• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.16 no.2
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• pp.153-159
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• 2007

In-cryostat helium lines are under installation to transfer a cryogenic helium into cold components in KSTAR device. In KSTAR, three kinds of helium should be supplied into the cold components, which are supercritical helium Into superconduction(SC) magnet system, liquid helium into current lead system, and gas helium into thermal shields. Cryogenic helium lines consist of transfer lines outside the cryostat, in-cryostat helium lines, and electrical breaks. In-cryostat helium lines should be guaranteed of leak tightness for tong time operation at high internal helium pressure of 20 bar. We wrapped the helium line with multi-layer insulator(MLI) to reduce radiation heat and insulated the surface of the high potential part with prepreg tape. The electrical break was fabricated by brazing ceramic tube with stainless steel tube. To ensure the operation reliability at operation temperature, all the electrical break have been examined by the thermal cycle test at liquid nitrogen and by the hydraulic test at 30 bar. And additional surface insulation was prepared with prepreg tape to give structural safety. At present most of the in-cryostat helium lines have been installed and the final inspection test is progressing.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.29 no.6
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• pp.521-527
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• 2016

This paper is concerned with the numerical analysis of dynamic response of floating offshore wind turbine subject to underwater explosion using an effective non-reflecting technique. An infinite sea water domain was truncated into a finite domain, and the non-reflecting technique called the perfectly matched layer(PML) was applied to the boundary of truncated finite domain to absorb the inherent reflection of out-going impact wave at the boundary. The generalized transport equations that govern the inviscid compressible water flow was split into three PML equations by introducing the direction-wise absorption coefficients and state variables. The fluid-structure interaction problem that is composed of the wind turbine and the sea water flow was solved by the iterative coupled Eulerian FVM and Largangian FEM. And, the explosion-induced hydrodynamic pressure was calculated by JWL(Jones-Wilkins-Lee) equation of state. Through the numerical experiment, the hydrodynamic pressure and the structural dynamic response were investigated. It has been confirmed that the case using PML technique provides more reliable numerical results than the case without using PML technique.

• Journal of Sensor Science and Technology
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• v.5 no.5
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• pp.21-29
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• 1996

A piezoresistive silicon acceleration sensor with 8 beams, utilized by an unique silicon micromachining technique using porous silicon etching method which was fabricated on the selectively diffused (111)-oriented $n/n^{+}/n$ silicon subtrates. The width, length, and thickness of the beam was $100\;{\mu}m$, $500\;{\mu}m$, and $7\;{\mu}m$, respectively, and the diameter of the mass paddle (the region suspended by the eight beams) was 1.4 mm. The seismic mass on the mass paddle was formed about 2 mg so as to measure accelerations of the range of 50g for automotive applications. For the formation of the mass, the solder mass was loaded on the mass paddle by dispensing Pb/Sn/Ag solder paste. After the solder paste is deposited, Heat treatment was carried out on the 3-zone reflow equipment. The decay time of the output signal to impulse excitation of the fabricated sensor was observed for approximately 30 ms. The sensitivity measured through summing circuit was 2.9 mV/g and the nonlinearity of the sensor was less than 2% of the full scale output. The output deviation of each bridge was ${\pm}4%$. The cross-axis sensitivity was within 4% and the resonant frequency was found to be 2.15 KHz from the FEM simulation results.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.20 no.3
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• pp.825-831
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• 1996

Using the two-dimensional hydrocode HI-DYNA2D, a calculation on the explosive selding of dissimilar plates(Steel Titanium) was made for the pressure, temperature, velocity and impact ingles adjacent to the collision point during the welding process. The FEM result indicates that optimal stand-off distance of initially parallel set-up is 3-5mm for various values of the explosive thickness. The calculation shows that when the explosive thickness is around 30mm, the temperature of welding point which is strongly related to the metallic jet formation is 2, 000-3, 500K for the given stand-off distance.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.97-97
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• 2015

전 세계적으로 화석연료의 고갈 및 환경오염 문제를 해결하기 위해 신재생에너지에 대한 관심이 급증하고 있다. 이러한 신재생에너지에는 수소 에너지, 자연 에너지(태양열, 지열 등), 바이오 매스 에너지 등이 포함된다. 이 중 수소 에너지는 지구상에 풍부하게 존재하고 있는 물과 탄화수소로부터 얻어지며, 연소 시에도 다시 물을 형성하여 오염 물질을 배출하지 않는 차세대 무공해 에너지원으로써 주목을 받고 있다. 수소 제조를 위한 공정에는 수증기 개질 공정(steam reforming), 부분 산화(partial oxidation) 및 자열개질(autothermal reforming) 등이 있으며 실제로 생산되는 대부분의 수소는 탄소/수소비(1:4)가 높은 메탄($CH_4$) 가스를 이용한 메탄 수증기 개질 공정(steam methane reforming)을 통하여 제조된다. 이 때 수소 제조의 고효율화 및 저비용화를 위해서는 반응물에 대한 높은 선택도, 고활성도 및 높은 안정성을 갖는 촉매가 반드시 필요하며, 대표적으로 Ni, Pt, Ru 등이 보고되고 있다. 이러한 촉매들은 대부분 세라믹 pellet 형태로 제작되어 왔으나 열전도도가 낮고 물리적 충격에 취약하다는 단점이 존재한다. 따라서 우리는 이러한 단점을 극복하고, 촉매의 활성을 높이기 위하여 다공성 금속 합금 폼을 촉매 지지체로 도입하였다. 또한, 다공성 금속 합금 폼 표면에 촉매의 분산 및 안정성을 향상시키기 위해 지지체와 촉매 사이에 원자층 증착법을 이용하여 inter-layer를 도입하였다. 이들의 구조, 형태, 및 표면의 화학적 상태는 주사전자현미경, EDS (energy dispersive spectroscopy)가 탑재된 주사전자현미경, X-선 회절, 및 X-선 광전자 분광법을 이용하여 규명하였다. 더하여 정전압-전류 측정법 및 유도 결합 플라즈마 분광 분석기을 이용하여 전기 화학 반응을 유도하고, 반응 후 전해질의 성분분석을 통해 촉매와 지지체 간의 안정성을 평가하였다. 따라서 본 결과들은 한국진공학회 하계정기학술대회를 통해 좀 더 자세히 논의될 것이다.

• Journal of the Korean Geosynthetics Society
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• v.11 no.3
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• pp.27-35
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• 2012

In this paper, the frost heaving and thawing characteristics of flexible pavement structure were evaluated in the large scale freezer which have a specification of temperature range $-20^{\circ}C{\sim}10^{\circ}C$ and $3.2m(L){\times}3.2m(B){\times}2.4m(H)$ in size. The insulated steel box with the size of $0.9m(L){\times}0.9m(B){\times}0.9m(H)$ was used to simulate actual pavement road structure. The variation of temperature, frost heave amount and frost heave pressure were measured through the instrument of TDS-602 data logger. LFWD (light falling weight deflectometer) was used to determine the change of deflection due to the frost heaving and thawing. Furthermore, the influence of aggregate layer to the freezing of the subgrade soil was studied to verify the function and effectiveness of the anti-freezing layer.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.20 no.7
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• pp.2267-2276
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• 1996

Twin-fluid atomization has been widely used in combustors and process industries because of its high performance and simple structure. Flow visualization and pressure measurements were conducted to investigate the effects of gas flow in twin-fluid atomization. Schlieren photographs showed that changes in atomizing gas pressure, altered the wave patterns, and the lengths of both recitrculating toroid (impinging stangnation point) nad supersonic flow region in the jet. A longer supersonic wave pattern like net-shape wqas observed as atomizing gas pressure increased. The disintegration phenomenon of liquid delivery tube. The variation of spray angles with gas pressures were obtained by visualization using laser sheet beam. Suction pressuresat the nozzle orifice exit and recirculating region are shown to be used to estimate the stable atomization condition of a twin-fluid atomizer.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.105-105
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• 2017

actuator system은 조선, 제철, 석유화학 및 중공업 등 다양한 분야에서 각종 유량 및 공기압 등을 제어하는 밸브에 필수적으로 사용되는 핵심 부픔이다. 최근 유정 개발 등 해양구조물 설치 조절이 복잡화 되면서 본 부품이 해양산업에 사용되는 빈도가 증가하고 있다. 이 경우 본 부품이 염분이 많은 바닷물 또는 주변 환경에 직접 노출되기 때문에 내식성이 매우 엄격하게 관리되고 있다. 본 부품에 부식이 발생할 경우 control system의 작동을 지배하는 구성 품에 부식이 발생하여 actuator로서 기능을 상실하여 오동작이나 설비 가동이 중단되는 사례가 빈번하다. 현재 본 부품의 내식성 향상을 위해서는 금속기 표면에 페인트를 사용하는 방법이 가장 널리 사용되고 있는 방법이다. 이 경우 금속 표면과 도장 면과의 사이에 기포발생이나 이물질 유입 등으로 인한 밀착성이 감소되거나 blister 등으로 인하여 도장 코팅 면이 박리되는 사례가 빈번하다. 이를 방지하기 위해서 최근 고 밀착성 내식용 도장 방법을 적용하고 있으나, 이 방법으로 도장한 부품의 표면에 충격 등으로 인한 결함이 발생할 경우 pitting corrosion 등 급격한 부식이 발생하여 이에 대한 근본족인 대책 수립이 절실한 실정이다. 본 연구에서는 근본적으로 금속기 표면과 밀착성이 우수한 화성피막 용액을 이용하여 희생양극에 의한 내식성을 확보하고, 다양한 용도에 적합한 색상 도료를 화성피말 위에 적용하여 화성피막 층의 보호 및 actuator의 목적에 맞는 도장을 하였다. 희생 양극효과를 극대화 할 수 있는 최적 화성피막 층은 $15{\mu}m$이며 이때 1,000시간 이상의 내식성을 확보하였다. 이 경우 이론적인 내식 수명은 2년으로 추정할 수 있었다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.57.1-57.1
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• 2012

금속을 용해 응고시킬 때 생성되는 소위, 주조 결함이나 소결금속 내의 기공은 재료의 성능이나 강도를 현저하게 낮추는 결함으로서 예전부터 기피되어 왔다. 또한, 재료공정에 있어서도 여하의 기공이나 기포가 없는 치밀한 고강도 및 고기능성 재료를 개발하는 것에 최대한의 주의와 관심을 기울여 왔다. 반면에 자연계의 천연물이나 인공물을 둘러보면 그 대부분이 다공질임을 쉽게 눈치챌 수 있다. 예를 들어 목재, 지엽 등의 생물을 시작해서 콘크리트 등의 인공물, 우리 체내의 뼈도 전형적인 다공질구조로 구성되어 있다. 이러한 구조로부터 재료의 재질제어 이외에 구조제어라는 새로운 어프로치를 고려할 수 있고, 최근 들어, 금속재료에 있어서도 이러한 다공질 구조에 관한 연구가 활성화되어 충격흡수재, 생체재료, 베어링재료 등의 다양한 응용이 전개되고 있다. 원주상의 방향성 기공을 갖는 로터스 금속의 제조 원리는 용융금속의 높은 가스용해도와 고체금속의 낮은 가스고용도의 차이를 이용하여 응고할 때 고용되지 않는 가스원자가 기포를 형성시키는 것이다. 수소용해도는 모든 금속에 있어서 온도상승에 따라 증가하지만 융점에 있어서 용해도의 불연속적 증가를 나타내며 응고할 때 고액계면에서 다량의 가스를 방출하고 기공 생성을 야기한다. 특히, 고 액상에 있어서 수소용해도 차가 큰 마그네슘, 니켈, 철, 동 등은 기포를 생성하기 쉽다. 또한 기공의 배열구조를 제어하기 위해 일방향응고법를 이용하여 기공에 방향성을 부여한다. 외관상 기공구조가 연근뿌리를 닮은 것으로 부터 로터스 금속이라는 명칭이 널리 알려져 있다. 이와 같은 제조방법에 의해 로터스 금속은 기공 방향, 기공크기, 기공률을 자유롭게 제어할 수 있고 우수한 기계적 성질이 기존의 발포금속, 소결금속과 전혀 다른 특성을 가지고 있다. 이러한 기공구조는 용해온도, 응고속도, 분위기 가스압, 불활성가스와의 혼합체적비 등의 제어를 통해서 조절할 수 있다. 이와 같이 제조한 방향성 다공질금속은 BT (인플란트, 생체적합성, 저탄성, 경량), ST (초음속기엔진부품, 경량), IT (고성능수냉모듈), ET(고온촉매, 필터)의 분야로의 응용을 기대한다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.38 no.11
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• pp.987-992
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• 2001

A refractory grade low-cost silicon nitride powder was chemically analyzed, purified, and gas pressure sintered with the sintering additives. As-received powder contained a significant amount of free-Si, 0.72 wt% of Fe, 0.5 wt% of al and 0.31 wt% of Ca. Oxygen and carbon contents of the powder were 3.3 wt% and 0.4 wt%, respectively, and it consisted of 96% of $\beta$-phase and 4% of $\alpha$-phase. After lowering the Fe content and nitriding treatment, the powder was sintered with 6 wt% yttria and 2 wt% alumina for 1 h between 1823 K and 2123 K in order to examine the sintering behavior. Fully dense samples were obtained by sintering at 2123k for 2h. For comparison, a commercially available high-grade powder was also sintered at the same time. The low-cost powder showed much slower densification rate than the high-grade powder. Fully dense sample prepared from the low-cost powder contained a number of coarse grains with a low aspect ratio, and its hardness, fracture toughness, flexural strength and thermal shock resistance were not as good as those of the sample prepared with the high-grade powder.