• 동력기계공학회지
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• 제13권6호
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• pp.22-28
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• 2009

열역학 제 2법칙의 관점의 열역학적 가용에너지인 엑서지 해석법을 적용하여 가솔린, 메탄올, M90 연료를 사용한 전기점화 기관의 성능해석을 수행하였다. 열역학적 사이클 해석을 위하여 사이클을 구성하는 각 과정은 열역학적 모델로 단순화하였고, 크랭크 각도에 따른 실린더의 압력과 작동유체를 구성하는 연료, 공기 및 연소생성물의 열역학적 물성 값들을 이용하여 각 과정에서의 엑서지와 손실 일을 계산하였다. 실험데이터는 단기통 전기점화기관을 가솔린, 메탄올과 M90(메탄을 90%+부탄 10%의 혼합연료)을 연료로 WOT(Wide Open Throttle), MBT(Minimum advanced spark timing for Best Torque), 2500rpm 조건으로 운전하여 측정하였다. 계산에 이용한 자료는 실험으로 측정한 크랭크 각도에 따른 연소실의 압력, 흡입공기와 연료유량, 흡입공기 온도, 냉각수 온도와 배출가스 온도 등이다. 이를 이용하여 각 과정에서의 엑서지와 손실 일을 계산하였으며 각 과정에서의 손실 일은 연소과정에서 가장 크며 팽창과정, 배출과정, 압축과정 및 흡입과정 순으로 크게 나타났다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제17권1호
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• pp.69-77
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• 2019

This paper introduces microfluidic manipulation of microorganism by opto-electrokinetic technique, named rapid electrokinetic patterning (REP). REP is a hybrid method that utilizes the simultaneous application of a uniform electric field and a focused laser to manipulate various kinds and types of colloidal particles. Using the technique in preliminary experiments, we have successfully aggregated, translated, and trapped not only spherical polystyrene, latex, and magnetic particles but also ellipsoidal glass particles. Extending the manipulation target to cells, we attempted to manipulate saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae), the most commonly used microorganism for food fermentation and biomass production. As a result, S. cerevisiae were assembled and dynamically trapped by REP at arbitrary location on an electrode surface. It firmly establishes the usefulness of REP technique for development of a high-performance on-chip bioassay system.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.85.1-85.1
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• 2010

캐스케이드형 연료전지 시스템에 있어서 각 스택의 단에서 전기화학반응에 의해 생성된 물을 분리하여 적절하게 배출시켜주는 것은 스택의 성능 및 내구성 향상을 위해 매우 중요하다. 이를 위해 연료전지 스택 각 단의 상이한 조건에 맞는 기액분리기의 설계가 필요하다. 유량에 따른 기액분리기의 부피와 원활한 연료 가스와 생성수의 분리를 위한 내부구조 및 입구 속도 등의 변수들에 따라 기액분리기의 성능 뿐만 아니라 연료전지 시스템 전체의 성능에 영향을 준다. 그러나 기액분리기의 폐쇄적 구조 때문에 실험을 통해 내부의 거동 및 현상을 파악할 수 없어 앞서 언급한 변수들의 효과를 확인할 수 없는 문제점이 있다. 이에 CFD(Computational Fluid Dynamics, 전산유체역학)를 활용하여 각 조건에 따른 기액분리기 내부의 현상을 파악하고 이를 통해 기액분리기 설계를 최적화하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.1851-1856
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• 2008

A numerical program based on computational fluid dynamics has been developed to simulate characteristics of an EHD induction micropump. The ambiguity of boundary conditions was removed by adopting an equation formulated for electric potential as the dependent variable. The calculations show that the dependency of frequency agrees well with the experiments and the previous analysis. The instability, caused by backflows, is getting stronger as the channel depth increases, which is consistent with experiments. The present study reveals that it is due to the limit in the penetration depth which the electric field can affect. Despite the disadvantage of large channel depth, there is a certain optimal depth for the maximum flow rate.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.1004-1009
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• 2003

Electroosmotic flow induced by an applied electrostatic potential field in microchannel is analyzed in this study. The electroosmotic flow is an alternative to pressure driven flow in microchannels, but the usage has been limited to the simple cases. In this study, We analyze electroosmotic flow driven by inhomogeneous surface charge on the channel wall. The surface charge varies along a direction perpendicular to the electric field in order to generate the electroosmotic flow. A numerical results substantiate the highly efficient mixing performance. It is highly the beneficial to fabrication process since only straight microchannel rather than complex geometry is enough to yield efficient mixing.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.268-268
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• 2009

고밀도 유도 결합 플라즈마를 이용한 연료 전기 분리판용 질화 장치를 플라즈마를 모사할 수 있는 3차원 전산 유체 역학 프로그램인 CFD-ACE+를 이용하여 해석하였따. 내장형 안테나 타입의 유도 결합 플라즈마의 전자 온도, 밀도 균일성, 가스 유동, 얇은 기판이 촘촘히 적재 되었을 경우의 플라즈마 특성을 모사하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권5호
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• pp.553-561
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• 2010

한국원자력연구원에서는 초고온가스로를 모사할 수 있는 중형 헬륨 회로를 건설 중에 있다. 이 실험헬륨 회로에서 두 개의 전기 가열기가 헬륨 유체를 1 ~ 9 MPa 의 압력 하에서 $950^{\circ}C$ 까지 가열하게 된다. 이 실험 헬륨 회로의 설계 사양을 최적화하기 위하여, 본 연구에서는 두 개의 가열기 중 하류에 위치한 고온헬륨가열기 안의 복합열전달 현상을 전산유체역학으로 해석하였다. 해석 결과에서 헬륨 가열기 내 최대 온도는 허용 한계를 넘지 않았고, 이로써 선정된 기하구조의 열적 특성은 설계요건을 만족함이 확인되었다.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 한국가시화정보학회 2007년도 추계학술대회
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• pp.51-54
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• 2007

The induced-charge electroosmosis (ICEO) is a kind of electroosmotic flow which is generated by the electrical charge induced by an externally-applied electric field. That kind of electrokinetic phenomenon provides a nonmechanical technique to handle microscale flows and particles. In this work, we report that the ICEO-like flow is observed around two kinds of circular-cylindrical rod submerged in a dielectric liquid. The conductivity of the solution is varied by adding a surfactant. The flow field is visualized by the PIV method, and average flow speed shows a remarkable dependence on electrical input frequency. Interestingly, the characteristics of the flow are quite different from the conventional ICEO with respect to the flow direction and the locations of center of vortices.

• 디지털융복합연구
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• 제19권5호
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• pp.279-284
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• 2021

본 연구에서는 3차원 전산유체역학 (3-D computational fluid dynamics, CFD)을 이용하여 고체고분자전해질형연료전지 (proton exchange membrane fuel cell, PEMFC)의 기체유로에 대한 성능에 관한 전산모사를 실시하였다. 또한 이 전산모사를 통하여 유체의 농도와 압력분포, 그리고 전류밀도의 분포 등 각종 분포에 관하여 연구를 진행하였다. 본 논문에서는 단일유로와 5개의 유로를 비교분석 하였다. 그 결과 5개의 유로가 단일유로에 비하여 각종 분포들이 균일하였고, 성능 또한 월등하였다. 특히 단일유로에서는 물질전달에의한 성능저하 영역에서 매우 낮은 성능을 확인할 수 있었고 반면 5개의 유로에서는 이 부분을 극복하여 보다 높은 성능을 확인할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1107-1108
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• 2011

본 논문에서는 전력용 변압기 온도상승을 예측하기 위해 CFD 상용 프로세서인 Fluent를 이용하였다. 온도상승의 원인이 되는 전력손실은 자계 상용 프로세서인 Maxwell을 이용하였으며, 자계해석에 의해 얻은 전력손실을 유체역학과 열전달을 동시에 고려한 열유동해석의 열원으로 적용하였다. 해석의 정확도를 향상시키기 위해 변압기 권선의 형상을 실제형상과 유사하게 모델링하였으며, 해석결과의 타당성을 검증하기 위해 온도 상승 시험을 통해 얻은 측정값과 비교하였다.