• 설비공학논문집
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• 제29권7호
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• pp.366-372
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• 2017

The objective of this study was to characterize Waveguide-Blow-Cutoff (WBC) array for Electromagnetic Pulse (EMP) shield in air duct or water pipe, the typical pathway of pulse in indoor space with critical electronic device. A numerical investigation with three different WBC designs (circular, rectangular, and hexagonal or honeycomb) was conducted to satisfy recommended shielding effectiveness (SE) levels from 80 dB to 140 dB. Pressure drop between upstream and downstream of EMP shields based on WBC arrays was also investigated to understand air flow feature in air duct of HVAC system. Results showed that honeycomb geometry outperformed other shapes in terms of reducing the depth of EMP shield, thus providing better air flow in duct path with lower local loss coefficient in HVAC system under SE requirements.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권4호
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• pp.94-102
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• 2016

EMP 방호용 차폐 시설을 구축 할 때 소화 배관들의 방호 처리를 위하여 WBC 효과를 이용하며, 차폐도를 높이기 위해서 소화 배관 내부에 허니컴을 삽입한다. 이때 허니컴 단위 셀의 크기가 작으면 물의 흐름에 지장을 주며, 침전물에 의하여 소화 배관이 막히게 된다. 이것을 방지하기 위하여, 물의 분극손실에 의한 차폐도를 이용해서, 허니컴 셀의 크기는 키우고, 두께는 얇게 하면서도 요구하는 차폐도를 얻을 수 있는 설계 방법을 제시하였다.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.1-8
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• 2016

In this study, we evaluated the flow characteristics of various types of waveguide-below-cutoff (WBC) arrays and their shielding effectiveness (SE) of electromagnetic pulses (EMP) based on computational fluid dynamics (CFD). Three types of waveguides were selected for analysis: (1) grid type, (2) honeycomb type, and (3) multi-layer types (2-ply, 4-ply, 6-ply, and 8-ply). To analyze the air flow characteristics, the flow velocities in the longitudinal center of the WBC and the differential pressures between the WBC array inlet and outlet were evaluated. Consequently, we derive the following conclusions: (1) despite an increase in the inlet velocity, the pressure drop of the 6-ply multi-layer type did not significantly increase as compared to that of other types of waveguides (waveguide thickness of 0.1 mm, SE of 100 dB); (2) the grid and honeycomb type had the fastest flow rate of 17.5 m/s, which is approximately 2.5 m/s faster than that at the inlet (waveguide thickness of 1 mm, module size of 30 mm); and (3) the average pressure drop of the grid type waveguide is the lowest in the overall model, whereas that of the 8-ply is the highest (waveguide thickness of 1 mm, module size of 30 mm, and SE of 80, 100 dB).

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.15-24
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• 2014

This study conducted a computational fluid dynamics(CFD) analysis to find an appropriate diameter or sectional area of air ducts and fluid pipes which have an electromagnetic pulse(EMP) shied to protect indoor electronic devices in special buildings like military fortifications. The result shows that the optimized outdoor air intake size can be defined with either the ratio of the maximum air velocity in the supply duct to the air intake size, or the shape ratio of indoor supply diffuser to the outdoor air intake. In the case of water channel, the fluid velocity at EMP shield with the identical size of the pipe, decreases by 25% in average due to the resistance of the shield. The enlargement of diameter at the shield, 2 step, improves the fluid flow. It illustrated that the diameter of downstream pipe size is 1step larger than the upstream for providing the design flow rate. The shield increases friction and resistance, in the case of oil pipe, so the average flow velocity at the middle of the shield increase by 50% in average. In consideration of the fluid viscosity, the oil pipe should be enlarged 4 or 5 step from the typical design configuration. Therefore, the fluid channel size for air, water, and oil, should be reconsidered by the engineering approach when EMP shield is placed in the middle of channel.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.426-433
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• 2014

고고도 핵폭발로 인해 고고도 전자기 펄스(HEMP)가 발생한다. 본 논문에서는 Bell 연구소와 IEC 61000-2-9 기준에 제시된 HEMP 파형이 해군 함정의 복사성 결합 통로와 전도성 결합 통로를 통해 입사할 때 침투하는 침투 전계 특성을 비교 검토하였다. 또한, 두 가지 종류의 결합에 대한 효과를 분석하고, 방호 대책을 제시하였다. 시뮬레이션 결과, IEC 61000-2-9 기준이 Bell 연구소의 기준보다 저주파수 대역을 제외하고 침투전계가 크므로 좀 더 엄격한 기준으로 볼 수 있고, 따라서 IEC 61000-2-9의 기준을 해군내 HEMP 기준으로 제시하였다. 최종적으로 HEMP 방호 대책으로 차폐 코팅, 허니컴 통풍구, TVS 소자 등을 이용하여 미국방부 기준에 부합하는 것을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권6호
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• pp.452-458
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• 2017

배기관 및 급수관에 사용되는 다층 구조 도파관은 공정의 이점 및 유속 손실을 줄이는 장점을 가진다. 또한, 겹치는 층의 수를 증가시켜 차폐효과를 보상할 수 있다. 하지만 다층 구조 도파관의 차폐효과를 기존의 차폐효과 방정식으로는 예측할 수 없음에서 발생하는 적용 한계를 극복하기 위해, 수정된 차폐효과 방정식을 제안하였다. 수정된 차폐효과 방정식은 다층 구조 도파관 내부가 공기로 채워진 경우와 특정 매질이 채워졌을 경우로 나누어서 2층 구조에서부터 64층 구조까지 증가시켜 결과를 얻어냈다. 또한, 결과의 타당성을 증명하기 위하여 시뮬레이션 결과와 비교하여 제안된 차폐 효과 방정식이 일치하는 것을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제27권8호
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• pp.735-741
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• 2016

배기관에 도파관 배열을 삽입하여 일정수준의 차폐효과를 만족시키기 위해서는 도파관 배열의 전체길이가 늘어나야 한다. 이때, 공정의 난이도와 비용이 증가하게 되며, 유체의 흐름을 방해하게 된다. 이를 보완하기 위해, 여러 개의 도체판으로 접합시켜 만든 도파관을 교차시켜 다층 구조 도파관을 제안하였다. 2층 구조에서부터 8층 구조까지 증가시키며, 차폐효과를 확인한 결과, 52 dB에서 75 dB로 향상되는 것을 확인하였다. 또한, 다층 구조 도파관이 설치된 배기관에 대해서 유속 시뮬레이션을 진행한 결과, 주입구 유속이 1m/s일 경우, 2층 구조에서부터 8층 구조까지 입구 및 출구 측 유속이 각각 0.88m/s에서 0.77m/s, 0.63m/s에서 0.68m/s로 단일 사각형 도파관 배열의 유속 결과 값인 0.79m/s와 0.53m/s에 비해서 속도 손실이 줄어드는 것을 확인하였다.