• 제목/요약/키워드: 팁크기

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초음속 충동형 터빈의 팁간극에 따른 성능변화 연구 (Effect of Tip-Clearance on the Performance of a Supersonic Impulse Turbine)

  • 정은환;이항기;박편구;김진한
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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    • pp.117-121
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    • 2008
  • 슈라우드가 장착된 초음속 충동형 터빈의 팁간극에 따른 성능변화를 시험적으로 고찰하였다. 시험은 30톤급 터보펌프용 터빈을 이용하였으며 고압공기를 이용하여 다양한 압력비 및 회전수 범위에서 이루어졌다. 터빈의 효율민감도는 기준시험점에서 0.05의 매우 작은 값을 나타내었다. 터빈효율변화는 간극의 크기에 다라 비선형적으로 변화하였으며 고정된 압력비에서 효율민감도는 회전수의 세제곱에 비례하는 것으로 나타났다. 아울러 회전수에 무관하게 효율민감도는 기준시험 압력비에서 최소값을 보이는 것으로 나타났다.

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다중 전원을 이용한 듀얼 랑뮤어 프루브 시스템을 통한 플라즈마 진단

  • 김혁;이우현;황기웅
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.214-215
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    • 2011
  • RF 플라즈마의 경우 일반적인 싱글 랑뮤어 프루브를 사용하여 I-V 파형을 구하는 경우에, 우리는 시평균한 값만을 구할 수 있다. 일반적인 플라즈마 반응 챔버의 구조상, 양 전극의 크기가 다르기 때문에, 시간에 따라 진동하는 플라즈마 포텐셜의 형태는 정확한 사인파의 형태가 아니다. 그렇기 때문에 플라즈마 포텐셜에 따라서 진동하는 데이터를 시평균한 값에는 DC 오프셋 성분이 나타난다. 이러한 DC 오프셋값은 랑뮤어 프루브를 통한 플라즈마 포텐셜 측정시에 오차로 나타난다. 우리는 DC 오프셋에 의한 에러값을 보정하기 위해 멀티 프루브를 사용할 수 있다. 가장 흔하게 쓰이는 듀얼 랑뮤어 프루브의 경우를 살펴보면, 내부의 전원이 플로팅되어 있으며 전압인가를 위한 회로 또한 접지에서 절연되어 있기 때문에, 플라즈마 포텐셜이 시간에 따라 흔들려도 전체적인 전위가 플라즈마 포텐셜과 함께 움직이기 때문에, 앞에서 말한 DC 오프셋에 의한 오차를 줄일 수있다는 장점이 있다. 그러나, 이를 위하여는 회로의 절대적인 플로팅이 필요하지만 실제 듀얼 랑뮤어 프루브의 전원 회로를 구현시에는, 트랜스포머 등을 사용하여 회로를 절연시켜도 회로에 기생적으로 발생하는 콘덴서 성분 때문에 플로팅에 영향을 받을 수 있다. 또한 양극과 음극 사이의 내부 임피던스가 다르게 나타난다. 실제로 기존의 듀얼 랑뮤어를 가지고 RF 플라즈마를 측정할 때에, 듀얼 랑뮤어 프루브의 두 팁 간에 서로 다른 전압-전류 파형이 나타나곤 한다. 이러한 두 팁간의 전압-전류 파형의 차이는 두 팁이 물리적으로 완전히 동일한 구조를 가질 수 없기 때문에 발생 하기도 하지만, 위에서 밝힌 원인에 의해서도 발생한다. 이로 인하여 듀얼 랑뮤어 프루브에 의한 I-V 파형은 이론 상 원점을 대칭으로 한 기함수의 형태이어야 하는데, 실제 측정 결과를 보면 이러한 대칭 형태의 모양을 보기 힘들다. 우리는 이에 이를 보정하기 위하여 위상이 180도 차이가 나는 두 개의 삼각파 발생 전원을 각각 듀얼 랑뮤어 프루브의 양 팁에 인가하여 두 팁 간의 내부 저항과 기생 임피던스 등을 일치시킨 프루브를 디자인하였으며 이 프루브를 이용한 실험에서, 비교적 완벽하게 원점에 대하여 대칭하는 I-V 커브를 구할 수 있었다. 이에 이 논문에서는 새로운 회로와 이 회로로 이루어진 듀얼 랑뮤어 프루브를 사용하여 플라즈마를 진단하는 방법에 대하여 기술한다.

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전극의 기하학적 형상이 전기비저항 탐사에 미치는 영향: 수치 해석 연구 (Influence of electrode geometry on electrical resistivity survey: Numerical study)

  • 김태영;이승훈;류희환;정성훈
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제25권2호
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    • pp.101-120
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    • 2023
  • 전기비저항 탐사 방법은 매질의 표면에 관입된 두 전극의 전위차와 전류와의 관계를 통해 전기 저항을 측정하고, 형상 계수를 이용하여 매질의 고유한 특성인 전기비저항을 계산한다. 현장 및 실대형 크기의 전기비저항 실험은 전극과 매질 사이의 접촉 면적이 적고, 전극 간 거리가 충분하기 때문에 계산상 편의를 위해서 동일한 표면적을 가진 반구형으로 치환하여 전기비저항을 산정한다. 하지만, 실내 소규모 크기의 전기비저항 실험은 전극의 지오메트리(전극의 관입 깊이, 전극사이의 거리, 전극의 길이와 반지름 크기)로 인해서, 등전위면과 전류 흐름이 달라지게 되므로, 궁극적으로 전기비저항값의 오차를 야기한다. 본 연구는 기존 연구에서 유도된 4가지 전극 형상(반구, 원기둥, 반구형 팁을 가진 원기둥, 콘형 팁을 가진 원기둥)에 따른 전기 저항 이론식을 정리하고, 전극 형상을 고려한 전기 저항 수치 해석을 실시하였으며, 이론식과 수치 해석 결과들의 비교를 통해서 개발된 수치 해석 모듈을 검증하였다. 또한, 각 전극 형상에 따른 전극 주변과 전극사이에 형성된 전기 저항 분포를 분석하였다. 추가적으로, 현장 전기비저항 탐사에서 주로 사용되는 콘형 팁을 가진 원기둥 전극의 전기적 특성에 따른 전류 흐름 분포를 고찰하였다.

오목한 광섬유 팁의 방사특성에 관한 연구 (A Study on the Radiation Characteristics of Concave Optical Fiber Tips)

  • 손경호;유경식
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제12권5호
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    • pp.731-736
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    • 2017
  • 본 논문에서는 광통신용 공진기에 필요한 광섬유의 오목한 면 제작에 관한 연구를 진행하였다. 불산(Hydrofluoric acid) 용액과 이 용액에 잘 흡수될 수 있는 파장인 $1.55{\mu}m$의 레이저를 인가하여 광열효과를 유도하였고, 식각 용액에서의 광열효과를 통해 광섬유 끝단의 곡률 반경을 자유롭게 변경할 수 있는 점을 현미경 사진 촬영으로 확인하였다. 빔 프로파일러를 이용하여 제작한 결과물의 끝단에서 방사되는 빔의 크기 변화를 관측하여 유효성을 검증하였고 본 논문의 저자들은 제시한 방식이 광통신용 공진기에 적용 가능성이 있을 것으로 보고 있다.

정압기의 유체력 손실 저감에 대한 수치해석적 연구 (Numerical Study on Reduction in Frictional Loss for a Sandwitch Type of Pressure Regulator)

  • 서동균;이정훈;황정호;김광수;김강대;김동수
    • 한국가스학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.47-52
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    • 2010
  • 최근에 공압 제어 시스템에서 정압기를 장착하여 에너지를 절감하는 연구가 진행되고 있다. 정압기는 내부적으로 매우 복잡하기 때문에 유체력 손실에 영향을 끼친다. 따라서 정압기 설계 시, 유체역학적 접근을 통한 설계 변수의 도출은 매우 중요하다. 본 연구에서는 상용 CFD 패키지인 FLUENT를 사용하여 정압기 내에서 팁의 크기, 팁의 위치, 그리고 유량이 유체력 손실에 끼치는 영향을 살펴보았다. t/T 비가 0.8이상일 때, 유체력 손실을 증가시키지 않으면서 목표 감압을 이룰 수 있었고, 위치의 영향은 크지 않음을 알 수 있었다.

공압시험을 이용한 추력가변 노즐의 정상상태 성능 연구 (A Study on Steady State Performance of Variable Thrust Nozzle by Cold-Flow Test)

  • 김중근;이지형;오종윤;장홍빈
    • 한국추진공학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.8-14
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    • 2008
  • 고체 추진기관은 높은 비추력, 운용 안전성, 설계/제작하기가 쉽다는 장점이 있으나 추력 크기를 조절할 수 없다. 본 논문에서는 고체 추진기관의 추력을 조절할 수 있는 핀틀 노즐성능에 대한 연구로 Needle형 핀틀을 사용하여 수행한 공압 시험결과와 수치해석 결과를 수록하였다. 연구의 결과, 핀틀 노즐의 추력성능과 추력변화 범위는 핀틀 팁의 형상과 노즐의 Contour형상에 크게 의존하기 때문에 핀틀 팁의 형상과 노즐의 Contour형상은 중요한 설계 변수임을 알 수 있었고 특히, 시험에 적용된 Needle형 핀틀 노즐의 성능은 기존 노즐 대비 약 13%의 추력상승이 예측됨을 알 수 있었다.

공압시험을 이용한 추력가변 노즐의 정상상태 성능 연구 (A study on steady state performance of variable thrust nozzle by cold-flow test)

  • 김중근;이지형;오종윤;장홍빈;김신회
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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    • pp.289-294
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    • 2007
  • 고체 추진기관은 높은 비추력, 운용 안전성, 설계/제작하기가 쉽다는 장점이 있으나 추력 크기를 조절할 수 없다. 본 논문에서는 고체 추진기관의 추력을 조절할 수 있는 핀틀 노즐성능에 대한 연구로 Needle형 핀틀을 사용하여 수행한 공압 시험결과와 수치해석 결과를 수록하였다. 연구의 결과, 핀틀 노즐의 추력성능과 추력변화 범위는 핀틀 팁의 형상과 노즐의 Contour형상에 크게 의존하기 때문에 핀틀 팁의 형상과 노즐의 Contour형상은 중요한 설계 변수임을 알 수 있었고 특히, 시험에 적용된 Needle형 핀틀 노즐의 성능은 기존 노즐 대비 약 13%의 추력상승이 예측됨을 알 수 있었다.

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고분자 전해질 막 연료전지를 위한 메탄 개질기에서 형상 변화가 개질 성능에 미치는 영향에 대한 연구 (Effect of Tip Size and Aspect Ratio on Reforming Performance in a Methane Reformer for Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC))

  • 서동균;노인규;황정호;최종균;신동훈;김형식
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제21권5호
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    • pp.364-374
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    • 2010
  • Design of a reformer consisting of combustion chamber and reforming chamber was investigated for a 1 kW and a 5 kW polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC), respectively, using the computational fluid dynamics (CFD). First, the 1kW reformer was considered to obtain the reliability of the numerical study. It was modeled, calculated and compared with experimental data. Second, the 5kW reformer was considered for a geometric study. Three tip sizes (35, 40, and 45 mm) and five aspect ratios was selected. It was found that the optimum was at tip sizes of 40 and 45 mm, at aspect ratios of -10% and -20% of the standard length.

The SCM Method for Three-Dimensional Dopant Profiles (3차원적 도핑 분포 측정을 위한 SCM 응용 방법)

  • 이준하;이흥주
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제7권1호
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    • pp.7-11
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    • 2006
  • SCM(Scanning Capacitance Method)를 이용하여, SCM 팁의 전계에 의해 형성되는 실리콘내의 공핍영역를 분석할 수 있는 방법론을 구축하였다. 2차원 유한요소법을 이용하여 SCM으로 측정된 결과로부터 불순물의 농도를 도출할 수 있었다. 이 방법은 캐패시턴스, 공핍화된 체적 및 바이어스에 따른 캐패시턴스의 변화율로부터 구해진다. 본 연구에서는 팁의 크기, 산화층 두께 및 가해지는 바이어스에 따른 공핍 전하와 전위에 따른 영향등을 분석하였다.

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초음속 충동형 터빈 성능개선을 위한 동익 오버랩 최적설계 (Optimal Design for the Rotor Overlap of a Supersonic Impulse Turbine to Improve the Performance)

  • 조종재;신봉근;김귀순;정은환
    • 한국추진공학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.33-41
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    • 2014
  • 초음속 터빈에서는 동익 유로에서의 질식 가능성을 줄이며, 설계 압력비를 구현할 수 있도록 한다. 하지만 동익 오버랩을 적용하면, 펌핑손실, 확산손실 등의 추가적인 손실이 동반된다. 따라서 터빈성능을 극대화하기 위한 최적 오버랩 형상을 찾기 위해 근사최적화 기법을 적용하였다. 설계변수는 동익 오버랩의 형상변수이다. 최적설계 결과, 기준모델 대비 팁 누설유량은 약 50% 감소하였으며, 정효율은 약 4% 증가하였다. 팁 오버랩 크기가 성능에 미치는 영향이 크게 나타난 반면, 허브 오버랩 크기가 성능에 미치는 영향은 작게 나타났다.