• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제4권1호
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• pp.37-52
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• 2017

Gas turbines operating in dusty or sandy environment polluted with micron-sized solid particles are highly prone to blade surface erosion damage in compressor stages and molten sand attack in the hot-sections of turbine stages. Commercial/Military fixed-wing aircraft engines and helicopter engines often have to operate over sandy terrains in the middle eastern countries or in volcanic zones; on the other hand gas turbines in marine applications are subjected to salt spray, while the coal-burning industrial power generation turbines are subjected to fly-ash. The presence of solid particles in the working fluid medium has an adverse effect on the durability of these engines as well as performance. Typical turbine blade damages include blade coating wear, sand glazing, Calcia-Magnesia-Alumina-Silicate (CMAS) attack, oxidation, plugged cooling holes, all of which can cause rapid performance deterioration including loss of aircraft. The focus of this research work is to simulate particle-surface kinetic interaction on typical turbomachinery material targets using non-linear dynamic impact analysis. The objective of this research is to understand the interfacial kinetic behaviors that can provide insights into the physics of particle interactions and to enable leap ahead technologies in material choices and to develop sand-phobic thermal barrier coatings for turbine blades. This paper outlines the research efforts at the U.S Army Research Laboratory to come up with novel turbine blade multifunctional protective coatings that are sand-phobic, sand impact wear resistant, as well as have very low thermal conductivity for improved performance of future gas turbine engines. The research scope includes development of protective coatings for both nickel-based super alloys and ceramic matrix composites.

• Membrane and Water Treatment
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• 제13권5호
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• pp.235-243
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• 2022

The paper presents the effect of operating temperatures and flow rates on the distillate flux that can be obtained from a hydrophobic membrane having the characteristics: pore size of 0.15 ㎛; thickness of 130 ㎛; and 85% porosity. That membrane in the present investigation could be the direct contact (DCMD) or the air-gap membrane distillation (AGMD). To model numerically the membrane distillation processes, the two-dimensional computational fluid dynamic (CFD) is used for the DCMD and AGMD cases here. In this work, DCMD and AGMD models have been validated with the experimental data using different flows (Parallel and Counter-current flows) in non-steady-state situations. A good agreement is obtained between the present results and those of the experimental data in the literature. The new approach in the present numerical modeling has allowed examining effects of the nature of materials (Polyvinylidene fluoride (PVDF) polymers, copolymers, and blends) used on thermal properties. Moreover, the effect of the area surface of the membrane (0.021 to 3.15 ㎡) is investigated to explore both the laminar and the turbulent flow regimes. The obtained results found that copolymer P(VDF-TrFE) (80/20) is more effective than the other materials of membrane distillation (MD). The mass flux and thermal efficiency reach 193.5 (g/㎡s), and 83.29 % using turbulent flow and an effective area of 3.1 ㎡, respectively. The increase of feed inlet temperatures and its flow rate, with the reduction of cold temperatures and its flow rate are very effective for increasing distillate water flow in MD applications.

• 한국추진공학회지
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• 제21권5호
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• pp.1-9
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• 2017

초임계 환경에서 와류형 분사기의 극저온 질소 분무 동적 특성 분석을 위하여 3차원 LES 난류 모델을 적용하였다. 초임계 상태에서 질소의 상태량들을 정확하게 예측하기 위해 SRK 실기체 상태방정식을 사용하였고, 점성계수와 열전도도는 Chung의 고압 상태 혼합물에 대한 방정식, 그리고 확산 계수는 Fuller의 이론에 Takahashi의 보정식을 적용하였다. 질소 분무 결과, 분사기 내, 외부에서 유동장과 음향장 사이의 상호작용으로 복잡한 유동구조가 형성된다. 복잡한 유동 현상을 분석하기 위해 FFT, POD 그리고 DMD 기법을 적용하여 해석을 수행하였다. FFT 해석을 수행하여 분사기 내, 외부에서 나타나는 특정 주파수를 파악하였으며, POD와 DMD를 통해 각 주파수가 어떠한 유동 구조를 갖는지에 대한 연구를 수행하였다. 또한, DMD를 통해 각 주파수의 감쇠 계수를 파악하여 이를 실험 결과와 비교하였다.

• 공업화학
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• 제10권6호
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• pp.902-906
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• 1999

메틸셀루로스를 호스트고분자로 하고 copper(II) percolate를 산화제로 사용하여 기상상태에서 직접중합방법으로 전도성 복합필름을 합성하였다. 필름으로서 우수한 성형성과 기계강도를 갖고 있는 메틸셀루로즈는 PVA와 키토산과는 달리 피롤에 대하여 높은 친화성을 나타내어서 기상중합시 호스트고분자로 적합하였다. 기상중합법으로 합성된 폴리피롤은 복합재료 내에서 전도성네트워크를 형성하여 전도성 복합필름의 전기전도도는 $10^{-1}-10^{-7}S/cm$를 나타내었다. 피롤이 호스트고분자 내에서의 폴리피롤로 중합이 되는 정도를 UV-vis분광계로 확인하였다. 전도성 복합필름의 전기전도도와 기계강도는 산화제의 농도와 합성시간에 크게 의존하였다. TGA분석결과는 호스트고분자 내에 형성된 폴리피롤은 복합재료의 열적 안정성에 영향을 미치지 않는다. 전자현미경 분석결과 폴리피롤이 복합재료 내에 균일하게 침투하여 분산되어 있음을 나타내었다. DMA를 사용하여 폴리피롤과 호스트고분자와의 상용성을 조사하였으며 dynamic mechanical analysis(DMA) 분석결과 복합재료 내에서 폴리피롤의 함량이 증가되면서 상용성이 점진적으로 저하되었다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2004년도 학술.기술논문발표회
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• pp.57-60
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• 2004

Recently. as the alternatives to preserve environment such as effective usage of wastes or unusable resources are drawing attentions, researches and measures for the two tasks, which are reuse of waste wood and development of eco-friendly materials, are being examined and established in various fields. However, they are still insufficient. Therefore, in this study, for the efficient application of waste woods and eco-friendly effects, mortar was produced using sawdust af the waste wood and mineral material cement for combination, in order to produce inorganic boards using waste woods, which were made when sawing. The present study purposed to analyze the physical and dynamic characteristics of woody cement boards, which were made by modifying water-cement ratio for each wood inclusion rate based on a hardening-accelerator inclusion rate set in previous studies and, based on the findings. to provide basic data about the physical properties of inorganic boards made of waste wood, in order to Produce woody cement boards using waste wood, which has problems in being used in the manufacturing of woody cement boards.

• 융합정보논문지
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• 제9권8호
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• pp.155-163
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• 2019

수평원형관에서 나노입자인 산화알미늄과 기본유체인 물의 혼합인 나노유체에 대한 층류 혼합대류열전달현상을 유한체적법의 수치적 방법으로 규명하였다. 나노유체에 대하여 2상 혼합모델을 적용하였으며, 나노입자의 물성은 온도와 체적농도의 함수를 사용하였다. 수치해석에 적용한 모든 모델의 타당성 검증을 위하여 Kim등의 실험결과와 비교하였으며 좋은 결과를 얻었다. 벽면을 일정한 열유속으로 가열하므로 나노유체는 벽면부근에서 형성된 부력에 의하여 2차유동이 생성된다. Richardson수와 나노입자의 농도가 증가할수록 강한 2차유동이 형성되어 열전달을 향상시키게 된다. 또한 Richardson수와 나노입자의 농도가 증가하면 대류열전달계수와 전단응력도 증가한다. 이런 연구들은 열교환기의 성능향상을 위하여 나노유체를 적용하는데 기본자료로 활용이 가능하다. 이번 연구를 기반으로 향후 2중관형열교환기등 다양한 열교환기에 적용할 예정이다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제31권1호
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• pp.52-60
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• 2003

액체암모니아 처리 침·활엽수 소시편의 물리적 성질을 무처리와 비교하였다. 처리시간은 4와 8시간으로 하였다. 동일한 환경에서 처리재의 평형함수율은 무처리재보다 항상 높았으나 전건 후에는 차이를 나타내지 않았다. 암모니아 처리를 오래할수록 방사방향과 접선방향으로 수축이 일어났으나 섬유방향에는 변화가 없었다. 또 처리시간이 길수록 초음파 전달속도는 감소하고 밀도는 증가하였다. 따라서 동탄성계수는 감소함을 보였다. 밤나무의 가소화는 증기처리가 액체 암모니아 처리보다 효과 있음과 인사이징이 침·활엽수 모두 액체 암모니아 침투성을 높이지 못했음이 밝혀졌다. 액체 암모니아 처리는 5mm두께 침엽수 시편에서 제일 좋은 가소화 효과를 보였다. 상대유전율과 열전달계수도 측정하여 처리재와 무처리재를 비교하였다.

• 공업화학
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• 제20권5호
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• pp.493-499
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• 2009

본 실험에서는 탄소나노튜브(CNT) 및 나노클레이(clay)가 포함된 폴리스티렌(PS) 및 스티렌계 공중합체 나노복합재료의 물성에 대해 연구하였다. 스티렌계 공중합체의 공단량체(comonomer)로는 vinylbenzyl trimethyl ammonium chloride(VTAC)를 사용하여 스티렌/VTAC 공중합체(SVTAC)를 유화중합에 의해 제조하였다. 이와 같이 제조한 폴리스티렌 및 SVTAC 공중합체 에멀젼에 CNT와 clay를 종류 및 함량을 변화시키면서 혼합하는 방법으로 나노복합재료를 제조하였다. PS/CNT 나노복합재료 보다 공단량체를 첨가하여 제조한 SVTAC/CNT 나노복합재료가 더 높은 전기 전도도를 나타내었다. 또한 유화중합시 유화제의 함량을 증가시켜서 제조한 경우에 더 좋은 전기 전도도를 얻을 수 있었다. 이것은 공단량체와 유화제가 CNT 분산 및 전기전도에 긍정적으로 작용하였기 때문이라 생각된다. 나노복합재료 내에서의 CNT의 분산을 알아보기 위하여 TEM을 사용하여 분석한 결과 comonomer의 첨가 및 유화제의 함량이 나노복합 재료 내에서 CNT의 최종 분산에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 또한 열적 및 동역학적 물성들을 DSC와 DMA로 측정하여 comonomer 및 유화제의 함량, clay 및 CNT의 첨가가 나노복합체의 물성에 어떠한 영향을 주는지에 대해 조사하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제13권11호
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• pp.1067-1073
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• 2007

This paper presents development of an special metal hydride(SMH) actuator system using a peltier module. The newly developed simple SMH actuator, consisting of the plated hydrogen-absorbing alloy as a power source, Peltier elements as a heat source and a cylinder with metal bellows as a functioning part, has been developed. The SMH actuator is characterized by its small size, low weight, noiseless operation and a compliance similar to that of human body. A new SMH actuator that uses reversible reactions between the heat energy and mechanical energy of a hydrogen absorbing alloy. It is well known that hydrogen-absorbing alloys can reversibly absorb and desorb a large amount of hydrogen, more than about 1000 times of their own volume. To improve the thermal conductivity of the hydrogen-absorbing alloy, an electro-less copper plating has been carried out. For this purpose, the effects of the electro-less copper plating and the dynamic characteristics of the SMH actuator have been studied. The hydrogen equilibrium pressure increases and hydrogen is desorbed by heating the hydrogen-absorbing alloys, whereas by cooling the alloys, the hydrogen equilibrium pressure decreases and hydrogen is absorbed. The SMH actuator has the characteristic of being light and easy to use. Therefore, it is suitable for medical and rehabilitation applications.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.551-555
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• 2005

This paper presents the temperature-pressure characteristics of SMH actuator using a peltier module. The simple SMH actuator, consisting of the plated hydrogen-absorbing alloy as a power source, Peltier elements as a heat source and a cylinder with metal bellows a functioning part has been developed. The SMH actuator is characterized by its small size, low weight, noiseless operation and a compliance similar to that of the human body. A new special metal hydride(SMH) actuator that uses the reversible reaction between the heat energy and mechanical energy of a hydrogen absorbing ally. It is well known that hydrogen-absorbing alloys can reversibly absorb and desorb a large amount of hydrogen, more than about 1000 times as their own volume. To improve the thermal conductivity of the hydrogen-absorbing alloy, an electro-less copper plating has been carried out. The effects of the electro-less copper plating and the dynamic characteristics of the SMH actuator have been studied. The hydrogen equilibrium pressure increases and hydrogen is desorbed by heating the hydrogen-absorbing alloys, whereas by cooling the alloys, the hydrogen equilibrium pressure decreases and hydrogen is absorbed. Therefor, the SMH actuator has the characteristic of being light and easy to use and so is suitable for use in medical and rehabilitation applications.