• 대한기계학회논문집B
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• 제34권11호
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• pp.1027-1033
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• 2010

2상유동(기체-액체) 현상은 전자기발전, 원자력발전, 철강산업 등 유체 시스템에 자주 나타나는 현상으로, 2상유동을 파악하는 것은 유체 시스템의 안정성 및 성능을 위해 중요하다. 2상유동 특성 중 기공률은 압력강하와 열전달 성능을 결정하는 주요 인자로서 이를 측정하는 기술이 특히 중요하다. 유동의 임피던스를 측정하여 기공률을 산정하는 임피던스법은 전기적 특성을 이용하기 때문에 반응속도가 빨라 실시간 측정이 가능하며, 유동관 벽에 전극을 설치할 경우 유동 교란없이 측정할 수 있는 장점이 있다. Coney는 원형관에 적용할 수 있는 ring 임피던스미터를 이론적 연구하였다. 본 연구에서는 Coney가 이론적으로 제안하고 실험적으로 검증하지 못한 3-ring 임피던스미터의 유체 전기전도도에 대한 독립성을 실험적으로 검증하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권7호
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• pp.1649-1657
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• 1993

This paper reports on a proof-of-concept experimental investigation focused on evaluating the vibration characteristics and control of smart hollow cantilever beams filled with an electro-rheological(ER) fluid. The beams are considered to be of uniform viscoelastic materials and modelled as a viscously-damped harmonic oscillator. Electric field-dependent natural frequencies, loss factors and complex moduli are evaluated and compared among three different beams : two types of different volume fraction of ER fluid and one type of different particle concentration of ER fluid by weight. Modal characteristics of the beams are observed in both the absence and the presence of electric potentials. It is also shown that by constructing active control algorithm the removal of structural resonances and the suppression of tip deflection are obtained. This result provides the feasiblility of ER fluids as an active vibration control element.

• 한국정밀공학회지
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• 제12권7호
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• pp.123-130
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• 1995

This study presents model synthesis and performance investigation of a new brake system using electro-rheological(ER) fluids. Field-dependent Bingham properties characterized by non-zero yield stresses of the ER fluids are experimentally distilled. These properties are then incorporated with the governing equation of the proposed brake system which features design simplicity, fast response and salient controllability. After analyzing system performance with respect to design parameters such as electrode gap and length, an appropriate size of the brake is designed and fabricated. Both simulation and experimental works are undertaken in order to determine the feasibility and efficiency of the proposed brake system. The system performances are justified by evaluating field-dependent braking torques as well as braking times.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.576-579
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• 2008

Electrical impedance(EIT) for the multi-phase flow visualization is an imaging modality in which the resistivity distribution of the unknown object is estimated based on the known sets of injected currents and measured voltages on the surface of the object. In this paper, an EIT reconstruction algorithm based on the extended Kalman filter(EKF) is proposed. The EIT reconstruction problem is formulated as a dynamic model which is composed of the state equation and the observation equation, and the unknown resistivity distribution is estimated recursively with the aid of the EKF. To verify the reconstruction performance of the proposed algorithm, experiments with simulated multi-phase flow are performed.

• 한국정밀공학회지
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• 제21권11호
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• pp.171-178
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• 2004

This paper presents vibration characteristics of a wire cut discharge machine in which an electro-rheological brake actuator is used to control the wire tension. The ER brake actuator has several advantages including design simplicity, fast response time and real-time controllability. On the basis of the tension level required in the machine an appropriate size of the ER brake actuator is devised. The ER brake actuator is then incorporated with the machine and the field-dependent wire tension is experimentally evaluated. The straightness of the workpiece is also empirically investigated by changing the intensity of the electric field.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제25권6호
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• pp.1211-1219
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• 2001

The electro-rheological(ER) fluids for smart hydraulic system are a class of colloidal dispersion which exhibit large reversible Changes in their rheological behavior when they are subjected to external electrical fields. This paper presents experimental results on material properties of an ER fluids subjected to electrical fatigues. As a first step, ER fluid is made of methyl cellulose(MC) choosing 25% of particle weight-concentration. Following the construction of test mechanism for durability estimation, the dynamic yield shear stress and the current density for the ER fluids of MC component are experimentally distilled as a function of electric field. In addition, the surface roughness of the employed electrode are evaluated as a function of the number of the electric-field cycles.

• 디지털융복합연구
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• 제14권6호
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• pp.245-251
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• 2016

3차원 모델링을 이용하여 연료전지의 유로형상과 유체의 흐름 방향에 따른 연료전지의 성능에의 영향성을 분석을 수행하였다. 본 연구에서 연료전지 내부의 각 유로형상과 유동장의 변화에 전류밀도와 온도의 분포가 어떻게 이루어져 있는지를 분석하였고, 연료전지 단위셀의 전체적인 성능을 분석하였다. 3차원 모델링을 수행하기 위하여 Navier-Stokes 방정식을 전산유체역학을 이용하여 풀었다. 전산유체역학에 전기화학반응의 모델을 융합하여 계산을 수행하였다. 또한, 본 연구에서는 직선유로와 실제 사용되는 형태인 직사각형 모양의 유로형태를 모사하여 유로구조의 영향성을 분석하였다. 그리고 유체의 유동장을 변형시켜 그 영향성과 결과를 비교해 보았다. 본 전산모사 연구를 통하여 연료가 풍부한 부분보다는 산소가 풍부한 부분에서 전류밀도가 보다 높은 것을 확인할 수 있었다. 또한 전반적으로 전류밀도가 높은 곳에서 온도가 높은 것으로 확인할 수 있었다. 본 연구를 통하여 온도의 분포와 유로형상과 유동장 그리고 전류밀도의 연관성을 확인할 수 있었다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2007년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.8-13
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• 2007

Unsteady flow simulation for the tiltrotor Smart UAV configuration was performed to investigate the powered rotor wake effect on aerodynamic characteristics. Calculations were performed to simulate various flow conditions based on different flight modes including hover, conversion and cruise. Three-dimensional compressible Navier-Stokes equation code were used for flow calculation and Chimera grid technique overlapping individually generated grids was employed. A dynamic grid method was adopted in simulation of the rotating blades. Flow calculations were also conducted for the un-powered case. Aerodynamic interaction between the rotor and airframe was investigated comparing three data sets from the un-powered, powered, and isolated rotor cases.

• 한국전산유체공학회지
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• 제14권4호
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• pp.86-92
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• 2009

Nowadays, the development of microfluidic chip [i.e. biochip, micro-total analysis system ($\mu$-TAS) and LOC (lab-on-a-chip)] becomes more active, and the microchannels to deliver fluid by pressure or electroosmotic forces tend to be more complex like electronic circuits or networks. For a simple network of channels, we may calculate the pressure and the flow rate easily by using suitable formula. However, for complex network it is not handy to obtain such information with that simple way. For this reason, Graphic User Interface (GUI) program which can rapidly give required information should be necessary for microchip designers. In this paper, we present a GUI program developed in our laboratory and the simple theoretical formula used in the program. We applied our program to simple case and could get results compared well with other numerical results. Further, we applied our program to several complex cases and obtained reasonable results.

• 수산해양기술연구
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• 제37권4호
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• pp.296-301
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• 2001

기존의 솔레노이드 밸브는 전자부품에 기계적 운동요소를 포함하여 비선형성을 내포하고 있으나, MC 성분의 ER유체를 이용하면, 유동체의 통과부분을 전기장 제어를 통하여 솔레노이드 밸브 기능을 대신할 수 있는 메카니즘을 구현할 수 있을 것으로 사료된다. 유기성인 MC성분 ER유체를 유압시스템에 솔레노이드 밸브 역할에 적용하기 위해, 부과하는 직류 전기장의 사이클 수에 따른 기계적특성에 대한 평가는 다음과 같다. MC성분 ER유체의 전단속도비에 대한 전단응력 분포변화는 2.0kV/mm까지 전기장을 인가했을 경우, 횡축의 전단속도가 증가하여도 종축의 전단응력은 거의 변하지 않았다. 60만 사이클을 반복한 후 ITMC25의 전단응력 실험결과, 2.0kV/mm 이상 전기량을 인가하면 2차원적인 곡선의 형태를 형성하지만 표준편차의 평가치가 오차한계 이내이므로 직선으로 판단하여도 무리가 없을 것으로 사료되었다. 구리 전극으로 전기장을 부과한 경우 MC 성분의 ER유체는 0.1~$0.3{\mu}m$까지의 표면거칠기를 나타냈고, 알루미늄 전극을 사용한 경우는 전기장 부과 초기에 $0.3{\mu}m$의 표면거칠기가 $0.2{\mu}m$로 감소하였으나 40만 사이클의 전기장 부과 이후는 약간의 요철변화가 있었다.(이 논문의 결론 부분임)