• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.21 no.5
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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.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2012.05a
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• pp.117-122
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• 2012

A blisk with rotor shroud is usually adopted in LRE turbine to maximize its performance. However it experiences severe thermal load and resulting damage during engine stating and stop. Shroud splitting is devised to relieve thermal stress on the turbine rotor. Structural analysis confirmed the reduction of plastic strain at the blade hub and tip. However, split gap at the rotor shroud entails additional tip leakage and results performance degradation. In order to assess the effect of shroud split on the turbine performance, tests have been performed for various settings of shroud split. For the maximum number of shroud splitting, measured efficiency reduction ratio was 2.65% to the value of original shape rotor.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.30-30
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• 2009

GTA 용접에서 용입, 용접부의 크기와 형상이 형성되는 아크 물리학적 현상을 이해함에 있어서 에너지 분포특성은 매우 중요한 인자이다. GTA 용접에서 아크 길이의 변화와 사용된 실드 가스 종류에 따라 음극인 텅스텐 전극 팁의 아크 루트 직경에 큰 변화를 주며, 양극인 모재 쪽의 에너지 분포에 영향을 미치며 된다. 기존의 연구자들은 저전류나 중전류 영역의 GTA 용접에서 텅스텐 전극의 선단각과 용입 형태와 의 관계를 plasma 기류 등에 의해 고찰하거나, 최대 아크압력에 미치는 전극형상의 영향에 대하여 연구하였다. 용접부에 작용하는 아크 압력의 분포는 결국 운동 에너지의 분포이다. 기존의 연구자들에 비하여 보다 간편한 실험을 통하여 양극 모재위의 아크 압력에 의한 에너지 분포특성을 규명하는 연구가 필요하다. 본 연구의 목적은 GTA 용접의 용접전류 100A~200A 영역에서 아크 길이 변화와 Ar 가스에 $H_2$ 혼합에 따른 측정된 아크 압력으로부터 기존연구자들의 아크 물리학적 결과들을 활용하여 양극 모재 위에 작용하는 전류밀도 분포를 유도하는 것이다. GTA 용접에서 아크 길이의 변화와 Ar 가스에 $H_2$ 혼합은 아크 압력분포에 큰 영향을 미치며, 이에 따라 에너지 분포특성에 많은 영향을 미친다. 아크 길이가 증가함에 따라 Ar가스와 $H_2$ 혼합가스의 에너지 분포는 감소하였고, Ar가스에 $H_2$ 혼합에 의해 아크 에너지가 증가하여 용입형상에 큰 영향을 미칠 것으로 판단된다. 이에 대한 연구는 향후 GTA 용접 응용분야 확대 적용될 것이며, 아크 물리학 연구에 기초적이고 아주 중요한 과학적인 자료가 될 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.35 no.10
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• pp.891-898
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• 2007

Optimal aerodynamic design for the pitch-controlled horizontal axis wind turbine and its aerodynamic performance for various pitch angles are performed numerically by using the blade element momentum theory. The numerical calculation includes effects such as Prandtl‘s tip loss, airfoil distribution, and wake rotation. Six different airfoils are distributed along the blade span, and the special airfoil i.e. airfoil of 40% thickness ratio is adopted at the hub side to have structural integrity. The nonlinear chord obtained from the optimal design procedure is linearized to decrease the weight and to increase the productivity with very little change of the aerodynamic performance. From the comparisons of the power, thrust, and torque coefficients with corresponding values of different pitch angles, the aerodynamic performance shows delicate changes for just $3^{\circ}$ increase or decrease of the pitch angle. For precisive pitch control, it requires the pitch control algorithm and its drive mechanism below $3^{\circ}$ increment of pitch angle. The maximum torque is generated when the speed ratio is smaller than the designed one.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.33 no.11
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• pp.74-79
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• 2005

Computational studies on the hydrodynamic behavior of the forward-sweep inducers for the rocket-engine turbopump are presented in comparison with the conventional backward- sweep inducers. In the present study, two kinds of forward-sweep inducers are designed and numerically investigated. Forward-sweep inducers have bigger tip solidity compared to backward-sweep inducers even with shorter axial length due to their forward-sweep leading edge profiles. It is shown that back flows at the inlet decreases dramatically for forward- sweep inducers. And the low pressure region at the back flow are also decreased, which is assumed to promote the suction performance of the inducers. It seems that the hub located upstream of the tip at the leading edge induces pre whirl at the inlet blade tip for the backward sweep inducer. And this pre whirl leads to the big back flow.

• Journal of Welding and Joining
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• v.19 no.1
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• pp.33-39
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• 2001

The welding quality by Gas Tungsten Arc Welding shows very high level, but the welding speed is lower than that of gas metal arc welding. Also, the welding quality by automatic GTAW is variable as the arc characteristics is changed by the consumption of electrode tip. The purpose of this study is to investigate the relation between the properties of tungsten electrode tip and the various arc characteristics at high current region. In this study, the high welding current 200A was applied to the repeated arc start test and long term arcing test using the $\phi$3.2 tungsten electrodes with cone angle 30$^{\circ}$, 45$^{\circ}$, 60$^{\circ}$sharp tip, and 60$^{\circ}$surface polished (S.P.) sharp tip. It was confirmed that the maximum arc pressure by the initial electrode condition was highest in 45$^{\circ}$sharp tip, and the next in 60$^{\circ}$sharp tip, the last was in 30$^{\circ}$sharp tip and 60$^{\circ}$S.P.. But, the maximum arc pressure after the repeated arc start test and long term arcing test was decreased considerably. But, the maximum arc pressure was highest also in 45$^{\circ}$ sharp tip after the tests, the next was in 30$^{\circ}$sharp tip, and the last was in 60$^{\circ}$sharp tip and 60$^{\circ}$S.P.. The arc start characteristics was the most excellent in 60$^{\circ}$S.P., By long term arcing test, the lanthania included in tungsten electrode was extinguished at tip surface preferentially, therefore the arc characteristics of electrode tip got worse.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.146-146
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• 2016

최근 국민 소득향상과 더불어, 여가시간 증가에 따라 해양레저에 대한 관심이 크게 높아지고 있으며, 그에 따라 레저용 선박 수요도 증가하고 있다. 기존 국내 소형 선박의 경우 FRP(fiber-reinforced plastic)재료로 선박을 건조해 왔다. 그러나 해양환경 규제 강화로 FRP 선박의 건조가 감소하고 있으며, 친환경 선박에 대한 필요성이 대두되고 있다. 따라서 FRP재료를 대체하는 선박용 재료로 친환경적이고 가벼운 소재인 알루미늄 합금 재료가 선박건조 분야에서 각광을 받고 있다. 특히 5000계열 Al-Mg 합금은 가공성과 용접성이 우수하여 주로 구조용으로 많이 사용되고 있으나 경량화에 따른 빠른 선속이 유체충격을 증가시켜 선체에 캐비테이션 손상을 일으킬 수 있다. Al-Mg 합금의 경우에 부식성이 대단히 큰 해양환경에서 부식과 캐비테이션 침식이 복합적으로 일어나면 손상이 빠르게 증가되는 경향을 나타내어 선박의 수명을 현저히 단축시켜 경제적인 손실을 초래한다. 따라서 본 연구에서는 해수 내에서 Al-Mg 합금의 캐비테이션 저항성을 향상시키기 위해 알루미늄 합금 표면에 내식성 뿐만 아니라 경도 및 내마모성 등의 기계적 특성이 우수한 산화피막을 형성시키는 양극산화 기술을 적용하고, 다양한 봉공처리(sealing)방법에 따른 캐비테이션 특성을 평가하였다. 캐비테이션 실험은 압전(piezoelectric) 효과를 이용한 진동발생 장치를 사용하여 $30{\mu}m$ 진폭으로 일정하게 유지하였으며, 시편과 혼 팁 사이의 간격은 1mm로 하였다. 캐비테이션 실험 후에는 시편을 초음파 세척하여 진공 건조기에서 24시간 이상 건조한 후 정밀저울로 무게를 측정하였으며, 표면 손상 형상을 분석하기 위해 주사전자현미경(SEM)과 3D현미경을 이용하여 관찰하였다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.21 no.3
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• pp.1-9
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• 2017

Numerical computations are performed to investigate the effect of pintle stroke on the performance of an internal pintle thruster. Results show that the thrust control ratio was less than 2% and the aerodynamic load ratio was 22% as the pintle stroke increased. The flow past the nozzle throat rapidly expanding because of the shape of the pintle, and a shock wave was generated. Particularly, at the pintle stroke distance of 4 and 5 mm, the shock wave hit the wall of the nozzle, results in peeling bubbles. Depending on the altitude, the thrust increased and the aerodynamic load decreased, but the difference was as small as 1.5%. In the presence of the bore, the reduction of the pintle tip area resulted in a decrease in aerodynamic load.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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• v.23 no.12
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• pp.843-851
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• 2011

A two-dimensional immiscible water meniscus deformation phenomena on a moving tip in a channel has been investigated by using lattice Boltzmann method involving two-phase model. We studied the behavior of a water meniscus between the tip and a solid surface. The contact angles of the tip and a solid surface considered are in the range from $10^{\circ}$ to $170^{\circ}$. The velocity of the tip used in the study are 0.01, 0.001, and 0.0001. The shapes of tip considered are rectangular and circular. The behavior of water confined between the tip and a solid surface depends on the contact angles of the tip and a solid surface, and the tip velocity. When the tip is moving, we can observe the various behaviors of shear deformation of a water meniscus. As time goes on, the behavior of a water meniscus can be classified into three different patterns which are separated from the tip or adhered to the tip or sticked to a solid surface according to the contact angles and the tip velocity.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.126-126
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• 1999

본 실험의 목적은 FED의 상부, 하부 전극으로 사용되는 Mo를 건식, 습식 식각함으로써 DED 소자의 공정을 개발하는 것이다. Mo는 $261^{\circ}C$의 높은 융점을 지니고 있으며, 우수한 열적 안정성과 비교적 낮은 비저항을 가지는 재료로써 FED와 같은 전계 방출 소자의 cathod 팁 및 전극물질로 사용되어지는 가장 보편적인 물질이다. FED와 같은 전계방출소자가 갖추어야 할 요건은 전자 방출 영역이 소자 동작시 변형되지 않아야 하고, 기계적 ,화학적, 열적 내구성이 좋아야 함인데 이러한 요건을 충족시킬 수 있고 가장 범용적으로 사용되는 물질이 Mo이다. 실험에서 사용된 Mo는 DC magnetron sputter를 사용하여 Ar 가스를 첨가하여 5mTorr하에서 Si 기판위에 증착속도를 300$\AA$/min로 하여 1.6$\mu\textrm{m}$ 증착하였다. 본 실험의 Mo 식각은 고밀도 플라즈마원인 ICP를 이용하였다. 식각특성은 식각 가스조합, inductive power, bias voltage, 공정 압력의 다양한 공정 변수에 따른 식각특성 변화를 관찰하였다. 식각시 chlorine 가스를 주요 식각 가스로 사용하고 BCl3, O2, Ar을 첨가가스로 사용하였으며, inductive power는 300-600, bias voltage는 120-200V 사용하였고 압력은 15-30mTorr, 기판온도는 7$0^{\circ}C$로 유지하였으며 식각마스크로는 electron-beam evaporator로 1$\mu\textrm{m}$ 증착한 SiO2를 patterning하여 사용하였다. 식각속도는 stylus profiler를 이용하여 측정하였으며 식각후 profile은 scanning electron microscopy (SEM)을 통하여 관찰하였다. 실험 결과 순수한 Cl2 BCl3 가스만을 사용한 경우 보다는 Cl2 가스에 O2를 첨가하였을 때 좋은 선택비를 얻었다. 또한, inductive power와 bias voltage, Mo의 식각속도의 적절한 조절을 통해 SiO2에 대한 선택도를 변화시킬 수 있었다. Cl2:O2비를 1:1로 하고 400W/-150V, 20mTorr의 압력, 7$0^{\circ}C$ 기판온도에서 식각시 200$\AA$/min의 Mo 식각속도, SiO2와의 선택비 8:1을 얻을 수 있었다. 또한 실제 FED 소자 구조형성에 적용한 결과 비등방적인 식각형상을 형성할 수 있었다.