 증가함에 따라서 상대적으로 적은 전자 밀도 감소와 전자 온도의 증가가 보였다. 하지만, 높은 가스 압력에서 $SF_6$ 기체의 혼합 비율이 증가함에 따라 상당한 전자 밀도 감소와 급격한 전자 온도 증가 (~ 9 eV)가 관찰되었다. 이러한 전자 온도와 전자 밀도의 극적인 변화는 $SF_6$ 기체 증가에 의한 전자-중성종 충돌과 음이온 생성으로 인한 것으로 여겨지며, 유체 모델 및 전자 가열 모드를 고려하여 해석하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.49-49
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• 2010

본 논문은 진공챔버 내부에서 위성 표면의 온도를 제어하기 위한 할로겐램프를 이용한 적외선 발열장치의 개발에 관한 것으로, 인공위성이 우주궤도에서 받게 되는 복사에너지를 지상의 진공챔버 내에서 모사하기 위한 비접촉 적외선 발열장치에 관한 것이다. 진공챔버 내에서의 비접촉식 발열 방법 중, 진공환경에서의 오염을 발생시키지 않고, 발열 시간 및 냉각 시간이 가장 짧으며, 높은 열효율로 태양복사에너지를 가장 근사하게 모사할 수 있는 할로겐 램프를 이용한 발열 방법을 적용하였으며, 램프에서 방사되는 열에너지가 위성표면에 균일하게 분포될 수 있도록 위성 표면으로부터의 거리와 램프의 개수, 램프의 배열에 따른 에너지 분포 계산식을 도출하여 적용하였다. 공급 전압에 따른 램프의 저항특성을 파악하여, 원격으로 제어되는 150 VDC, 5 A의 직류전원공급기를 이용해 램프의 발열량을 조절하였으며, 발열량에 따른 위성 표면온도에 대한 해석을 수행하였다. 램프를 이용한 비접촉식 적외선 발열장치 개발을 통해 진공환경에서의 시험대상에 대한 효율적인 열에너지 부과방법 수립이 가능하였다.

• Journal of the Korean Society of Mechanical Technology
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• v.13 no.2
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• pp.55-61
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• 2011

This study analyzed on the characteristics of temperature distribution in an active regeneration DPF using computer simulation. In order to verify the boundary condition of analysis, results of temperature distribution in DPF are compared between experimental and computer simulation. Using this boundary condition, temperature distribution and filter's durability in DPF analyzed according to various operating conditions. The results of computational analysis are agreed well with experimental ones from the tendency of temperature distribution of axis and radius direction. The temperature increases and the axial temperature gradients in DPF according to velocity of exhaust gas are lowered as the high velocity of exhaust gas. But the temperature gradients of radius direction at exit side in DPF are grown as the high velocity of exhaust gas. The results according to inlet temperature of exhaust gas show that the increase ratios of temperature in DPF are grown as the high temperature of exhaust gas.

• Journal of Energy Engineering
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• v.6 no.2
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• pp.119-128
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• 1997

A method to mitigate the thermal stratification flow of a horizontal pipe line is proposed by heating external bottom of the pipe with electrical heat tracing. Unsteady two dimensional model has been used to numerically investigate an effect of the external heating on the thermal stratification flow. The dimensionless governing equations are solved by using the control volume formulation and SIMPLE algorithm. Temperature distribution, streamline profile and Nusselt number distributions are analyzed under heating conditions. The numerical results of this study show that the maximum dimensionless temperature difference between hot and cold sections of the inner wall of pipe is 0.424 at dimensionless time of 1,500 and the thermal stratification phenomenon disappears at about dimensionless time of 9,000.

• Solar Energy
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• v.17 no.1
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• pp.67-77
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• 1997

To develop chemical heat pump of higher energy density and efficiency heat-release characteristics accompanied by exothermic hydration reaction in packed bed, $Ca(OH)_2/CaO$ reactor, are examined in a lab-scale unit. We have studied the enhancement effect of inserted fins in cylindical packed bed reactor. The results obtained by numerical analysis about profiles of temperature, completion time of reaction and exothermic heat amount released from the reactor read the insertion of fins in reactor can reduce the reaction completion time by half and the rate of thermochemical reaction depends on the temperature and concentration, and it is also governed by the boundary conditions and the rate of heat transfer in the particle packed bed.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.190.2-190.2
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• 2016

메탄은 변환을 통해 아세틸렌 및 수소와 같은 에너지 생산에 보다 유용한 기체를 얻을 수 있다. 메탄의 열분해 온도는 약 1,200 K로 알려져 있으며, 그 이상의 고온 환경 및 첨가물을 제공한 경우 효과적인 변환을 기대할 수 있다. 이러한 고온 환경 및 화학반응을 제공할 수 있는 시스템으로 열플라즈마 반응로가 있다. 일반적인 열플라즈마는 아크 방전이나 고주파 유도결합 방전으로 플라즈마 발생기에서 발생시킨 이온화된 열유체로 10,000 K 이상의 초고온과 최대 수천 m/s의 특성을 가지고 있다. 본 연구에서는 효율적인 메탄 변환을 위한 저전력 아크 플라즈마 발생기 및 반응로 내부의 온도 및 속도장을 전산모사하여 열유동 특성을 분석하였다. 아크 플라즈마 토치 영역의 전산해석은 전자기적 현상과 고온 열유동의 유체역학적 현상이 함께 작용하므로 기존에 사용되고 있는 전산유체 역학적인 방법론에 전자기적 현상에 대한 보존 방정식이 결합된 자기유체역학(Magnetohydrodynamic, MHD)방법을 이용하였고, 반응기 내부의 복잡한 열유동은 안정적인 계산이 가능한 상용 전산 유체역학(Computational Fluids Dynamics, CFD) 코드를 MHD 코드를 이용한 전산해석 결과 및 고온 물성치와 결합하여 해석하였다. 전산해석에 사용된 운전 변수로는 방전기체인 아르곤과 수소의 전체 유량을 45 L/min 으로 고정하고 수소의 비율을 0%, 6%, 12.5%, 20%로 하였으며, 각 유량 조건에서 입력 전력을 0.7 ~ 2.5 KW로 변화시켜 전체 15종의 운전조건에 따른 전산해석을 수행하여 각각의 운전변수에 따라 입력전력 기준 오차 1 ~ 28%에 해당하는 결과를 도출하였다. 본 연구를 통해 개발된 전산해석 방법을 이용하여 다양한 조건에서 아크 플라즈마 반응로 내부의 온도 및 속도장에 대한 전산해석 결과를 제시하였고, 효율적인 메탄 변환 공정을 개발하기 위한 아크 플라즈마 반응로의 설계조건 및 운전 조건을 제시할 수 있는 기반을 확보하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.173-173
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• 2012

중력류는 두 유체 사이에서 물질의 종류 또는 온도차로 인한 밀도 차이에 의해 발생되는 유체의 흐름을 말하며, 자연환경에서는 저수지에서의 중층탁류, 사막에서의 모래 폭풍, 하구에서의 염수쐐기 등이 그 예이다. 여름철에 강우가 집중되는 우리나라는 홍수에 의한 범람, 침수 등이 발생할 뿐만 아니라 댐이나 하천, 호수 등에 흙탕물이 유입되어 중간층에 정체하는 중층탁류에 의한 피해가 자주 발생하고 있다. 과거에 중층탁류는 일시적인 현상에 불과하였으나 오늘날에는 인공적으로 형성된 정체성 호수나 하천에서 장기간 체류하여 생태계의 교란과 수질 악화를 초래하고 있다. 중층탁류에 의한 피해를 저감시키기 위해서는 본래 자연 상태의 하천이나 호수와 같이 온도분포가 비선형적으로 성층화 된 상태에서 탁수가 유입되어 중층탁류가 형성되는 과정과 흐름 특성을 이해하는 것이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 중력류 흐름 해석을 위한 실험 장치를 개발하였다. 실험 장치 중 수조의 제원은 1200 $700{\times}300mm$이며, 수조 상부에는 가열장치를 설치하였고, 수조 하부에는 냉각장치를 설치하였다. 이들 장치들을 가동하여 깊이에 따른 자연현상에서의 비선형적인 온도 단면을 재현한다. 수리 실험방법은 깊이 방향으로 온도에 따라 비선형적으로 성층화 된 유체 내로 경사가 있는 판을 따라 수조내의 성층화된 유체의 중간 온도 혹은 밀도를 가진 유체를 침입시킨다. 침입유체는 성층화된 유체 내에서 초기에는 중력에 의해 운동량을 갖고 경사면을 따라 일정한 속도로 흘러내려 간다. 이후 바닥으로 하강 한 후 부력에 의해 상승하여 동일한 밀도층의 위치에서 횡방향으로 전파하게 된다. 이 연구에서는 이와 같이 비선형적으로 성층화된 유체 내에서의 침입 중력류의 흐름 특성을 실험적으로 관측하고 분석한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.40 no.1
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• pp.41-51
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• 2016

Friction generated from balls and grooves incurs temperature rise in the ballscrew system. Thermal deformation due to the heat degrades positioning accuracy of the feed drive system. To compensate for the thermal error, accurate prediction of the temperature distribution is required first. In this paper, to predict the temperature distribution according to the rotational speed, solid and hollow cylinders are applied for analysis of the ballscrew shaft and nut, respectively. Boundary conditions such as the convective heat transfer coefficient, friction torque, and thermal contact conductance (TCC) between balls and grooves are formulated according to operating and fabrication conditions of the ballscrew. Explicit FDM (finite difference method) is studied for development of a temperature prediction simulator. Its effectiveness is verified through numerical analysis.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2012.05a
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• pp.356-359
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• 2012

SNCR 기술은 SCR에 비해 탈질 효율은 떨어지지만 촉매없이 고온 배출가스에 NH3 또는 요소수를 직접 분사하여 질소와 물로 환원시키는 방법이므로 초기 투자비 및 운영비가 적어 최근 국내 대다수의 소각장, 산업용 보일러 등에 널리 적용되고 있다. 단, SNCR 기술은 급격한 온도 강하나 접근의 불용이성, 불균일한 혼합, 액적의 증발시간 지연, 불균일한 운전 조건 등의 영향을 크게 받으며, 특히 반응 온도가 가장 중요한 변수로서 최적 반응 온도 영역대가 약 800~$1,000^{\circ}C$라는 점에서 이상적인 반응 온도 조건을 찾아서 환원제를 분무하는 것이 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 열유동 전산해석을 통해 스토커식 소각로의 폐기물 성상별 화염 온도 분포를 예측하고 적정 반응 온도 영역을 확인하여 요소수 주입 고도를 선정, 폐기물 성상별 분무 조건을 확립하고자 수치 해석적 연구를 수행하였다. 폐기물 성상(고질/중질/저질 폐기물)별로 화염 온도를 예측한 결과, 최적 반응 온도 영역대가 약 800~$1,000^{\circ}C$, 폐기물 성상의 심한 변화 때문에 소각로의 효율적인 연소 조건 제어에 어려움 등을 고려하여 약 700~$1,000^{\circ}C$ 온도 영역대를 환원제 분무 온도로 선정하였다. 폐기물별로 발열량에 따른 화염 온도가 모두 다르기 때문에 환원제 분무 위치를 3지점으로 선정하여 각 지점별로 분무 운전 조건을 확립하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.38 no.6
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• pp.601-608
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• 2014

An offshore plant is vulnerable to fire because of the isolated environment. In particular, the damage to an offshore plant is increased when a hydrant reducing valve, which is a main piece of equipment in an offshore plant, is damaged in a fire. In this study, we conducted a fire safety test for a hydrant reducing valve and proved the validity of our analysis by comparing the results of the test and analysis. Therefore, we here suggest an analysis method for a fire safety test. FSI(fluid structure interaction) was considered in the fire safety test. The reliability of the analysis method was verified by comparing the temperature distributions of the test and analysis. In addition, we verified the problems that were caused in the fire safety test by conducting a structure analysis. At a result, the main problem was found to be deformation of the valve seat.