• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제16권1호
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• pp.94-101
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• 2002

Convection-dominated melting in a rectangular cavity is analyzed numerically with particular attention to the multi-cellular flows in the melt. At the earlier stage of the melting, the melt region is quite similar to a cavity with high aspect rati71, where the multi-cellular natural convection appears. Numerical results show that the formation and evolution of the multiple flow cells in the melt region is approximately similar to t]tat of a single-phase flow in a tall cavity with the same aspect ratio; however, the continuous change of the melt region due to the melting affects the detailed process. Also, numerical aspects for the prediction of the detailed flow structure in the melt are discussed.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2000년도 추계 총회 및 국제학술발표회
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• pp.50-53
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• 2000

• 한국정밀공학회지
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• 제30권12호
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• pp.1295-1301
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• 2013

The cause of flow mark defect is known as non-uniform temperature of mold surface when the flow front meets the cold cavity. The exact definition and classification of Flow mark is not clear because the mechanism of flow mark is not figured out till now. Any injection molding analysis software can not predict the flow mark phenomena. To solve weldline and flow mark defects, the gate thickness is reduced to increase the melt front velocity and the melt front velocity of the flow mark area is increased from 82.3mm/s to 104.7mm/s. In addition, the bulk temperature of the flow mark area is increased from $178.3^{\circ}C$to $215.2^{\circ}C$ by adding a cold slug well. The flow mark phenomena can be greatly reduced by increasing the flow front velocity and elevating the bulk temperature.

• 한국결정성장학회:학술대회논문집
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• 한국결정성장학회 1998년도 PROCEEDINGS OF THE 15TH KACG TECHNICAL MEETING-PACIFIC RIM 3 SATELLITE SYMPOSIUM SESSION 4, HOTEL HYUNDAI, KYONGJU, SEPTEMBER 20-23, 1998
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• pp.113-116
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• 1998

A numerical study was performed on the fluid flow in the melt of the cold model for Czochralski growth system. The fluid flow in the melt of Woods metal with crucible diameter of 20cm was calculated using a three dimensional finite difference method. Since the crucible size is large, fully turbulent model as well as laminar model was used in the calculation. The effects of crucible rotation rate, crystal rotation rate and wall temperature difference on the velocity and temperature distribution were also investigated. For the purpose of verifying the results of calculation, a cold model experiment using Woods metal was also conducted and the velocity distribution in the melt of the model was measured.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.111-114
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• 2005

Experimental and numerical studies were carried out in order to investigate the processability and the transcriptability of the injection molding of micro structures. For this purpose, we designed a mold insert having micro rib patterns on a relatively thick base part. Mold insert has a base of 2mm thickness, and has nine micro ribs on that base plate. Width and height of the rib are $300{\mu}m\;and\;1200{\mu}m$, respectively. We found a phenomenon similar to 'race tracking', due to 'hesitation' in the micro ribs. As the melt flows, it starts to cool down and melt front located in the ribs near the gate cannot penetrate further because the flow resistance is large in that almost frozen portion. When the base is totally filled, the melt front away from the gate is not frozen yet. Therefore, it flows back to the gate direction through the ribs. Consequently, transcriptability of the rib far from the gate is better. We also verified this phenomenon via numerical simulation. We further investigated the effects of processing conditions, such as flow rate, packing time, packing pressure, wall temperature and melt temperature, on the transcriptability. The most dominant factor that affects the flow pattern and the transcriptability of the micro rib is flow rate. High flow rate and high melt temperature enhance the transcriptability of micro rib structure. High packing time and high packing pressure result in insignificant dimensional variations of the rib. Numerical simulation also confirms that low flow rate causes a short shot of micro ribs and high wall temperature helps the filling of the micro ribs.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권10호
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• pp.3909-3918
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• 2022

In the event of a severe accident, the reactor core may melt due to insufficient cooling. the high-temperature core melt will have a strong interaction (FCI) with the coolant, which may lead to steam explosion. Steam explosion would pose a serious threat to the safety of the reactors. Therefore, the study of steam explosion is of great significance to the assessment of severe accidents in nuclear reactors. This research focuses on the development of a two-dimensional steam explosion integrated analysis code called SEINA. Based on the semi-implicit Euler scheme, the three-phase field was considered in this code. Besides, the influence of evaporation drag of melt and the influence of solidified shell during the process of melt droplet fragmentation were also considered. The code was simulated and validated by FARO L-14 and KROTOS KS-2 experiments. The calculation results of SEINA code are in good agreement with the experimental results, and the results show that if the effects of evaporation drag and melt solidification shell are considered, the FCI process can be described more accurately. Therefore, it is proved that SEINA has the potential to be a powerful and effective tool for the analysis of steam explosions in nuclear reactors.

• 해양환경안전학회지
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• 제3권2호
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• pp.23-31
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• 1997

The results of high speed photography, acoustic emission detection and plasma UV radiation intensity measurement during CO2 laser welding of stainless steel 304 are presented. Video images with high spatial and temporal resolution allowed to observe the melt dynamics and keyhole evolution. The existence of a high speed melt flow which originated from the part of weld pool and flowed along the sides wall of keyhole was confirmed by the slag motion on the weld pool. the characteristic frequencies of flow instability and keyhole fluctuations at different welding speed were measured and compared with the results of Fourier analyses of temporal acoustic emission (AE) and light emission (LE) spectra. The experimental results were compared with the newly developed numerical model of keyhole dynamics. (The model is based on the assumption that the propagation of front part of keyhole into material is due to the melt ejection driven by laser induced surface evaporation.) The calculations predict that a high speed melt flow is induced at the front part of keyhole when the sample travel speed exceeds several 10mm/s. The numerical analysis also shows the hump formation on the front keyhole wall surface. Experimentally observed melt behavior and transformation of the AE and LE spectra with variation of welding speed are qualitatively in good agreement with the model predictions.

• 한국주조공학회지
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• 제43권6호
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• pp.271-278
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• 2023

본 연구에서는 임펠러 회전속도와 불활성 가스 유량을 바꾸어가며 A356 용탕 탈가스 실험을 수행하여 탈가스 시간에 따른 용탕 온도, 성분 및 밀도 변화를 측정하였다. 용탕 온도의 경우 탈가스 처리가 진행됨에 따라 서서히 감소하였으나 임펠러 회전속도 혹은 불활성 가스 유량과 용탕 열손실 간의 뚜렷한 상관관계는 확인할 수 없었다. 임펠러 회전속도와 불활성 가수 유량에 상관없이, A356 용탕 내 Mg 및 Ti 함량은 600초 이상 탈가스 처리 후에도 그 함량이 거의 변하지 않았으며, Sr의 경우 최대 70 ppm정도 그 함량이 낮아지는 것을 확인하였다. 측정된 용탕 밀도로부터 도출한 용탕 내 수소 농도와 탈가스 모델 식을 활용하여 실험 조건 별 탈가스 속도를 정량적으로 비교 분석해본 결과, 본 연구에서 다룬 탈가스 조업 환경에서는 임펠러 회전속도 보다는 불활성 가스 유량이 탈가스 속도에 영향을 미치는 것을 확인할 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제25권4호
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• pp.103-109
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• 2016

폴리에틸렌(Polyethylene) 배관은 가요성이 좋고 부식이 되지 않는 등의 장점으로 가스배관 뿐만 아니라 원자력 발전소의 배수관, 석유화학 및 정유사 공정배관 등으로 그 사용범위가 점차 확대되고 있다. 그러나 폴리에틸렌 배관의 연결부를 직접적으로 검사할 수 있는 검사방법이 개발되지 않아서 사용범위를 확대하는데 제한을 받고 있다. 폴리에틸렌 배관의 연결방법은 전기융착 방법과 버트융착 방법으로 구분할 수 있는데 이 중에서 가장 많이 사용하는 방법은 버트융착이다. 버트융착은 배관과 배관을 열판에 맞닿게 하고 일정한 온도 및 압력을 가한 후 열판을 제거하고 용융된 배관의 말단부를 서로 연결하는 방법으로서 별도의 연결구가 필요하지 않아 가장 많이 사용하고 있는 연결방법이다. 버트융착 시에 열판으로부터 열이 용융된 후 압력을 가하면 용융부는 비드를 형성하는 부분과 연결부를 형성하는 부분으로 분리되고 냉각과정을 거쳐 버트융착부가 된다. 본 연구는 연결부를 형성하는 부분에서 열판으로부터 열이 전파되어 용융된 거리를 측정하고 이 결과를 연결부에 대한 건전성 평가 방법 중의 하나로 제시하고자 한다. 외경 225mm, 두께 20.5mm의 중밀도 폴리에틸렌 가스용 1호관의 초음파 속도를 측정한 결과 2,200m/s 였다. 열용융 거리를 측정하기 위하여 열판으로부터 열이 전파되어 폴리에틸렌을 가열하는 시간을 0%~130%까지 변화시켜 시험편을 제작하였다. 또한 정상적인 가열시간(100%의 가열)을 제공하고 스크레핑 처리를 하지 않은 시험편과 토양을 삽입한 시험편 그리고 자갈을 삽입한 시험편과 비닐류를 삽입한 시험편을 제작하였다. 총 20개의 시험편에 대한 열용융 거리를 측정하기 위하여 3.5MHz 및 5.0MHz 센서를 이용하였으며 1개의 시험편에 대하여 총 3곳에서 초음파 탐상을 실시하였다. 열용융 신호를 명확하게 구분하기 위하여 모든 탐상 결과에 대하여 동일한 post image processing을 수행하였고 이미지 레벨, contrast, sharpen 및 threshold를 적용하였으며 결과 탐상은 가장 직관적으로 파악할 수 있는 gray scale로 표현하였다. 탐상 결과 가열시간이 짧은 시험편일수록 융착이 이루어지지 않아 멀티플 에코가 반사되는 영역이 증가하였으며 이 부분을 최대한 배제할 수 있는 위치에서 데이터를 획득하였다. 정상적인 가열시간의 80%인 168초의 시간을 가한 시험편부터 열용융 거리에 대한 반사신호가 뚜렷이 구분되었으며 이 시험편부터 거리 측정을 실시하였다. 가열시간이 정상가열시간의 7%인 15초의 가열시간을 가한 시험편부터 더 낮은 가열시간을 가한 시험편의 경우 융착이 이루어지지 않아서 3곳 모두 데이터 영상을 획득할 수 없었다. 위 실험 결과로 위상배열초음파를 통해 폴리에틸렌 배관 버트융착부에서 열이 용융되어 전파된 거리 측정이 가능함을 확인하였으며 또한 열이 용융되어 전파된 거리 측정을 통해 정상적인 융착과 불완전 융착을 구분할 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국분말야금학회:학술대회논문집
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• 한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part 1
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• pp.477-478
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• 2006

Close-coupled atomizers are of great interest and controlling their performance parameters is critical for metal powder producing and spray forming industries. In this study, designed close-coupled nozzle systems were used to investigate the effect of the nozzle types and protrusion length of the melt delivery tube on the pressure formation at the melt delivery tube tip. The observed metal flow rate was not behaving as what was earlier assumed, namely that, deeper aspiration enhanced metal flow rate. Higher aspiration pressure at the tip of the melt delivery tube increases the stability of atomization process.