• 설비공학논문집
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• 제2권1호
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• pp.1-10
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• 1990

In the present study, the entrance length, velocity profiles and waveforms of developing transitional steady flows in a square duct are investigated analytically and experimentally. The systems of conservation equations for transitional steady duct flows are solved analytically by linearizing non-linear convective terms and adoption of modified eddy viscosity from empirical correlations. Analytical solutions of velocity profiles for developing transitional steady flow were obtained in the form of infinite series. The experimental study for transitional steady flow in a square duct with $40mm{\times}40mm{\times}4000mm$($width{\times}height{\times}length$) was carried out to measure velocity profiles and other parameters by using a hot-wire anemometer with data acquisition and processing system. The entrance length of developing transitional steady flows in a square duct was $L_e{\fallingdotseq}0.02{\cdot}Re,st{\cdot}D_h$, and the overshoot was occured at about 30 times of hydraulic diameter because of the effect of external velocity of boundary layer and instantaneous acceleration.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권2호
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• pp.93-102
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• 2016

본 연구에서는 고고도의 저압 환경을 모사하기 위한 CBD(Center Body Diffuser)의 시동특성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. Center Body Diffuser의 형상을 다양하게 구성할 수 있도록 실험 장치를 설계/제작하여, 상온 유동 실험을 통해 CBD 형상에 따른 저압환경 구현 성능과 시동 특성을 관찰하였다. 실험 결과 센터바디의 수축각이 약 15도 일 때 시동압력이 가장 낮은 것을 확인하였다. 또한 디퓨저 입구부 길이($L_d/D_d$)가 감소할수록, 확산부 길이($L_s$)가 증가할수록 시동특성이 크게 향상되었다. 또한 디퓨저 입구부 길이($L_d/D_d$) 변화만을 통해 진공 챔버 압력을 조절할 수 있는 CBD만의 설비적 장점을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.86-86
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• 2011

첨단 공정이 필요한 반도체와 LCD, PDP, LED 등의 디스플레이 및 IT 부품을 제조하는데 필요한 장비의 고성능화와 작업환경의 고청정화에 따른 초고진공펌프의 수요 확대와 앞으로 전개될 한-미 FTA에 따른 시장 확대로 인해 크라이오펌프의 국산화가 시급한 실정이다. 고성능 크라이오펌프를 만들기 위해서는 냉각판을 극저온으로 냉각하기 위한 극저온 냉동기 개발도 중요하지만 냉각판(cryoarray)에 최대한 많은 분자를 포획시키는 것 또한 최우선적으로 고려되어야 할 사항 중 하나이다. 이에 본 논문은 크라이오펌프용 냉각판의 기체분자 포획능력에 대하여 연구하였다. 냉각판의 분자포획능력의 해석은 형상계수법(view factor method)을 이용해 수행하였다. 해석에 이용한 냉각판은 현재 상용화된 모델들 중 원형 중앙판에 45$^{\circ}$ 하향 skirt가 달린 형태이며 8장의 냉각판이 일정한 간격을 두고 아래쪽으로 적층되어있고 이를 기본 모델로 하여 skirt의 형상이 다른 3장의 냉각판을 가진 네 가지 모델을 해석하였다. 해석에 이용한 냉각판의 기체분자 포획능력이 구속된 형상에서 얼마나 우수한가를 알아보기 위해 크라이오펌프의 입구 직경과 냉각판 중앙 원판의 직경비, 냉각판 사이의 거리, 그리고 skirt의 길이를 변화시켜가며 극저온 냉각판에 직접 응축되는 typeII가스와 흡착제가 도포된 부분에 의해 흡착되는 typeIII가스로 분류하여 해석을 수행하고 그 결과를 비교, 분석하였다. 크라이오펌프의 입구 직경과 냉각판 중앙 원판의 직경비가 증가함에 따라 typeII가스와 typeIII가스 모두 기체분자 포획능력이 증가하며 극저온 냉각판 사이 거리의 변화에 따른 기체분자 포획능력은 typeII가스의 경우 극저온 냉각판 사이의 거리가 증가할수록 증가한다. 하지만 typeIII가스는 모델 A, C의 경우 증가하고 모델 B, D의 경우 증가하다가 다시 약간 감소한다. skirt 길이 변화에 따른 기체분자 포획능력은 두 가스 모두 skirt 길이가 증가함에 따라 점점 급격하게 증가하고 모델 B, D는 나머지 두 모델에 비해 큰 값을 갖는다. 기체분자 포획능력을 해석한 결과를 실제 배기속도와 비교할 경우 절대적 수치로써의 비교는 어려우나 각 모델의 형상의 차이에 의한 상대적인 비교는 가능하다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권8호
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• pp.497-503
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• 2017

산소호흡기의 실질적인 개발 제작 및 안정성 파악을 위해서는 산소유동의 이론적인 연구가 필요하다. 이에 본 연구에서는 상용 해석 툴인 COMSOL 멀티피직스를 이용하여 산소호흡기의 사용시간 연장을 위한 고압용 감압기 설계를 진행하였다. 기존 감압기의 오리피스 내 핀 형태의 실린더 삽입 방법을 제안했으며, 새로 제시한 오리피스에 대해 3 mm, 6 mm 그리고 9 mm의 길이에서 유동 특성 분석 및 최적 길이를 도출하였다. 기존 감압기에서 토출되는 질량유량 0.028 kg/s 을 기준으로, 최대 감압기 입구 압력인 300 bar 경우 약 33%, 감압기 입구 압력조건인 50 bar, 75 bar 그리고 100 bar에서는 평균 32.71% 내외로 기존 질량조건을 만족하였다. 가공 용이성을 고려할 때 기존의 감압기와 길이가 동일하여 별도의 가공이 필요 없는 3 mm가 가장 적합하다고 판단된다.

• 에너지공학
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• 제9권3호
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• pp.212-220
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• 2000

히트파이프 히트싱크의 라디에이터를 통과하는 공기 유동에 대한 열전달 및 유동 압력 강하를 구하기 위한 연구를 수행하였다. 이 라디에이터는 평판 휜-관 구조이며, 평판휜에 4개의 히트파이프가 유동 방향으로 정격 배열 되어있다. 입구 공기 속도 2.5~4m/s에 대해 열전달 성능실험과 수치해석을 수행하였다. 각 히트파이프의 단위 길이당 열속이 583.3W/m, 입구 공기 속도가 3m/s일때 총합 대류 열전달계수값은 약 32W/$m^2$K, 압력 강하는 8mmAq이었다. 전체속도범위에서 실험결과와 수치 해석 결과 사이에는 약 5%의 미만의 일치를 보였다.

• 한국수산과학회지
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• 제20권4호
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• pp.341-347
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• 1987

현재 대통발과 플라스틱통발의 붕장어 유입성능과 구성재료에 따른 차이 등을 알아보기 위해, 수조실험을 통해 이들 통발에 대한 붕장어의 행동을 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 붕장어의 색이행동은 주로 후각에 의존하며, 시각감도는 매우 나쁜 것 같았다. 2) 붕장어의 통발접촉수는 통발투하후 급격히 증가하여 주로 30분 이내에 최대치를 보였다가 차차 감소하였다. 3) 붕장어의 입롱은 통발 투하후 30분 이내에 주로 일어나고, 입롱이 일어나면 통발에의 접촉수가 증가하며, 입롱이 빨리 일어날수록 최대접촉수도 빨리 나타났다. 4) 통발에 접근한 붕장어의 대부분은 미끼가 있는 부분으로 향하여 그곳의 통발외벽을 계속적으로 쪼았고, 입구를 접촉하는 것은 매우 우연적이었다. 5) 붕장어가 통발의 입구를 접촉했을 때는 강한 주촉성을 보이지 않고, 입구를 접촉한 총 회수 중에서 $40\%$ 정도는 입롱을 시도하지 않은 채 도피하였다. 6) 붕장어가 입롱을 시도한 총 회수 중에서 $20\%$는 완전 입롱하였고 나머지 $80\%$는 입롱시도후 도피하였는데, 이러한 불리한 입롱은 주로 입구깔때기의 길이가 긴 것에 기인하는 것 같았다. 7) 통발을 수조바닥에 수평으로 놓은 경우는 미끼의 위치가 통발의 입구쪽에서 꽁무니쪽으로 갈수록 붕장어 유입성능이 나빴다. 8) 통발속에 미끼를 방치하고 통발의 꽁무니쪽을 들어 $30^{\circ}$로 경사시킨 경우는 통발을 수평으로 하여 미끼를 입구쪽에 고정한 경우와 붕장어 유입성능에 대차가 없었으나, 통발의 입구쪽을 들어 $30^{\circ}$로 경사시킨 경우는 유입성능이 매우 나빴다. 9) 대통발과 플라스틱통발을 비교하면, 붕장어의 입롱이 플라스틱통발에서 수분 정도 늦어질 뿐 별다른 차이는 없었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.381.1-381.1
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• 2016

분석 방법의 간편함과 용이함의 장점은 물론, 시료 전처리 과정이 적어 시료물질의 임의 파괴나 훼손을 방지한다는 이유에서 최근 10년 간 많은 연구가 이루어지고 있는 대기압 질량분석 기술은 기압차이가 없는 대기압 분위기에서 질량분석이 이루어지기 때문에 시료를 질량분석기 입구 바로 앞에 스테이지를 설치하고서 시료를 이온화하는 경우가 대부분이다. 이 때문에 균질하지 않은 시료의 관심 영역을 모니터링하면서 질량분석을 하기에는 어려움이 있으며, 공간 정보를 추가한 질량분석 이미징에 한계가 있었다. 이에 본 연구팀은 질량분석기 입구에 챔버와 보조 펌프를 장착하여 강제로 기체 흐름 일으켜 시료로부터 발생한 이온을 질량분석기 입구로 유도하여, 원거리에서 시료를 이온화해도 질량분석기 입구까지 이온을 성공적으로 전달시키는 방법을 제안한다. 이를 이용하면 분석하고자 하는 시료를 현미경 스테이지 위에 위치시켜 분석하고자하는 부분을 현미경으로 확인하면서 질량분석을 할 수 있으며, 나아가 대기압 질량 분석 이미징 기술을 구현할 수 있다. 대기압 탈착/이온화원은시료에 열적 손상이 없는 조건으로 시편의 이온화 및 탈착 과정이 이루어지게 하기 위해 저온 대기압 헬륨 플라즈마 젯과 펨토초 레이저를 결합하여 대기압 이온화원을 제작하였다. 이온 전달관은 1/4" (6.35 mm) 외경의 60 cm 길이의 스테인리스 스틸관을 사용하여 질량분석기에서 약 60 cm 떨어진 현미경 위의 시료의 질량분석이 가능하게 했다. 보조 펌프의 계기압과 저온 대기압 헬륨 플라즈마 젯의 헬륨 기체의 유속을 변화시키면서 시료인 PDMS (polydimethylsiloxane) 의 질량 스펙트럼 (m/z 270.314) 세기를 관찰하여 최적의 이온 전달 조건을 찾았다. 추가로 현미경 스테이지에 정밀 2-D 자동 스캐닝 스테이지를 장착하여 질량분석 정보에 공간 정보를 더할 수 있는 질량분석 이미징 기술 방법을 개발하여 생체 시편의 질량분석 이미징을 얻었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권11호
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• pp.965-973
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• 2010

본 연구에서는 입구영향과 주름높이가 고려된 판형열교환기의 유동 및 열전달특성을 수치적으로 해석하였다. 여러 개의 단위셀을 연결한 다중셀에 입구부와 출구부가 부착된 모델을 기본으로 입구부의 길이변화($L_{cell}{\sim}5L_{cell}$)에 따른 모델과 P/H비 변화($2{\leq}P/H{\leq}4$)에 따른 모델에 대하여 수치해석을 수행하였다. 수치조건은 쉐브론각 $15^{\circ}$, 주름피치 24mm이며, $1,000{\leq}Re{\leq}10,000$이다. 마찰인자는f=$CRe^m$의 형태로, Colburn j 계수는 j=$CRe^m$의 형태로 상관관계식을 제시하였다. 이러한 상관관계식은 향후 판형열교환기 설계시에 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권11호
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• pp.74-79
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• 2005

액체로켓용 터보펌프 인듀서의 성능향상을 위해서 전진익형 인듀서를 설계하고 유동해석하였다. 전진익형 인듀서의 경우 형상의 특징상 후진익형 인듀서에 비해서 짧은 축길이에도 상대적으로 큰 익단 현절비를 가지고 있으며, 큰 현절비에서도 불구하고 수력효율의 저하가 없었다. 또한 전진익형 인듀서의 경우 일반적인 후진익형 인듀서에 비해서 인듀서 입구에서 발생하는 역류의 크기가 작고, 또한 인듀서 블레이드 팁에서의 국부적인 저압영역이 작은 영역에서 발생하는 것이 관찰되었다. 따라서 전진익형 인듀서의 경우 인듀서 입구의 정압이 높아서 흡입성능의 향상이 있을 것으로 판단되었다. 후진익형 인듀서의 경우 허브의 블레이드가 입구 유동을 교란하여 입구 역류가 커지지만, 후진익형 인듀서의 경우 이러한 교란효과가 없기 때문에 역류가 줄어든 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.1774-1780
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• 1991

본 연구에서는 유한 길이를 갖는 수직 덕트내 공기 유동의 속도 분포를 LDV를 사용하여 측정하며 유동 특성에 미치는 가열정도, 덕트간격 및 입구소도등의 영향을 보고하고자 한다. 또한 속도분포, 온도분포 및 열전달에 미치는 부력의 영향을 수치 적으로 예측하여 그 타당성을 검증하고자 한다.