• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.161-161
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• 2014

열플라즈마는 주로 아크 방전에 의해 발생시킨 전자, 이온, 중성입자(원자 및 분자)로 구성된 부분 이온화된 기체로, 국소열평형상태를 유지하여 구성입자가 모두 수천에서 수만도에 이르는 같은 온도를 갖는 고속의 제트 화염 형태를 이루고 있다. 이렇게 고온, 고열용량, 고속, 다량의 활성입자를 갖는 열플라즈마의 특성을 이용하여, 종래 기술에서는 얻을 수 없는 다양하고 효율적인 산업적 이용이 활발히 진행되고 있다. 용사코팅은 노즐 출구를 통해서 외부로 방출되는 열 플라즈마 화염을 이용하는 것으로 이 화염의 와류 특성으로 인하여 외기의 가스가 화염내부로 침투하는 특성을 가진다. 이러한 현상은 열원의 냉각효과 외에도 외기를 구성하는 기체 분자의 내부 유입을 의미하는 것으로 대기 상태에서 공정이 이루어진다면 열원 내로 유입되는 대기 내의 산소가 모재 표면과 반응하여 산화가 진행된다. 이러한 산화과정은 용사 코팅의 품질을 저하시키는 요인이 되므로, W, Ti 등과 같은 반응성이 높은 재료의 코팅은 산화과정을 방지하기 위하여 진공에서 코팅을 하여야만 한다. 진공 플라즈마용사코팅은 진공 또는 저압의 불활성 분위기 중에서 열플라즈마 화염에 용사재료를 투입하여 플라즈마 화염 내부에서 순간적으로 이를 용융시킨 후 고속으로 분출, 모재에 적층시키는 코팅공정이다. 이때 분말상의 용사재료를 고속으로 화염 중심에 투입하여 최대 에너지 전달이 이루어지도록 하는 것이 적층효율 및 코팅품질을 향상에 필수적이다. 하지만 플라즈마 화염 내부를 고속으로 이동하는 입자의 온도와 속도 및 궤적을 측정하여 제어하는 것은 매우 어렵기 때문에, 통상 형성된 코팅의 구조와 두께로부터 경험적으로 파라미터를 결정하는 것이 일반적이다. 본 연구에서는 초고속 레이저 카메라와 이미지 분석용 소프트웨어를 이용하여 플라즈마 화염내의 비행입자 궤적을 추적하고, 이를 통해 분말 이송가스의 유량이 코팅 효율 및 미세구조에 미치는 영향을 조사하였다. 플라즈마 화염은 중심부가 가장 높은 온도와 속도를 가지고 있기 때문에, 분말 이송가스의 유량이 적을 경우 투입된 분말은 단지 플라즈마 화염의 상부 경계면을 지나는 궤적을 갖게된다. 이로 인해 분말의 용융이 충분히 이루어지지 않아 적층 효율이 낮고 미용융 입자 및 기공이 많은 미세구조를 보였다. 이송가스 유량을 증가시키게 되면, 분말의 궤적은 플라즈마 화염의 중심부를 지나게 되어 적층 효율이 증가하고 미세구조 또한 개선되었다. 하지만 이송가스 유량이 지나치게 클 경우, 투입된 분말 입자는 플라즈마 화염을 조기에 관통하게 되어 비행궤적은 온도와 속도가 낮은 영역에 형성되었다.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.6 no.1
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• pp.60-65
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• 1994

덕트유동에서 재료입자의 변형은 그 입자의 초기위치와 방향에 의존한다. 이러한 변 형과정을 이해하기 위하여 변형구배텐서를 덕트 전단면에 걸쳐 초기위치와 시간의 함수로 계산할수 있어야한다. 따라서 본 논문은 입자궤적 궤도에 접하는 직교좌표계를 선택하여 3 차원 덕트유동에서의 변형구배텐서를 덕트 전단면에 걸처 초기위치와 시간의 함수로 계산할 수 있어야한다. 따라서 본 논문은 입자궤적 궤도에 접하는 직교좌표계를 선택하여 3차원 덕 트 유동에서의 변형구배텐서를 효과적으로 계산할수 있는 간단한 방법을 제안한다. 이러한 특수 좌표계로부터 구해진 변형구배텐서가 덕트유동에서의 변형척도를 이해하는데에 매우 중요함을 알수 있었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.1
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• pp.252-261
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• 1991

A particle trajectory model to simulate two-phase particle-laden crossjets into two-dimensional horizontal free stream has been developed to study the variations of the jet trajectories and velocity variations of the gaseous and the particulate phases. The following conclusions may be drawn from the predicted results, which are in agreement with experimental observations. The penetration of the two-phase jet in a crossflow is greater than that of the single-phase jet. The penetration of particles into the free stream increases with increasing particle size, solids-gas loading ratio and carrier gas to free stream velocity ratio at the jet exit. When the particle size is large, the solid particles separate from the carrier gas , while the particles are completely suspended in the carrier gas for the case of small size particles. As the particle to carrier gas velocity ratio at the jet exit is less than unity, the particles in the vicinity of the jet exit are accelerated by the carrier gas. As the injection angle is increased, the difference of the particle trajectory from that of the pure gas becomes larger. Therefore, it can be concluded that the velocities and trajectories of the particle-laden jets in a crossflow change depending on the solids-gas loading ratio, particle size, carrier gas to free stream velocity ratio and particle to gas velocity ratio at the jet exit.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.44 no.3
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• pp.294-299
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• 2006

Computational simulation was performed to analyze flow velocities and particle trajectories onto the surface of bag-shaped filters with a different permeability. When the permeability of a filter is lower than that of a low-efficient fabric bag-filter widely used, the distributions of flow velocities and particle trajectories on the filter surface were not different with decreasing the filter permeability. The distributions of streamlines and radial directional gas velocities were uniform on the filter surface except for the neighbors of the bottom edge and outlet of the filter. The particle trajectories onto filter surface were more densely distributed around the bottom edge of the filter, so that the particle number on the filter surface was maximized near the bottom edge and decreased in the direction of the filter outlet.

• Progress in Medical Physics
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• v.2 no.2
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• pp.129-139
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• 1991

The method of etching tracks in PN-3 dosimeter has been applied to tracks of recoil protons from a neutron source. Both the etch and the detection response of PN-3 has been studied as a function of etched-track diameters against various parameters. We could obtain very useful informations about charge, energy, and mass of particles and the relationship between the track etching rate and the track forming procedure in order to analyze the particle recorded in the solid state track detector. The best etching condition could be found by means of changing the etching circumstances for various energies and particles in order to detect the charged particle accurately. It could be influenced widely that the polymer plastic detector could develep the detecting technique for the low energy level neutron and could be used as a neutron dosimeter in the radiation field such as the nuclear power station, the medical institute and the nondtructive testing institute.

• Resources Recycling
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• v.28 no.6
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• pp.96-105
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• 2019

Automobile shredder residue (ASR) is the final waste produced when end-of-life vehicles (ELVs) are shredded. ASR can be separated using mineral-processing operations such as comminution, air classification, magnetic separation, and/or electrostatic separation. In this work, trajectory analyses of conductors (copper) and non-conductors (glass) in the ASR have been carried out using induction electrostatic separator for predicting or improving the ASR-separation efficiency. From results of trajectory analysis for conductors, the trajectories of copper wire by observation versus simulation for coarse particles of 0.5 and 0.25 mm showed consistent congruity. The observed 0.06 mm fine-particles trajectory was deflected toward the (-) attractive electrode owing to the charge-density effects due to the particle characteristics and relative humidity. In the case of non-conductors, the actual trajectory of dielectric glass deflected toward the (-) electrode, showing characteristics similar to those of conductive particles. The analyses of stereoscopic microscope and SEM & EDS found heterologous materials (fine ferrous particles and conductive organics) on the glass surface. This demonstrates the glass decreasing separation efficiency for non-ferrous metals during electrostatic separation for the recycling of ASR. Future work will require a pretreatment process for eliminating impurities from the glass and advanced trajectory-simulation processes.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.1
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• pp.241-251
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• 1991

The present simulation model relies on a new approach of the heavy particle motion in a turbulent flow considering the time and space correlation to the Lagrangian point of view. The turbulent field is, here, assumed that its characteristic scales are random and follow a Poisson's distribution. Using this model, we have computed the trajectory of each particle, that is, its velocity and position at each time in order to study the dispersion of particles in a grid turbulent flow. The computed results have been compared to the corresponding experimental data. Due to the complex mechanism of turbulence and the theoretically and experimentally lacking information, we had to make some assumptions for simplifying the situation, but we have found the good agreement between simulated and measured results. In particular, the application of the present method on the Lagrangian correlation of particle provides an interesting alternative to the usual computational methods.

• Progress in Medical Physics
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• v.1 no.1
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• pp.97-107
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• 1990

A method of detecting charged particles in an allyl diglycol carbonate material (PN-3) which is available, amorphous, optically clear and thermoset plastic in which nuclear particle tracks could be revealed by etching in hot NaOH solutions, has been investigated. It has been applied to the study of alpha particle tracks over an energy range of 3.17～5.49 MeV which has been obtained after having passed through several sheets of polycarbonate. The dose equivalent rate of the alpha source was calculated and the spark chamber was used in order to measure the range of alpha particles after having passed through different number of absorbers. The etching characteristics and the detection response of PN-3 have been studied as a funcion of lengths of etched tracks against the parameters of energies and of the track etching rate(V$_{T}$). The investigation of the etching process for alpha particles in the PN-3 provided the most interesting results.s.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2008.11a
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• pp.17-17
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• 2008

3차원 입자 모델을 이용하여 $12\;mm{\times}625\;mm$ 크기의 평판형 마그네트론 스퍼터링용 음극에서 전자의 운동을 해석하였다. 전자와 중성 가스 입자의 충돌은 모두 세 가지를 고려하였으며 Runge-Kutta 4th order 방법을 이용하여 전자의 궤적을 계산하였다. 400 eV의 전자는 5 mTorr의 압력에서 알곤과 평균 8 - 12회 이온화 충돌 후 집중 방전 영역에서 벗어났으며 문헌에 보고된 2차원 실린더형 마그네트론에서 보고된 값보다 작았다. 마그네트론의 집중 방전 특성은 전자와 중성의 소각 산란에 의해서 주로 발생되었으며 이온화 충돌에 의해서 발생되는 2차 전자는 충돌 위치에서의 자기장 값에 의해서 궤적이 결정되었다.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.8 no.2
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• pp.139-146
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• 1996

2차원 비점성 Euler 방정식의 Stuart 해에 의하여 주어지는 주기적인 유동장, 소위 말하여 Stuart와동장내에 놓여있는 아주 작은 비대칭성 입자의 다양한 부력 변수에 따른 침 강운동을 고찰하엿다. 본 연구에서 사용한 수치방법은 매질의 준전적인 Stokes 방정식과 입 자의 평형방정식을 연계하였다. 다양한 초기 배향각 또는 형상비에 따른 궤적이나 각변화를 예측하기 위하여 힘과 토오크 관계식을 입자의 운동방정식에 적용하였으며 4차 Runge-Kutta 방정식을 이용하여 입자의 운동을 규명하였다.