• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.577-577
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• 2012

자성나노유체(ferrofluid)는 계면활성제로 코팅된 직경 10 nm인 자성나노입자(magnetic nanoparticle)가 바탕액체(물 또는 오일 등)에 분산하고 있는 액체이다. 최근 연구에 의하면 자성나노 유체가 변압기 절연유로 사용될 경우 열전달 및 절연 특성이 향상된다고 보고되고 있다. 또한 자성나노유체에 포함된 자성나노입자는 영구자석 및 전자석 등에 의한 외부 자기장뿐만 아니라, 두 전극 사이에 인가된 전기장에 의한 유도자기장에 영향을 받는다고 한다. 본 연구에서는 두 전극 사이 전압을 1 kV로 인가한 경우에서 광학현미경을 이용한 자성나노입자의 마이크로 채널(microchannel) 내부 이동특성 관측 및 Maxwell 방정식을 이용한 전자기장 수치해석을 수행하였다. 실험 및 해석 결과를 통하여 자성나노유체에 포함된 자성나노입자가 인가된 전기장에 의하여 발생되는 이동특성을 분석하고, 선행연구에서 보고된 절연특성 변화에 관한 상관관계에 대해 고찰하였다. 광학현미경 관측 결과로부터 전기장이 인가되지 않은 경우에 균일하게 분산되어 있는 자성나노입자는 전기장 인가에 따라 발생되는 유도자기장에 의하여 입자 간의 뭉침(agglomeration) 현상과 전극 주위로 이동하려는 성질을 확인하였다. 또한 수치해석 결과로부터 자성나노입자의 존재로 인하여 전극 사이의 전기장 강도와 자속밀도가 증가함을 확인하였으며, 자성나노입자의 이동을 유발하는 유도자기장이 전극 주위에서 큰 것을 파악할 수 있었다. 이와 같은 결과는 자성나노입자가 변압기 절연유에 첨가된 경우우 절연파괴전압이 변화되는 이유를 설명할 수 있는 근거가 된다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.1521-1522
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• 2011

뇌임펄스에 의한 절연유체 내 절연파괴 현상은 스트리머 채널에서의 유체유동과 기체유동이 동시에 발생한다. 스트리머 개시와 동시에 발생하는 기포들은 절연파괴에 직접적인 영향을 미치며 이를 모의해석하기위해서 2상유동이 고려되어야한다. 2상유동이 고려된 뇌임펄스 응답 유한요소해석은 전계에 의한 푸아송 방정식과 전자, 양이온, 음이온에 대한 전하연속방정식으로 구성되며 전계 방출과 열전자 방출효과를 경계조건으로 부여하였다. 기체 전리현상은 타운젠트 이론을 도입하였으며, 유체 전리현상은 제너 이온화 모델을 도입하여 수학적 모델링을 통한 2상유동으로 결합하였다. IEC standard #60897의 표준규격에 따라 침-구형 전극을 설계하였고 2차원 축대칭 간략화모델에 적용하여 실험적 결과와 비교분석함으로써 신뢰할 수 있는 수치해석기법이 제시되었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.1406_1407
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• 2009

Fowler-Nordheim의 전자 방출과 열전자 방출 메카니즘을 이용하여 절연유체 내 전계에 의한 도체의 음극에서 전자 방출현상과 열에 의한 열전자 방출현상을 고려하고 유한요소법(Finite Element Method)을 이용하여 해석하였다. 절연유체 내 공간전하에 대한 해석기법으로 푸아송 방정식, 양이온, 음이온, 전자에 대한 전하연속 방정식, 온도에 대한 열 확산 방정식으로 이루어진 5개의 지배방정식에 Fowler-Nordheim의 전계 방출과 Richardson-Dushman의 열전자 방출을 경계조건으로 부여하였다. 단자 전류는 유한요소법과 잘 부합하는 에너지법으로 계산되었다. 쌍 곡선형 PDE의 공간전하 전파에 대한 지배 방정식은 일반적으로 수치적인 불안정성을 가지므로 인공 확산 항을 고려하여 이를 해결하였다. 제안된 해석법은 세 개의 캐리어를 가진 x-y 좌표축의 2차원 평판 모델에 적용하여 그 유효성을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.46-46
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• 2008

스텔스 기능을 가진 군사용 항공기는 레이다 망의 추적을 피하기 위해 일반 냉각수 대신에 절연유를 냉각매체로 사용한다. 그러나 절연유는 물에 비하여 열전달특성이 매우 낮기 때문에 항공기 전기전자 기기/부품 발열부를 효과적으로 냉각시키지 못하는 한계성을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 나노유체(Nanofluid) 개념을 이용하여 절연유에 알루미나 및 질화알루미늄 나노분말을 미랑 분산시킨 나노절연유를 제조하고 이것의 열전달특성을 순수 절연유의 그것과 비교 평가함으로써, 냉각특성이 크게 개선된 새로운 냉매로서의 적용 가능성을 확인하고자 하였다. 다만 나노절연유를 제조함에 있어서 가장 큰 장애물은 오일에 대한 분산성 확보에 있기 때문에, 비드밀 및 초음파를 이용한 나노분말 응집체의 습식분산 및 분산제를 이용한 친유성 표면개질을 동시에 수행함으로써 장시간 안정된 분산성을 확보하도록 노력하였다. 나노유체의 열전도도 및 대류열전달계수는 비정상열선법을 이용하여 측정하였으며, 유체 속의 분말 분산 상태는 원심력을 이용한 분산안정성 평가장치 및 cryo FE-SEM을 이용하여 확인하였다. 또한 분말 형상이 대류열전달에 미치는 영향을 조사하기 위하여 알루미나 나노분말은 구상과 침상의 분말을 모두 사용하였고, 질화알루미늄 외에 다이아몬드 나노절연유도 함께 제조, 평가함으로써 냉각 및 절연특성, 그리고 물리화학적 안정성이 우수하고 실적용 가능성이 가장 높은 재료를 도출하고자 하였다.

• Journal of KSNVE
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• v.7 no.4
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• pp.655-661
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• 1997

Base-isolation of a primary structure generally decrete the seismic response of its own and the secondary structure. It may cause an adverse effect on the seismic response of secondary system when the system is submerged and subject to a considerable hydrodynamic effect. In this paper, it is shown how, and how much, the base isolation of the primary structure can affect the secondary system response in extreme cases through dynamic analysis of a simplified coupled model for a submerged secondary system and a base-isolated primary structure. As an aseismatic design approach to reduce the response of the submerged system, optimization of the fluid gap, which controls the hydrodynamic mass effect, is performed. As an alternative approach in case where the control of fluid gap is unrealistic, application of base isolation to the submerged system is suggested. Effectiveness of various combinations of the primary base and secondary base isolations are compared.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.16 no.1
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• pp.1-8
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• 2005

Electrorheological (ER) fluids, typically composed of particles having higher dielectric constant or electric conductivity than that of suspending fluids with a low viscosity, undergo dramatic, reversible changes when exposed to an external electric field. Among various electroactive materials, we put our efforts on inorganic materials including zeolite, MCM-41, MCM-41/polyaniline composite and SBA-15/polyaniline composites. Their preparation and ER characteristics are introduced.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1994.06b
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• pp.3-15
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• 1994

80년대 후반들어 갑자기 새로운 가치와 가능성에 대한 조명을 다시금 받게된 ER 유체는 유선 국내에서는 물론 일본에서조차 번역에서의 정확한 명칭이 분분할 정도로 아직 국내에서는 생소한 분야이다. 이웃 일본에서는 ER 유체, 전기점성 유체, 전기레올로지 유체, 일렉트로레올로지 유체, Winslow 유체라고 불려지고 있고 우리나라에서는 전기유변성유체라고도 불리운다. ER 유체는 전장을 가함으로써 점도를 변화시킬 수 있는 콜로이드 용액의 총징으로, 절연성 유체 중에, 이러한 성질을 갖는 미분말을 분산시킨 것이다. 이 유체의 특징으로는 전장으로 점도의 변화를 제어할 수 있고, 점도를 변화 시킬 수 있는 범위가 넓고, 또한 응답성이 좋은 것에 있다. 80년대에 들어 서면서, 전자기술의 급속한 발전으로 이 ER 유체의 장점에 ER 유체의 단점을 보완할 수 있는 응답성이 빠른 전자 제어 기술의 출현은 바로 이 ER 유체의 최대 난점들을 해결할 수 있는 가능성을 제시하면서 급속한 인기를 더해 가고 있다. 이러한 배경에서 국내에서도 이분야에 대한 연구의 필요성이 대두됨에 따라 본 해설에서는 국외 논문, 국제 학술회의 논문집, 해설등을 통하여 발표된 ER 유체에 대하여 알아 보고 이를 적용한 기전요소에의 응용에 대하여 살펴보기로 한다.

• Journal of the Korean Society of Visualization
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• v.11 no.1
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• pp.48-52
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• 2013

This paper presents experimental observation of asymmetric electrohydrodynamic flow generated around a pair of symmetric coplanar electrodes. Electrodes are attached on the bottom of the cavity containing a dielectric liquid, i.e., a mixture of dodecane and 0.5% wt Span80. In the first experiment, an AC voltage of 1500 V is applied with the frequency varying in the range 10~500 hz and the left electrode being grounded. The flow patterns show that the center line of vortices is unexpectedly tilted to the left side. If the right side electrode is grounded, the center line is tilted to the right side. The magnitude of the fluid velocity shows an irregular variation with the frequency in the range 10 Hz~100 Hz, beyond which it simply decays. In the second experiment, we applied fixed AC with 1000 V and 60 Hz superposed by DC voltage varying in the range -1000 V ~ +1000 V. The center line of the flow pattern is tilted to the right side with positive DC voltage and to the left side with negative DC. We have managed to show that the flow pattern can be symmetric with a suitable combination of DC and AC, e.g., DC 850 V plus AC 1000 V with the frequency 10 Hz.

• Tribology and Lubricants
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• v.10 no.1
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• pp.1-9
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• 1994

어떤 유체는 전기장에서 순간적으로 고체화한다. 이러한 다변형의 물질은 더욱 신속하고 적절한 기계의 앞날을 약속하고 있다. T-1000 (영화 터미네이터2; 심판의 날에서 생동하는 거의 불멸의 로보트)는 능숙하게 액체에서 고체로 변환다. T-1000은 총탄으로 관통되었을 때, 로보트의 액체-금속 피부는 관통된 구멍으로 흘러 들어가고, 산산조각이 났을때 T-1000은 녹아버린 후에 다시 제원형으로 응결된다. 전기유변성 유체는 이 영화제작자의 상상력에 어느 정도 적용될 수 있을 것이다. 전기유변성 유체는 전기장이 있는 곳에서 변형을 일으키는 물질이다. 주어진 전기장의 세기에 따라 전기유변성 유체는 물처럼 자유롭게 흐르기도 하고, 꿀처럼 진득하게 흐르기도 하며 제라틴처럼 고체화하기도 한다. 참으로 물질이 수천분의 일초사이에 한상태에서 다른 상태로 변할 수 있는 것이다. 전기유변성 유체는 만들기 쉽다; 절연액체에 미시적 입자가 분산된 것이다. 그러나 아직은 상업용으로 쓰이지 못하고 있다. 여러가지 문제점 중의 하나가 고체로서는 구조적으로 약하고, 또, 액체로서는 마찰성이 문제이며, 특히 고온에서는 화학적으로 불안정하다는 것이다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 2006.08a
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• pp.147-150
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• 2006

A new class of heat transfer fluid with higher thermal conductivity, called nanofluids has been developed by Dr. S. Choi about decade ago. Many exciting experimental and theoretical results have been reported worldwide to predict the thermal conductivity enhancement of nanofluids, however, they sometimes show excessive large discrepancies between each other. This kind of disagreements in thermal conductivity data is partly ascribable to the accuracy of the measuring apparatus, that is, mostly used THM(transient hot-wire method). New thermal conductivity measuring method whose principle is different from that of conventional THM is proposed in this article and measurements and uncertainty analysis were made for the three nanofluid samples with different particle concentration of pure, 2% and 4% of AlN nanofluids.