• 한국세라믹학회지
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• 제48권6호
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• pp.621-624
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• 2011

In order to deposit a homogeneous and uniform ${\beta}$-SiC films by chemical vapor deposition, we constructed the phase-diagram of ${\beta}$-SiC over graphite and silicon via computational thermodynamic calculation considering pressure(P), temperature(T) and gas composition(C) as variables in $C_3H_8-SiCl_4-H_2$ system. During the calculation, the ratio of Cl/Si and C/Si is maintained to be 4 and 1, respectively, and H/Si ratio is varied from 2.67 to 15,000. The P-T-C diagram showed very steep phase boundary between SiC+C and SiC region perpendicular to H/Si axis and also showed SiC+Si region with very large H/Si value of ~6700. The diagram can be applied not only to the prediction of the deposited phase composition but to compositional variation due to the temperature distribution in the reactor. The P-T-C diagram could provide the better understanding of chemical vapor deposition of silicon carbide.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권4호
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• pp.1915-1920
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• 2013

본 논문은 열 해석 시뮬레이션과 주조로의 구조 변경을 통한 실리콘 잉곳의 방향성 응고에 대한 연구이다. 열 해석 시뮬레이션에 의한 결과, 용융은 유지 시간이 80분일 때 실리콘이 전체적으로 고르게 용융 온도에 도달하였고 냉각은 상부 냉각 온도가 $1,400^{\circ}C$와 60분 냉각 시 가장 좋은 결과 값을 나타내었다. 제작된 웨이퍼가 기존의 상용 웨이퍼보다 결정립계에서의 에칭이 훨씬 적게 이루어졌다. FTIR 측정결과 산소와 탄소 모두 모두 임계값 이하의 불순물로 존재함을 확인하였다. NAA 분석 결과 총 18가지 금속 불순물이 검출 되었지만, 농도 분포는 같은 위치에서 위와 아래의 차이는 크게 나지 않고, 어떤 특정한 위치에서 한쪽으로 집중되거나 어떤 경향성 없이 전체의 샘플의 모든 부분에서 농도가 거의 일정하게 분포를 나타냈다.

• Advances in nano research
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• 제7권4호
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• pp.249-263
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• 2019

In the current paper, an exact solution method is carried out for analyzing the thermo-mechanical vibration of curved FG nano-beams subjected to uniform thermal environmental conditions, by considering porosity distribution via nonlocal strain gradient beam theory for the first time. Nonlocal strain gradient elasticity theory is adopted to consider the size effects in which the stress for not only the nonlocal stress field but also the strain gradients stress field is considered. It is perceived that during manufacturing of functionally graded materials (FGMs) porosities and micro-voids can be occurred inside the material. Material properties of curved porous FG nanobeam are assumed to be temperature-dependent and are supposed to vary through the thickness direction of beam which modeled via modified power-law rule. Since variation of pores along the thickness direction influences the mechanical and physical properties, porosity play a key role in the mechanical response of curved FG nano-structures. The governing equations and related boundary condition of curved porous FG nanobeam under temperature field are derived via the energy method based on Timoshenko beam theory. An analytical Navier solution procedure is utilized to achieve the natural frequencies of porous FG curved nanobeam supposed to thermal loading. The results for simpler states are confirmed with known data in the literature. The effects of various parameters such as nonlocality parameter, porosity volume fractions, thermal effect, gradient index, opening angle and aspect ratio on the natural frequency of curved FG porous nanobeam are successfully discussed. It is concluded that these parameters play key roles on the dynamic behavior of porous FG curved nanobeam. Presented numerical results can serve as benchmarks for future analyses of curve FG nanobeam with porosity phases.

• Steel and Composite Structures
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• 제41권6호
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• pp.899-910
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• 2021

A 4-unknown shear deformation theory is applied to investigate the vibration of functionally graded plates under thermal environment. The plate is fabricated from a functionally graded material mixed of ceramic and metal with continuously varying material properties through the plate thickness. Three types of thermal loadings, uniform, linear and nonlinear temperature rises along the plate thickness are taken into account. The present theory contains four unknown functions as against five or more in other higher order shear deformation theories. The through-the-thickness distributions of transverse shear stresses of the plate are considered to vary parabolically and vanish at upper and lower surfaces. The present model does not require any problem dependent shear correction factor. Analytical solutions for the free vibration analysis are derived based on Fourier series that satisfy the boundary conditions (Navier's method). Benchmark solutions are firstly considered to evaluate the accuracy of the proposed model. Comparisons with the solutions available in literature revealed the good capabilities of the present model for the simulations of vibration responses of FG plates. Some parametric studies are carried out for the frequency analysis by varying the volume fraction profile and the temperature distribution across the plate thickness.

• 한국추진공학회지
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• 제26권5호
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• pp.44-51
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• 2022

본 연구에서는 굴곡이 있는 형상의 노즐의 제작 방법으로 5축 가공을 제안하였고 제작한 형상의 구조적 검토를 위해 유동 해석과 구조해석을 활용하였다. 유동 해석에 사용한 프로그램은 STAR-CCM+이며 노즐의 내부온도와 압력 분포를 획득하였고 구조해석의 경계조건으로 사용하였다. 구조해석은 상용 프로그램 NASTRAN을 활용하였으며 von-mises 기법으로 응력을 계산하였다. 발생하는 최대 응력 값을 기준으로 안전 마진은 0.78, 베어링 안전 마진 또한 46.8로 안전하였다. 그리고 크리프 수명은 Larson-Miller 변수식 방법을 사용하여 최대 응력 값 187 MPa와 배기가스 완전 혼합된 온도 463 K를 적용하여 예측된 수명 시간은 9.97 x 10¹² 시간으로 계산되었다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권3호
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• pp.49-55
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• 2017

가스터빈엔진의 성능시험을 위한 엔진 입구덕트를 1D 기법으로 Sizing 하였으며, 압축기 입구유동측정면(AIP, Aerodynamic interface plane)에서 경계층 두께를 최소화하고, 코어부 마하수분포가 균일하도록 설계하였다. 노즈콘 형상은 Haack-series 모델을 적용하고, 덕트 안쪽과 바깥쪽 면적변화율이 동일하도록 입구덕트 채널 바깥반경($r_o$)를 결정하여 설계목적을 구현하고자 하였으며, 이러한 형상이 설계목표에 부합하는지 확인하기 위하여 CFD를 수행하였다. AIP면에서 정압력분포는 최대값과 최소값 차이가 0.16% 이었으며, 마하수분포에서 경계층은 덕트반경 길의 2% 이내로 설계목표를 만족하였다. 이때 균일유동 코어부는 채널높이의 95% 이상이었다. 또한 입구유동의 전온도를 측정하기 위한 키엘 전 온도레이크 위치는 온도 회복계수가 최대화 되도록 마하수가 0.1 이하 지역인 노즈콘 전방 100 mm 이내이어야 함을 확인하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제45권1호
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• pp.85-95
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• 2017

본 연구는 연륜연대학적 방법을 이용하여 노거수 수령의 정확한 추정을 위해 수행되었다. 연구지역은 충청북도 괴산군(CBGS), 전라남도 구례군(JNGR), 경상북도 울진군(GBUJ)이며, 수종은 각 지역의 보호수로 지정된 느티나무와 소나무로 하였다. CBGS, JNGR, GBUJ에서 채취한 느티나무는 각각 12, 8, 6본이며, 소나무는 각각 10, 3, 9본이다. 시료(생장편)는 생장추(직경 5.2 mm)를 이용하여 채취하였다. 정확한 연륜측정을 위해 느티나무는 활주식 마이크로톰으로 횡단면을 절삭하였으며, 소나무는 사포를 이용하여 횡단면을 연마하였다. 연륜폭은 이용하여 0.01 mm 정확도로 측정하였다. 느티나무의 경우 CBGS와 GBUJ에서 203 (1813~2015)년의 연륜연대기가 작성되었으며, JNGR에서는 175 (1841~2015)년의 연륜연대기가 성공적으로 작성되었다. 소나무의 경우 CBGS, JNGR, GBUJ에서 각각 154(1862~2015)년, 175 (1841~2015)년, 250 (1776~2015)년의 연륜연대기가 성공적으로 작성되었다. 느티나무와 소나무의 지역별 대표연륜연대기를 상호 비교한 결과 대부분 낮은 t 값과 Glk 값을 보여 대표연륜연대기 상호간 일치도가 낮은 것으로 확인되었다. 최근 50년 평균 기온과 강수량 분포도를 지역별 대표연륜연대기와 비교한 결과, 지역별 대표 연륜연대기 패턴은 온도보다 강수량에 의해 결정되는 것이 확인되었다. 따라서 향후 연륜연대학적 방법을 이용한 정확한 수령추정을 위해선 강수량이 고려된 지역별 대표연륜연대기가 준비되어야 할 것이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.221-221
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• 2014

The present work proposes an improved numerical simulator for design and modification of large area capacitively coupled plasma (CCP) processing chamber. CCP, as notoriously well-known, demands the tremendously huge computational cost for carrying out transient analyses in realistic multi-dimensional models, because electron dissociations take place in a much smaller time scale (${\Delta}t{\approx}10-8{\sim}10-10$) than time scale of those happened between neutrals (${\Delta}t{\approx}10-1{\sim}10-3$), due to the rf drive frequencies of external electric field. And also, for spatial discretization of electron flux (Je), exponential scheme such as Scharfetter-Gummel method needs to be used in order to alleviate the numerical stiffness and resolve exponential change of spatial distribution of electron temperature (Te) and electron number density (Ne) in the vicinity of electrodes. Due to such computational intractability, it is prohibited to simulate CCP deposition in a three-dimension within acceptable calculation runtimes (<24 h). Under the situation where process conditions require thickness non-uniformity below 5%, however, detailed flow features of reactive gases induced from three-dimensional geometric effects such as gas distribution through the perforated plates (showerhead) should be considered. Without considering plasma chemistry, we therefore simulated flow, temperature and species fields in three-dimensional geometry first, and then, based on that data, boundary conditions of two-dimensional plasma discharge model are set. In the particular case of SiH4-NH3-N2-He CCP discharge to produce deposition of SiNxHy thin film, a cylindrical showerhead electrode reactor was studied by numerical modeling of mass, momentum and energy transports for charged particles in an axi-symmetric geometry. By solving transport equations of electron and radicals simultaneously, we observed that the way how source gases are consumed in the non-isothermal flow field and such consequences on active species production were outlined as playing the leading parts in the processes. As an example of application of the model for the prediction of the deposited thickness uniformity in a 300 mm wafer plasma processing chamber, the results were compared with the experimentally measured deposition profiles along the radius of the wafer varying inter-electrode gap. The simulation results were in good agreement with experimental data.

• 한국지구과학회지
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• 제41권6호
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• pp.575-587
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• 2020

기상현상관측은 기상청에서 다양한 방법(지상, 고층, 해양, 항공, 등)으로 관측되고 있다. 하지만, 인간생활에 많은 영향을 미치는 대기경계층 관측에는 한계가 있다. 특히, 존데 또는 항공기를 이용한 기상관측은 경제적인 측면에서 상당한 비용이 필요하다. 따라서 본 연구의 목적은 기상드론을 이용하여 국지기상현상 중 해륙풍 연직분포에 대한 기상 인자들을 측정하고 분석하는 것이다. 해륙풍의 공간적 분포를 연구하기 위해 보성지역 표준기상관측소의 보성종합기상탑을 포함한 다른 세 지점(해안가, 산기슭, 산중턱)에 동일한 통합기상센서를 각 드론에 탑재하였다. 2018년 8월 4일 1100 LST부터 1800 LST까지 30분 간격으로 최대 400 m 고도까지 기온, 상대 습도, 풍향, 풍속, 기압의 연직 프로파일 관측이 수행되었다. 기온, 상대 습도, 기압에 대한 기상현상의 공간적 특성은 네 지점에서 보이지 않았다. 강한 일사량 시간대에 중간지점(~100 m)에서 강한 바람(~8 m s-1)이 관측되었고, 오후에는 풍향이 내륙지역의 상층부터 서풍으로 바뀌었다. 기상드론을 이용하여 관측한 하부 대기층의 분석결과는 보다 정확한 기상예보 향상에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 청정기술
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• 제13권4호
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• pp.300-307
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• 2007

본 연구에서는 연료분출각의 변화에 따라 보염기(cylindrical stabilizer) 후류에 형성되는 확산화염의 화염 안정성, 재순환영역의 길이 및 온도, 보염기 후류의 난류강도 분포, 재순환영역의 연소가스 농도 등을 측정하고, 화염의 직접사진 및 슐리렌사진을 촬영하여 확산화염의 연소특성을 고찰하였다. 화염안정성은 연료분출각과 주류공기 유속의 영향을 받으며, 재순환영역의 길이와 온도는 연료분출각의 영향을 받았다. 재순환영역의 길이가 짧고 온도가 낮을수록 화염안정성이 양호하지만, 연료분출각의 변화에 따른 난류강도 분포에는 별로 차이가 없었다. 재순환영역 내 미연가스 농도가 높고 이산화탄소 농도가 낮은 경우, 화염안정성은 양호하지만 연소상태는 불량한 것으로 나타났다. 연소효율, 고부하 출력, 대기환경, 연료의 청정연소조건 등을 고려하여 적절한 연료분출각을 선정함으로써 양호한 연소조건을 유지할 수 있다.