• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2010년도 추계학술대회 논문집
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• pp.867-868
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• 2010

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1091-1092
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• 2011

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 2부
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• pp.680-684
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• 2012

본 연구는 히트싱크의 효율적인 설계를 위하여 히트싱크 휜의 형상을 변화시켜 냉각성능에 대한 연구를 수행하였다. 휜의 형상을 Vertical, Round, S-Curve, Triangle의 네 가지와 휜의 개수를 16개와 64개로 설계해, 총 8가지로 설계 및 해석 하였다. 이와 같이 설계된 히트싱크는 Fluent 6.3.26 으로 수치해석 하였고, 해석 결과 약간의 형상을 변경하는 것 보다는 휜의 개수를 늘리는 것이 냉각성능을 높이는데 더 효과적인 것으로 드러났다. 히트싱크의 온도분포와 열전달계수에 대한 수치해석을 통해 휜의 개수가 64개이고 S-Curve의 형태에서 냉각성능이 가장 우수한 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제33권12호
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• pp.947-951
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• 2009

LED has the merits of high reliability, semi-permanent life, rapid-response and its small size for use as light source of head lamp. But the dependence of its performance and life on temperature affect on its practical use. Which dependence makes problem when the LED is heated up to a higher temperature level by self-generation of heat, due to "highly integration" to get enough quantity of light. To solve this problem, effective cooling system is needed that consider conduction, convection and radiation. This study points out the limits of natural convection cooling system and propose of forced convection with heat sink. Also, it describes a correlation between heat sink area and fluid velocity using numerical analysis to optimize the cooling system.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.12-12
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• 2010

첨단 공정이 필요한 반도체와 LCD, PDP, LED 등의 디스플레이 및 IT 부품을 제조하는데 필요한 장비의 고성능화와 작업환경의 고청정화에 따른 초고진공펌프의 수요 확대와 앞으로 전개될 한-미 FTA에 따른 시장 확대로 인해 크라이오펌프의 국산화가 시급한 실정이다. 고성능 크라이오펌프를 만들기 위해서는 냉각판을 극저온으로 냉각하기 위한 극저온 냉동기 개발도 중요하지만 냉각판(cryoarray)에 최대한 많은 분자를 포획시키는 것 또한 최우선적으로 고려되어야 할 사항 중 하나이다. 이에 본 논문은 크라이오펌프용 냉각판의 분자포획능력에 대하여 연구하였다. 해석에 이용한 냉각판은 현재 상용화된 모델들 중 원형 중앙판에 $45^{\circ}$ 하향 skirt가 달린 형태이며 8장의 냉각판이 일정한 간격을 두고 아래쪽으로 적층되어 있다. 냉각판의 분자포획능력의 해석은 형상계 수법(view factor method)을 이용해 수행하였다. 형상계수법은 크라이오펌프를 n개의 미소면적으로 구성된 밀폐된 공간으로 가정하고 각 미소면적요소의 온도와 흡착계수, 표면조건 그리고 분자유속이 일정하다는 조건을 이용해 분자유속에 관해 n개의 대수연립방정식을 얻고 이 대수연립방정식을 풀어 냉각판의 분자포획능력을 구한다. 해석에 이용한 냉각판의 기체분자포획능력이 구속된 형상에서 얼마나 우수한 가를 알아보기 위해 중앙판의 직경, 입구와 냉각판 사이의 거리, 그리고 각 냉각판 사이의 거리를 변화시켜가며 해석을 수행하고 그 결과를 비교, 분석하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제23권5호
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• pp.246-254
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• 2013

LED 조명등의 내구성 문제를 개선할 목적으로 광 확산판에 사용되는 폴리카보네이트 소재를 대체하기 위하여 반투명 유백유리를 제조하였다. 유백유리의 유백제로서 인산칼슘을 사용하였고, $1550^{\circ}C$ 전기로에서 2시간 용융하였다. 유백유리는 용융유리가 성형된 후 냉각 열처리 과정에서 상분리 및 유백입자의 성장에 의해 만들어진다. 따라서 성형 및 냉각온도를 상온, $850^{\circ}C$, $1100^{\circ}C$ 및 $1200^{\circ}C$ 로 변화시키면서 유백특성의 영향을 확인하였다. 결과적으로 가장 고온인 $1200^{\circ}C$에서 성형 및 냉각을 한 샘플에서 가장 양호한 특성을 갖는 유백유리가 얻어졌다. 이 유리는 82 % 이상의 높은 Haze 값과 10 % 미만의 낮은 평행광 투과도에 의해 직사광 투과에 의한 눈부심이 없이 LED 조명용 광확산판으로서 우수한 광특성을 나타내었다. 또한 열적특성으로서 $6.309{\times}10^{-6}/^{\circ}C$의 열팽창 계수와 $839^{\circ}C$의 연화점을 나타내었다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제18권1호
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• pp.63-68
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• 2013

The purpose of this study is to investigate the cooling performance of radial heat sink used for high power LED lightings by natural convection cooling with surrounding air. Experimental and numerical analyses are carried out together. Parametric studies are performed to compare the effects of geometric parameters in radial heat sink such as the number of fins, fin height, fin length, and thickness of fin base as well as the surface coatings of radial heat sink. In this study, the cooling of 60 W LED lamp is examined with radiative heat transfer considered as well as natural convection. Numerical results show the optimum condition when the number of fin is 40, heat sink height is 120 mm, fin length is 15 mm, and fin base thickness is 3 mm. The difference in temperature of the LED metal PCB is within $1^{\circ}C$ between numerical analyses and experimental results. Also, the CNT coating on the heat sink surface is found to increase the cooling performance significantly.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.86-86
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• 2011

첨단 공정이 필요한 반도체와 LCD, PDP, LED 등의 디스플레이 및 IT 부품을 제조하는데 필요한 장비의 고성능화와 작업환경의 고청정화에 따른 초고진공펌프의 수요 확대와 앞으로 전개될 한-미 FTA에 따른 시장 확대로 인해 크라이오펌프의 국산화가 시급한 실정이다. 고성능 크라이오펌프를 만들기 위해서는 냉각판을 극저온으로 냉각하기 위한 극저온 냉동기 개발도 중요하지만 냉각판(cryoarray)에 최대한 많은 분자를 포획시키는 것 또한 최우선적으로 고려되어야 할 사항 중 하나이다. 이에 본 논문은 크라이오펌프용 냉각판의 기체분자 포획능력에 대하여 연구하였다. 냉각판의 분자포획능력의 해석은 형상계수법(view factor method)을 이용해 수행하였다. 해석에 이용한 냉각판은 현재 상용화된 모델들 중 원형 중앙판에 45$^{\circ}$ 하향 skirt가 달린 형태이며 8장의 냉각판이 일정한 간격을 두고 아래쪽으로 적층되어있고 이를 기본 모델로 하여 skirt의 형상이 다른 3장의 냉각판을 가진 네 가지 모델을 해석하였다. 해석에 이용한 냉각판의 기체분자 포획능력이 구속된 형상에서 얼마나 우수한가를 알아보기 위해 크라이오펌프의 입구 직경과 냉각판 중앙 원판의 직경비, 냉각판 사이의 거리, 그리고 skirt의 길이를 변화시켜가며 극저온 냉각판에 직접 응축되는 typeII가스와 흡착제가 도포된 부분에 의해 흡착되는 typeIII가스로 분류하여 해석을 수행하고 그 결과를 비교, 분석하였다. 크라이오펌프의 입구 직경과 냉각판 중앙 원판의 직경비가 증가함에 따라 typeII가스와 typeIII가스 모두 기체분자 포획능력이 증가하며 극저온 냉각판 사이 거리의 변화에 따른 기체분자 포획능력은 typeII가스의 경우 극저온 냉각판 사이의 거리가 증가할수록 증가한다. 하지만 typeIII가스는 모델 A, C의 경우 증가하고 모델 B, D의 경우 증가하다가 다시 약간 감소한다. skirt 길이 변화에 따른 기체분자 포획능력은 두 가스 모두 skirt 길이가 증가함에 따라 점점 급격하게 증가하고 모델 B, D는 나머지 두 모델에 비해 큰 값을 갖는다. 기체분자 포획능력을 해석한 결과를 실제 배기속도와 비교할 경우 절대적 수치로써의 비교는 어려우나 각 모델의 형상의 차이에 의한 상대적인 비교는 가능하다.

• 설비공학논문집
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• 제24권9호
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• pp.693-698
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• 2012

In the present work, numerical analyses of broadcasting LED light with ion wind generator have been carried out for enhancement of cooling performance. Ion wind generator is produced and experimented before analysis. With the use of result of experiments, broadcasting LED light model is computed. Ion wind velocity into LED light is varied with 0~3 m/s. Based on the numerical results, the area of duct-type ion wind generator was designed to reduce the volume flow rate of ion wind. The modified inlet geometry shows sufficient cooling capability. And, through modified ion wind generator, the volume flow rate of ion wind has been largely reduced.

• 에너지공학
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• 제28권4호
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• pp.35-41
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• 2019

기존에 차량용 안개등으로 사용되었던 할로겐 광원은 전력소모가 증가하고 수명이 짧기 때문에 이러한 단점을 극복하기 위해 자동차 광원은 LED로 점차 바뀌고 있다. 그러나 차량용 LED 안개등을 점등하였을 경우에는 LED에서 발생하는 고열로 인해 안개등 수명을 단축시키는 단점이 있다. 안개등 내부에서 LED에 의해 발생된 열은 주로 히트싱크에 의해 배출되지만, 나머지 열은 거의 대부분 대류를 통해 외부로 배출된다. 이러한 대류에 의한 냉각효율이 저하되면 열에너지는 램프의 주요부품인 렌즈, 리플렉터, 베젤 등에 열을 발생시키거나 LED 광원에 고온을 발생시켜 LED 안개등의 수명을 단축시킨다. 따라서, 본 연구에서는 히트싱크에 의한 방열방식 이외에도 냉각효율에 중요한 영향이 미치는 대류에 의한 방열성능을 개선하고자 하였다. 이를 위해 차량용 LED 안개등 내부공기를 외부로 흡·배출시킬수 있는 통풍구 설치 위치를 결정하기 위한 열유동해석을 수행하여 최적의 설계가 되도록 하였다. 공기의 평균속도는 기존 프로토타입인 Case1에 비해 Case3, Case2의 순으로 증가되었고 Case3의 증가폭이 다른 Case에 비해 상대적으로 큰 것을 알 수 있었다. 이는 안개등 상·하에 설치된 통풍구가 온도차이에 따라 생성되는 대류현상을 적절하게 유도하기 때문에 공기의 속도 증가와 함께 열을 효율적으로 배출시켰기 때문인 것으로 판단하였다.