• 대한기계학회논문집B
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• 제29권1호
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• pp.80-86
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• 2005

This study presents numerical solutions of the two-dimensional Navier-Stokes equations for supersonic unsteady flow in a convergent-divergent nozzle with heat addition. The TVD scheme in generalized coordinates is employed in order to calculate the moving shock waves caused by thermal choking. We discuss on transient characteristics, start and unstart phenomena, fluctuations of specific thrust caused by thermal choking and viscous effects. We prove that the control of separation of boundary layer is the most important key problem to prevent the thermal choking.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권1호
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• pp.23-33
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• 2020

본 연구에서는 표면 조도 분포가 항공기 결빙 수치 해석에 미치는 영향성에 대한 연구를 수행하였다. 기존의 항공기 결빙 해석 연구에서는 표면 조도의 크기에 초점이 맞춰져 있었으며, 표면조도의 효과 측면에서는 완전 난류 가정을 적용하여 난류 천이를 고려하지 못하고 있다. 또한 일부 연구에서, 표면 조도가 천이 과정에 미치는 영향이 선험적인 수식으로 나타났으나, 이러한 기법은 항공기 결빙 해석의 정확도를 낮추는 요인으로 여겨졌다. 따라서 본 연구에서는 표면 조도가 난류천이 및 열 경계층에 미치는 영향을 모두 고려할 수 있도록, 2-방정식 난류 모델을 기반으로 하는 난류 천이 모델을 적용하였다. 표면 조도의 효과를 고려할 수 있도록 표면 조도 증폭 파라미터를 수송 방정식 형태로 적용하였으며, 물리적인 특성을 고려하기 위해서 표면 조도 분포 모델을 적용하였다. 이를 검증하기 위하여 2차원 익형의 표면 조도, 대류 열전달 계수 및 결빙 형상을 획득하였으며, 실험 결과와 기존 기법들을 사용한 수치 해석 연구결과를 비교하였다. 그 결과, 앞전에서의 열전달 계수의 과도한 예측과 그에 따른 익형 아랫면에서의 얼음뿔 형상이 개선되는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제30권9호
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• pp.921-928
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• 2006

Wake-induced boundary-layer transition on a NACA0012 airfoil with zero angle of attack is experimentally investigated in periodically passing wakes under the moderate level of free-stream turbulence. The periodic wakes are generated by rotating circular cylinders clockwise or counterclockwise around the airfoil. The free-stream turbulence is produced by a grid upstream of the rotating cylinder, and its intensities $(Tu_{\infty})$ at the leading edge of the airfoil are 0.5 and 3.5%, respectively. The Reynolds number (Rec) based on chord length (C) of the airfoil is $2.0{\times}10^5$, and Strouhal number (Stc) of the passing wake is about 1.4. Time- and phase-averaged streamwise mean velocities and turbulence fluctuations are measured with a single hot-wire probe, and especially, the corresponding wall skin friction is evaluated using a computational Preston tube method. The patch under the high free-stream turbulence $(Tu_{\infty}=3.5%)$ grows more greatly in laminar-like regions compared with that under the low turbulence $(Tu_{\infty}=0.5%)$ in laminar regions. The former, however, does not greatly change the turbulence level in very near-wall region while the latter does it. At further downstream, the former interacts vigorously with high environmental turbulence inside the pre-existing transitional boundary layer and gradually loses its identification, whereas the latter keeps growing in the laminar boundary layer. The calmed region is more clearly observed under the lower free-stream turbulence level and with the receding wakes.

• 한국해안해양공학회지
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• 제12권3호
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• pp.130-138
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• 2000

일방향흐름에 의한 해류의 마찰력 계산을 위하여 Prandtl의 혼합길이 이론을 수심 전구간에 적용하고 난류의 세기와 수리조건에 따라 완난류와 전난류로 분류하여 마찰계수를 산정하는 개수로 마찰계수 산정방법을 제시하였다. 파랑과 해류의 합성류에 의한 해저마찰력을 계산하기 위하여 두 유속의 연직분포를 고려한 BYO 모형을 이러한 흐름특성을 반영하여 개선하였다. BYO 모형은 모든 유속의 연직분포가 해저면으로부터의 직선과 접선으로 만나는 점(Bijker point)을 도출하여 파운동 유속과 해류유속의 합성을 이 점에서 시행하여 일주기의 평균갑을 구하는 모형이다. 일방향흐름의 해류나 천해파에 의한 파운동이나 해저면 가까이 경계층흐름은 완난류, 천이난류, 전난류 등 세가지 종류로 대별된다. 그 중 완난류로 대별하여 두 경우에 대한 합성류 마찰력 산정방법을 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.47-52
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• 2008

소자가 점점 고집적화 됨에 따라, MOS 소자 제조에 있어서 $SiO_2$의 두께가 ${\sim}1nm$로 낮아질 경우 발생하는 터널링전류와 문틱전압 천이를 방지할 수 있는 새로운 게이트용 유전물질을 개발하여 소자의 크기를 줄이는데 주력하고 있다. 본 실험에서는 원자층증착(ALD: atomic layer deposition) 방법으로 증착된 $ZrO_2$ 박막의 물리적, 전기적 특성에 대하여 연구하였다. ALD $ZrO_2$ 박막을 증착한 후 Ar 가스 분위기에서 $800^{\circ}C$, 1 시간동안 열처리한 다음 XRD, TEM, 그리고 C-V plots을 이용하여 $Pt/ZrO_2/Si$ 소자의 형태, 결정화 동역학, 그리고 경계층 특성을 평가한 결과 열처리에 의해 소자의 특성이 크게 향상됨을 알 수 있었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제4권2호
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• pp.86-94
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• 2002

본 연구의 목적은 폐광지의 환경 친화적인 식생 복원에 이용할 향토 수종 및 내성 수종을 선발하기 위하여 탄광 폐석지에 나타난 자연 이입종과 주변 산림 식생과의 연관성을 밝히는데 있다. 강원도 태백에 위치한 폐광지 주변 산림의 식생을 조사한 결과, 소도동의 교목층에서는 9종류, 아교목층에서는 13종류, 관목 층에서는 23종류 그리고 초본층에서는 23종류가 출현 하였다. 싸리재의 경우, 교목층에서는 6종류, 아교목층에서는 15종류, 관목층에서는 31종류 그리고 초본층에서는 25종류가 출현하였다. 1차 천이적인 단계에 있는 폐석지에서 출현한 종을 조사한 결과, 소도동에서는 31종류가 자연 이입종으로 나타났으며, 싸리재에서는 30종류가 출현하였다. 폐석지에서 출현한 종은 대조구인 소도동의 45종, 싸리재의 54종보다 훨씬 적었다. 탄광 폐석지와 주변 산림에서 공통으로 출현한 수종은 소도동의 경우 박달나무 등 6종, 싸리재의 경우 거제수나무 등 4종이었다. 즉 탄광 폐석지는 주변 산림의 상층림을 형성하고 있는 수종에서 종자가 이입되어 생존을 시도하고 있는 것으로 평가되었다. 특히 싸리재의 거제수나무는 주변 산림과 폐석지 경계부터 군집을 형성하고 있어 식생의 주변 효과를 나타냈으며, 소도동에서는 박달나무 등의 종자가 이입되어 자연적인 식생 복원이 이루어지고 있었다. 이러한 결과로 미루어 볼 때 교란된 지역에서의 식생 복원은 주변 산림 구 성종과 밀접한 관계가 있는 것으로 추정되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.193.1-193.1
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• 2015

실리콘 (Si) 기판 위에 고품질의 갈륨질화물 (GaN) 박막을 성장시키기 위한 노력이 계속되고 있다. 실리콘 기판은 사파이어 기판 보다 경제적인 측면에서 유리하고, 실리콘 직접화 공정에 GaN 소자를 쉽게 접목 가능하다는 장점이 있다. GaN 박막은 2차원 전자 가스형성을 통한 고속소자, 직접 천이형 밴드갭을 이용한 발광소자 및 고전압 소자로써 활용 가능한 물질이다. 종래에는 Si(100) 및 Si(111) 기판 위에 GaN 박막 성장에 대한 연구가 주로 진행되었다. 하지만 대칭성과 격자 불일치도 등 결정학적 특성을 고려할 때 Si(100) 기판 위에 고품질의 GaN 박막을 성장시키는 것은 쉽지 않다. Si(111) 기판은 실리콘 소자 직접화 공정에 적합하지 못한 단점을 가지고 있다. 반면, 최근 Si(110) 기판 위에서 비등방적 변형 제어를 통한 고품질 GaN 박막 성장이 보고 되어 실리콘 집적 소자와 결합한 고전압 소자 및 고속소자 구현에 관한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 투과전자현미경 연구를 바탕으로 Si(110) 기판 위에 성장된 GaN의 미세구조에 관한 연구를 소개한다. 열팽창계수의 차이에 의한 GaN 박막 내 결함 생성을 줄이기 위하여 AlN 완충층이 사용되었다. GaN 박막을 암모니아 ($NH_3$) 유량이 다른 조건에서 성장시킴으로써 GaN 박막 미세구조의 암모니아 유량 의존성에 관한 연구를 진행하였다. GaN 박막에서 투과전자현미경 연구와 X-ray 회절 연구를 통하여 결함 거동 및 결정성을 확인하였다. $NH_3$ 유랑이 증가함에 따라 GaN의 성장 거동이 3차원에서 2차원으로 변화됨을 관찰하였다. 또한, 전위밀도의 증가도 확인되었다. $NH_3$ 유량이 낮은 경우 GaN 전위는 AlN와 GaN 경계에 주로 위치하고 GaN 표면 근처에는 전위밀도가 감소하였으나, $NH_3$ 유량이 높을 경우 GaN 박막 표면까지 전위가 관통됨을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권6호
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• pp.38-44
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• 2010

과팽창 상태의 로켓 노즐에서 발생하는 충격파 경계층 간섭 형태는 엔진 시동 및 정지과정 중 예기치 않은 횡력을 수반한다. 본 연구에서는 비정상 노즐 구동 압력비 변화가 유동장의 천이형태 및 횡력 특성에 어떠한 영향을 미치는지 조사하기 위하여 수치해석적 연구를 수행하였다. 비정상, 축대칭, 압축성 N-S 방정식을 유한 체적법으로 이산화 하였으며, 난류모델은 SST k-${\omega}$을 적용하였다. 엔진 정지 및 시동과정을 모사하기 위하여, NPR은 2~10의 범위에서 계산 하였다. 본 연구의 결과로 박리 유동과 히스테리시스 현상은 구동 압력비에 크게 의존하며, 또한 압력비 변동 시간이 횡력 특성에 지대한 영향을 미칠 수 있음을 알았다.

• 대한기계학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.106-115
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• 1988

본 연구에서는 경계층 유동을 충류, 천이, 난류 영역을 포함하는 압축성 유동으로 가정하였고, Morgan 등이 제시한 새로운 질점분할 방법을 사용하여 속도분포를 계산하고, 점성 압축성 효과를 고려하기 위하여 viscous--inviscid interaction 법을 사용하였고 이 계산 결과를 기존의 실험값과 비교하여,타당성을 확인하였다.그리고 최적 양력의 익형 설계는 Augmented Lagrange multiplier 법을 사용하였고 비구속 조건을 갖는 목적함수 augmented lagrangian의 최소화는 Davidan-Fletcher-Powell 방법 중 self-scaling quasi-Newton algorithm을 사용하였다. 그리고 NACA 23012를 기본 익형으로 하고 NACA 64-2-415, NACA 64-2-A215, NACA 65-3-218를 보상 익형으로 하여 최대 양력익형을 설계 하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권6호
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• pp.562-570
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• 2009

불어내기식 극초음속 풍동을 이용하여 2차원형 돌출물 주위의 유동 및 공력가열 특성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 실험의 유입 유동 조건은 마하수 7, 단위 레이놀즈수 $2.0{\times}10^6/m$ 이다. 실험 조건은 길이가 다른 두 개의 평판에 세 가지 돌출물이 높이에 따라 변화되며, 실험데이터는 쉴리렌 이미지 가시화 기법과 돌출물 전면에서의 열유속 게이지를 이용한 열유속 측정을 통해 획득되었다. 또한, 본 논문에서는 경계층 천이 탐지기법과 같은 극초음속 유동 실험 기법도 함께 제시하였다. 실험 결과 돌출물 전방에 큰 박리 영역이 관찰되었으며, 박리 영역은 돌출물의 높이와 평판의 길이에 따라 민감하게 변화 하였다. 가장 큰 돌출물의 경우에서만, 돌출물 상부 측정점에서 열유속 측정치의 급격한 점프가 있는 것으로 관찰되었다. 또한 측정된 열유속은 돌출물의 높이가 크고 평판의 길이가 길수록 증가하는 경향성을 보였다.