• 대한기계학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.308-318
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• 1988

본 연구에서는 가압된 액체를 가류실에 접선방향으로 도입하게 함으로써 선회운동에 의하여 미립화를 시키도록 스크류형의 선회분사 노즐을 설계제작하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2658-2663
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• 2008

In the present study, we designed a microfluidic flatform that generates monodisperse droplets with diameters ranging from hundreds of nanometers to several micrometers. To generate fine droplets, T-junction and flow-focusing geometry are integrated into the microfluidic channel. Relatively large aqueous droplets are generated at the upstream T-junction and transported toward the flow-focusing geometry, where each droplet is broken up into the targeted size by the action of viscous stresses. Because the droplet prior to rupture blocks the straight channel that leads to the flow-focusing geometry, it moves very slowly by the pressure difference applied between the advancing and receding regions of the moving droplet. This configuration enables very low flow rate of inner fluid and higher flow rate ratio between inner and outer fluids at the flow-focusing region. It is shown that the present microfluidic device can generate droplets with diameters about 1 micrometer size and standard deviation less than 3%.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권6호
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• pp.389-395
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• 2017

본 연구는 정적 연소 조건에서 Octane 단일 연료 액적의 매연 생성 거동에 관한 정보를 제공하기 위해 수행하였다. 이를 위해 동일한 분위기 압력($P_{amb}$) 1.0 atm과 산소 농도($O_2$) 21%, 질소 농도($N_2$) 79% 조건에서 초기 액적 직경($d_0$) 변화에 따른 Octane 액적의 매연 생성 특성 실험 결과를 제시하였다. Octane 액적 연소 가시화는 초고속 카메라를 사용하여 촬영하였고, 분위기 조건은 제어 시스템에 의해 동일한 조건을 유지하였다. Octane 액적 연소 결과, 매연 생성량은 동일한 분위기 조건에서 초기 액적 직경 변화의 영향이 크게 나타나지 않았다. 또한, 매연 체적 분율 최댓값($f_{vmax}$)은 $135^{\circ}{\sim}315^{\circ}$ 측정 방향에서 높은 결과를 보였다. 이는 액적 점화 이후 Igniter의 이동 과정에서 생성된 Soot-tail로 인해 매연 체적분율 결과가 증가된 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권6호
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• pp.513-523
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• 2014

유체이송 기술은 최근 마이크로 유체시스템 개발에서 핵심문제로 인식되고 있다. 본 연구에서는 최근 저자가 제안한 외부동력을 사용하지 않고 액적을 이송시킬 수 있는 새로운 개념인 친수성/소수성 수평 표면에서의 액적이송을 자체개발 코드(PowerCFD)를 사용하여 수치해석하였다. 수치해석에 사용된 코드는 보존적인 압력기반 유한체적방법에 기초한 비정렬 셀 중심 방법 및 VOF 방법에 체적포착법인 CICSAM을 채용하고 있다. 액적 내 및 주위의 속도벡터, 압력분포 및 전체운동에너지와 같은 수치해석 결과를 제시하고 이 결과들을 통해 액적이송 메커니즘을 규명하였다.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제55권8호
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• pp.417-422
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• 2006

This paper presents the effect of driving waveform for piezoelectric bend mode inkjet printhead with optimized mechanical design. Experimental and theoretical studies on the applied driving waveform versus jetting characteristics were performed. The inkjet head has been designed to maximize the droplet velocity, minimize voltage response of the actuator and optimize the firing frequency to eject ink droplet. The head design was carried out by using mechanical simulation. The printhead has been fabricated with Si(100) and SOI wafers by MEMS process and silicon direct bonding method. To investigate how performance of the piezoelectric ceramic actuator influences on droplet diameter and droplet velocity, the method of stroboscopy was used. Also we observed the movement characteristics of PZT actuator with LDV(Laser Doppler Vibrometer) system, oscilloscope and dynamic signal analyzer. Missing nozzles caused by bubbles in chamber were monitored by their resonance frequency. Using the water based ink of viscosity of 4.8 cps and surface tension of 0.025 N/m, it is possible to eject stable droplets up to 20 kHz, 4.4 m/s and above 8 pl at the different applied driving waveforms.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 한국가시화정보학회 2007년도 추계학술대회
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• pp.128-133
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• 2007

An electrostatic inkjet head can be used for manufacturing processes of large display systems and printed circuit boards (PCB) as well as inkjet printers because an electrostatic field provides an external force which can be manipulated to control sizes of droplets. The existing printing methods such as thermal bubble and piezo inkjet heads have shown difficulties to control the ejection of the droplets for printing applications. Thus, the new inkjet head has been proposed using the electrostatic force. A numerical analysis has been performed to calculate the intensity of the electrostatic field using the Maxwell's equation. Also, experiments have been carried out to investigate the droplet movement using a downward capillary with outside diameter of $500{\mu}m$. Gravity, surface tension, and electrostatic force have been analyzed with high voltages for a drop-on-demand ejection. It has been observed that the droplet size decreases and the frequency of the droplet formation and the velocity of the droplet ejection increase with increasing the intensity of the electrostatic field using high-speed camera.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권4호
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• pp.337-346
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• 2014

본 연구는 주기적 강제 진동이 가해지는 표면의 액적 모드 특성과 표면에 놓인 액적의 제거에 대한 조건을 실험적으로 이해하는 것을 목적으로 하고 있다. 액적의 거동을 명확하게 관찰하기 위해 아크릴 표면에 Teflon 코팅을 진행하여 접촉각을 높였고, 히스테리시스는 25도 이내로 진행하여 액적의 거동이 보다 쉽게 진행되도록 하였다. 본 실험은 먼지가 적은 청정실에서 실험이 진행되었다. 제작된 소수성 표면에 놓인 액적의 실제 공진 주파수를 예측하기 위해 이론 및 실험적 해석을 통해 두 접근방법의 타당성을 파악하였으며, 두 개의 초고속카메라를 액적의 상면과 측면에 설치하여 2가지 측면에서 액적의 다양한 형상 변형 특성- 모드 형상, 분리, 미소 액적의 발생, 그리고 좌우 비틀림의 특성을 관찰하였다. 이론 값 비교결과 실제 공진 주파수 값들의 차이가 약 18% 이하로 관찰되었으며, 이러한 차이는 접촉선 마찰, 비선형 벽 고착, 실험의 불확실성 등에 가장 큰 영향을 받는 것으로 판단된다. 사용된 스피커에 상대적으로 낮은 전압을 인가할 경우 액적의 접촉선은 고정된 상태에서 좌우 대칭적인 액적 형상진동이 나타났다. 반면, 높은 전압을 인가할 경우 액적의 접촉선은 비고정된 상태가 되면서 더 활발한 형상 진동이 나타났다. 가진 주파수가 모드 주파수와 일치할 경우에는 액적의 로브 크기가 주변부 주파수 일 때 보다 비교적으로 컸으며, 같은 전압을 인가 할 경우, 표면에 놓인 액적의 미소 액적 발생 및 완전한 제거는 2차 모드에서만 진행되는 것을 실험을 통해 규명하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제4권1호
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• pp.38-46
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• 2001

조류 중에 설치한 이중 유벽의 유효성을 검증하기 위하여 유벽 전후 및 유벽사이에서의 유적(oil droplet)의 거동을 실험적 및 수치적으로 연구하였다. 이 연구에는 단일 유벽의 경우 유벽의 유연성이 포유성능에 미치는 영향도 포함되었다. 실험은 유적의 밀도와 근사한 구형의 고체입자가 전방 유벽의 상류 한 지점에서 방류되었을 때 그 궤적을 추적하는 것이 내용이었다. 입자는 방류되었을 때 유동장의 상태에 따라 자유표면으로 부상하거나, 유벽에 충돌 또는 유벽하로 빠져나가는 현상을 나타내게 된다. 본 논문에는 이러한 유적의 이동 경위를 해석함으로써, 이러한 유적의 유적이 운동을 시작하는 영역이 어딘가에 따라 전방유벽하로 기름이 누출될 것인지 아닌지를 판단할 수 있는 방법과 전후 유벽의 흘수의 차 그리고 수심이 이중유벽의 포유성능에 미치는 영향을 해석할 수 있는 방법을 제시하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.76-83
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• 2013

Polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs) are regarded as a promising alternative to replace the existing automotive power sources. To get high performance and long-term durability for PEMFC systems, novel water management is essential. To this end, a comprehensive understanding of dynamics of the liquid water droplets within an operating PEMFC plays an important role. In this work, direct visualization of dynamic behaviors of the water droplet in the ex situ unit flow channel of a PEMFC including gas diffusion layer (GDL) is carried out as one of the fundamental studies for novel water management. Water droplet dynamics such as the movement and growth of liquid water droplets are mainly presented. Effects of GDL characteristics and inlet air flow rate on the water droplet transport and its removal from the flow channel are also discussed. The data obtained in this study can contribute to build up the fundamental operating strategy including balanced water removal capacity for automotive PEMFC systems.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권7호
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• pp.579-589
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• 2015

본 연구의 목적은 수직으로 강제 진동하는 소수성 표면 위에 놓인 액적의 유동 및 증발 특성을 이해하는 것이다. 액적의 공진주파수를 예측하기 위해서 Lamb과 Strani and Sabetta의 이론적 고유진동수식을 이용하였고, 실험값과 비교하여 보다 근접한 고유진동수 식에 대해 타당성을 검증하였다. 액적의 형상 및 내부 유동을 가시화하기 위해 초고속카메라, 초접사렌즈 그리고 연속광을 사용하여 진동하는 소수성 표면 위 액적의 유동 및 증발 특성을 확인하였다. 그 결과 각각의 모드에서 액적은 다양한 형상을 가졌으며, 각각의 액적 내부에서 복잡한 와류가 관찰되었다. 일반적으로, 유동흐름이 대칭축을 따라 위로 상승하여 액적상단에서 표면을 따라 접촉선부근으로 이동하였고, 2차, 4차 모드는 분기형, 6차, 8차 모드는 큰 타원형의 유동패턴을 갖는 것을 확인하였다. 여러 가지 모드 중 4차 모드에서 가장 빠른 유동속도를 가졌으며, 다음은 8, 6, 2차 모드 순서였다. 네 가지 진동 모드에서의 증발률은 4, 8, 6, 2차 모드 순서로 빨랐으며, 각각의 공진에서는 그 주위 주파수 영역보다 빠른 증발률을 보였다. 마지막으로 진동을 이용한 액적의 증발은 4차 모드에서 진행되어야 보다 효율적인 진동 증발을 유도할 수 있다.