• 대한기계학회논문집B
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• 제34권5호
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• pp.515-522
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• 2010

본 연구의 목적은 무착상 조건에서 나선형 원형핀-튜브 열교환기의 형상변수에 따른 열전달특성을 고찰하고 평판 사각핀-튜브 열교환기와 열전달성능을 비교하는 것이다. 나선형 원형핀-튜브 열교환기는 Lfoot 길이 2.7 mm 에서 열전달계수가 최대로 나타났으며, 공기측 열전달계수는 튜브열수가 2 열에서 5 열로 증가하면서 평균 10% 감소하였고 핀피치가 5 mm 에서 10 mm 로 증가하면서 평균 17.5% 증가하였다. 모든 풍량조건에서 나선형 원형핀-튜브 열교환기의 튜브피치 30 mm 가 35 mm 보다 열전달량이 평균 5.1% 높게 나타났고 튜브두께 0.5 mm 가 0.7 mm 보다 열전달량이 평균 4.1% 높게 나타났다. 나선형 원형핀-튜브 열교환기의 열전달계수가 평판 사각핀-튜브 열교환기에 비하여 평균 24.3% 정도 높게 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.319-324
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• 2011

최근 자연환경보전이라는 새로운 패러다임의 대두로 하천의 생태기능 향상을 위한 호안조성공법 중 하나인 식생매트호안 공법의 적용이 증가하고 있다. 국내 하천의 경우 비교적 큰 하상계수와 소류력의 증가로 식생매트 고정용 앵커핀의 기능 저하에 따른 호안의 피해가 발생하고 있다. 그러나 앵커핀의 외력저항성 연구 및 설치를 위한 기준이 마련되어 있지 않는 실정이다. 본 연구에서는 앵커핀의 인발특성을 연구함으로서 외력저항 특성을 파악하고자 하였다. 연구방법으로는 앵커핀을 관입시킨 토사에 인발장치를 연결하여 최대인발력과 인발력의 변화추이를 관찰하였다. 실험에 사용된 토사는 물다짐으로 다졌으며, 앵커핀은 식생매트 고정용으로 적용이 많은 이형철근형 앵커핀을 사용하였다. 대조군으로 형태가 동일한 원형철근을 이용하여 앵커핀을 제작 실험에 사용하였다. 실험조건은 앵커핀의 직경(10mm, 16mm)에 따른 주면과 침수토사의 배수시간 (48hr, 96hr, 144hr) 조절을 통한 함수율의 변화에 따른 인발특성을 관측하였다. 실험결과 평균 최대인발력의 변화는 48시간 배수시 직경변화에 따라 이형철근은 12.8N, 28N, 원형철근은 10.6N, 21N으로 나타났으며, 96시간 배수시 이형철근은 18.8N, 33N, 원형철근은 12.2N, 21.6N으로 나타났고, 144시간 배수시 이형철근은 21.4N, 36.4N, 원형철근은 20.4N, 33.2N으로 나타났다. 앵커핀의 인발력은 주면의 크기에 비례하며, 표면의 형태와 함수량에 따라 영향을 받는 것으로 나타났다. 따라서 이러한 앵커핀의 인발 특성을 파악하고, 식생호안에 적용한다면 피해를 최소화 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.30-35
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• 2021

본 연구는 다양한 가이드 핀 구조와 경계 파라미터가 폐열 회수 열전발전용 열교환기의 열적 성능에 미치는 영향에 대하여 다룬다. 가이드 핀 구조의 영향을 확인하기 위하여 ANSYS 19.1 소프트웨어를 사용하여 핀이 없는 유형, 삼각형 핀, 원형 핀, 원형 핀과 삼각 핀 조합 열교환기의 열전달율 및 압력 강하 특성을 수치해석 하였다. 원형 핀과 삼각 핀 조합 열교환기는 핀이 없는 열교환기, 원형 핀 또는 삼각 핀이 있는 원형 핀 또는 삼각 핀 열교환기와 비교하여 각각 27.0%, 5.2% 및 1.5% 높은 열전달율을 나타내었다. 그리고 복합 핀 열교환기의 압력강하는 핀이 없는 열교환기와 비교하여 28.3% 높았지만, 복합 핀 열교환기와 비교하여 9.2% 및 10.5% 낮은 압력강하 특성을 나타내었다. 최적모델로서 복합 핀 열교환기는 최대 고온 가스 및 냉각수 질량 유량, 최고 고온 가스 온도 그리고 최저 냉각수 온도 조건에서 최대 열전달율 5664.9 W 및 최대 압력강하 1454.02 Pa을 나타내었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권12호
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• pp.1071-1078
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• 2010

본 논문은 냉장고용 증발기의 핀 형상을 변화시켜가면서 열전달 성능을 실험적으로 규명하는 것을 목적으로 하고 있다. 냉장고용 핀-튜브 증발기에 나선형 원형핀, 개별 평판핀 및 연속 평판핀을 적용하여 무착상 및 착상 열전달 성능과 제상성능을 측정하고 특성변화를 고찰하였다. 무착상조건에서 나선형 원형핀 증발기의 총괄열전달계수가 개별 평판핀 증발기에 비하여 22.3% 우수하고, 연속 평판핀 증발기에 비하여 40.2% 우수함을 알 수 있었다. 착상조건에서 나선형 원형핀 증발기의 총괄열전달계수가 개별 평판핀 증발기에 비하여 27.0% 우수하고, 연속 평판핀 증발기에 비하여 46.3% 우수함을 알 수 있었다. 또한, 나선형 원형핀 증발기의 제상량은 개별 평판핀 증발기에 비하여 3.2% 적고, 연속 평판핀 증발기에 비하여 9.4% 적었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.209-209
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• 2013

그래핀(graphene)의 가장자리(edge)는 결정구조의 배향성에 따라 지그재그(zigzag)와 안락의자(armchair) 형태로 구분되는데, 나노미터 크기의 그래핀의 전자적 성질은 이러한 가장자리의 배향성에 의해 크게 영향을 받는다고 알려져 있다. 단일층 그래핀 가장자리 사이에서 일어나는 산화실리콘($SiO_2$)의 carbothermal reduction은 선택적으로 지그재그 형태의 가장자리를 생성한다고 알려져 있다. 본 연구에서는 라만 분광법과 원자 현미경(atomic force microscopy)을 이용하여 기계적 박리법으로 만들어진 이중층 그래핀에서 일어나는 carbothermal reaction을 연구하였다. 고온 산화 방법으로 이중층 그래핀에 원형 식각공(etch pit)을 만들고 Ar 기체 속에서 700도 열처리를 진행한 후, 원형 식각공이 육각형으로 확장된 것을 관찰하였다. 이것은 이중층 그래핀도 산화실리콘의 carbothermal reduction을 유발한다는 사실을 보여준다. 그러나 이중층 그래핀의 반응속도는 단일층보다 5배 정도 느린 것이 확인되었는데, 이는 이중층 그래핀의 탄소원자와 산화제로 작용하는 산화실리콘 간의 평균 거리가 단일층보다 더 크다는 사실로 설명할 수 있다. 또한 단일층과 이중층 그래핀 모두 1 기압 Ar 분위기에서보다 진공상태에서 반응속도가 현저히 작다는 사실이 관찰되었다. 진공도와 온도에 따른 반응속도로부터 반응 메커니즘 및 활성화 에너지에 대해 고찰하고자 한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권6호
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• pp.639-644
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• 2015

원형 리튬 전지는 노트북, 파워툴이나 전기 자동차와 같이 고용량/고율 방전이 필요한 분야에서 널리 사용되는 이차전지 중의 하나로 저장된 화학 에너지를 전기화학적 반응을 통해 전기 에너지로 변환하는 장치이다. 센터 핀은 원형 리튬 전지 내에 가스 분출 채널 확보를 위해 젤리-롤 중심홀이 충/방전 중 좁혀지는 것을 방지하고, 낙하 충격 시 완충 작용으로 분리막 손상을 방지하여 내부 단락을 막아주는 역할을 담당하는 부품이다. 본 연구에서는 센터 핀의 중요한 역할들에 대해 실험적으로 검증하기 위해서 센터 핀 유/무에 따른 2 가지 실험을 진행하였다. 하나는 연속 50 회 충/방전 싸이클 후의 젤리-롤 중심홀의 변화이고, 다른 하나는 UL 표준 기준에 의한 자유 낙하 충격 실험을 통한 젤리-롤 내 분리막 손상에 의한 내부 단락 여부이다. 이러한 실험적 결과를 바탕으로 원형 전지의 센터핀이 안전성 측면에서 반드시 필요한 부품임을 확인할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.387-387
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• 2012

그래핀(graphene)의 가장자리(edge)는 결정구조의 배향성에 따라 지그재그(zigzag)와 안락의자 (armchair) 형태로 구분되는데, 나노미터 크기의 그래핀의 전자적 성질은 이러한 가장자리의 배향성에 의해 크게 영향을 받는다고 알려져 있다. 단일층 그래핀 가장자리 사이에서 일어나는 산화실리콘($SiO_2$)의 carbothermal reduction은 선택적으로 지그재그 형태의 가장자리를 생성한다고 알려져 있다. 본 연구에서는 라만 분광법과 원자 현미경(atomic force microscopy)을 이용하여 기계적 박리법으로 만들어진 이중층 그래핀에서 일어나는 carbothermal reaction을 연구하였다. 고온 산화 방법으로 이중층 그래핀에 원형 식각공(etch pit)을 만들고 Ar 기체 속에서 700도 열처리를 진행한 후, 원형 식각공이 육각형으로 확장된 것을 관찰하였다. 이것은 이중층 그래핀도 산화실리콘의 carbothermal reduction을 유발한다는 사실을 보여준다. 그러나 이중층 그래핀의 반응속도는 단일층보다 느린 것이 확인되었는데, 이는 이중층 그래핀의 탄소 원자와 산화제로 작용하는 산화실리콘 간의 평균 거리가 단일층보다 더 크다는 사실로 설명할 수 있다. 또한 본 연구에서는 반응기 내의 압력이 반응 속도에 미치는 영향과 식각공이 육각형으로 변해가는 과정에 대한 라만 분광 특성을 조사 및 분석하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권2호
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• pp.105-112
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• 2011

본 연구의 목적은 나선형 원형핀-튜브 증발기의 열전달 성능에 관하여 해석적으로 연구하는 것이다. 이를 위하여 두 가지 냉매인 R134a 와 R600a 에 대하여 냉매의 질량유량, 공기온도, 공기풍량 및 튜브직경 변화에 대하여 나선형 원형핀-튜브 증발기의 열전달 성능변화를 고찰하였다. 본 연구에서 개발된 증발기 성능해석 프로그램은 실험결과와 평균 8.3% 오차 범위 안에서 잘 예측되었다. 결과적으로, 동일한 냉매유량 범위에서 R600a 를 사용하는 경우가 R134a 를 사용하는 경우보다 더 우수한 열전달율을 나타내었다. 열전달량은 풍량 및 공기온도가 증가할수록 증가하였으나 열전달량은 튜브두께가 증가할수록 감소하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제29권12호
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• pp.1344-1351
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• 2005

Three-dimensional, time-dependent solutions of fluid flow past a circular cylinder with a periodic array of circular fins are obtained using an accurate and efficient spectral multidomain methodology. A Fourier expansion with a corresponding uniform grid is used along the circumferential direction. A spectral multidomain method with Chebyshev collocation is used along the r-z plane to handle the periodic array of circular fins attached to the surface of the cylinder. Unlike the flow past a circular cylinder, Second instabilities like mode A and mode B are not found in the Reynolds number range $100\~500$. It is found that three-dimensional instability of vortical structures is suppressed due to the presence of fin. The present numerical solutions report the detailed information of flow quantities near wake of finned cylinder.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권12호
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• pp.5655-5660
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• 2012

본 연구의 목적은 경계층 해석법을 이용하여 고효율 열교환기 설계를 위한 이론적 접근법을 제시하고 기존 열교환기에 많이 사용되고 있는 사각 평판 핀과 이를 대체할 수 있는 원형 평판 핀에 대하여 경계층 형성과 간섭에 대하여 설명하고 속도 및 온도 경계층 성장에 따른 열전달계수의 변화를 나타내고자 한다. 더불어 한 개의 핀에서의 유동은 외부유동으로 간주할 수 있으나 다수의 핀 사이의 유동은 내부유동으로 간주하였고 이론적인 결과를 도출하였다. 결과적으로 열교환기의 고효율화 및 컴팩트화를 실현하기 위하여 경계층 간섭을 회피할 수 있는 방안을 이론적으로 제시하였고, 이러한 관점에서 원형 평판 핀이 사각 평판 핀에 비하여 열전달성능이 우수함을 알 수 있었다.