• 제목/요약/키워드: Thermal ablation

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Measurement and Prediction of Damage Threshold of Gold Films During Femtosecond Laser Ablation

  • Balasubramani, T.;Kim, S.H.;Jeong, S.H.
    • 한국레이저가공학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.13-20
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    • 2008
  • The damage threshold measurement of gold films is carried out with ultrashort-pulse laser. An enhanced two temperature model is developed to encounter the limitation of linear modeling during ultrashort pulse laser ablation. In which the electron heat capacity is calculated using a quantum mechanical approach based on a Fermi-Dirac distribution, temperature-dependent electron thermal conductivity valid beyond the Fermi temperature is adopted, and reflectivity and absorption coefficient are estimated by applying a temperature-dependent electron relaxation time. The predicted damage threshold using the proposed enhanced modelclosely agreed with experimental results, demonstrating the importance of considering transient thermal and optical properties in the modeling of ultrashort pulse laser ablation.

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미세 유체 상 PDMS 고분자 필름의 펨토초 레이저 어블레이션 및 천공 임계치 연구 (fs-laser Ablation and Optoperforation Threshold for PDMS Thin Film on $\mu$-channel)

  • 우숙이;;윤태오;정세채;박일홍
    • 한국정밀공학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.29-33
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    • 2010
  • We have investigated fs-laser ablation as well as optoperforation threshold of PDMS (Polydimethylsiloxane) thin lid cover on ${\mu}$-channel with changing the flow medium from water to hemoglobin. The ablation threshold is found to be independent of both PDMS thin film thickness and flow medium, but the optoperforation threshold is dependent on the films thickness. The observation that the ablation process is well described with simple two-temperature model supposed that the cover lid PDMS of $\mu$-channel be processed with minimized thermal effects by fs-laser with low laser fluence.

Thermal Property Measurement of Swine Atrium

  • ;김지연
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.343-347
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    • 2008
  • Thermal conductivity, thermal diffusivity were measured in the atrium of a swine heart. Radiofrequency (RF) catheter ablation in an atrium has rapidly emerged at the treatment of symptomatic reentrant arrhythmia associated with accessory pathway or Atrioventricular (AV) node conduction. The thermal properties of an atrium are definitely necessary for these treatments because, in thermal treatments, conductivity and diffusivity are significant factors in the relationship between the applied RF power and the resulting atrium temperature rise. Thermal properties were measured using a self-heated thermistor probe. Thermistor probes were inserted into the tissue of interest and were used to supply heat within the tissue as well as to monitor the temperature rise in the tissue. The measurements were performed at temperatures of 25, 37, $50^{\circ}C$. Atrium thermal conductivity ranged from 5.17$\pm$0.12 mW/cm$^{\circ}C$ at $25^{\circ}C$ to 5.33$\pm$0.08 mW/cm$^{\circ}C$ at $37^{\circ}C$. Atrium thermal diffusivity ranged from 0.00132$\pm$0.00007$cm^2$/sec at $25^{\circ}C$ to 0.00138$\pm$0.00003 $cm^2$/sec at $50^{\circ}C$. This paper also present the thermal property comparison of both chambers of a heart (ventricle and atria).

압력과 산화몰분율이 그라이트 목삽입재의 삭마율에 미치는 영향 (The Effect of Pressure and Oxidation Mole Fraction on Ablation Rate of Graphite for Nozzle Throat Insert)

  • 함희철;강윤구
    • 한국추진공학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.8-15
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    • 2014
  • 고체 로켓 추진기관의 노즐목 삽입재에 적용하는 그라파이트의 삭마율 특성을 분석하였다. 지상연소시험은 3종류의 일반적인 노즐형태를 갖는 추진기관을 사용하여 수행하였다. 즉, De-Laval 형태, 토출관 형태, 내삽 형태이다. 13종류의 서로 다른 형상의 추진기관에 다양한 추진제를 적용하였고, 노즐목 위치에 그라파이트를 적용하여 총 37회의 연소시험을 수행하였다. 분석결과 그라파이트의 삭마율은 연소실 평균압력이 상승함에 따라, 산화몰분율이 증가함에 따라 증가함을 알 수 있다.

Two Dimensional Analysis for the External Vessel Cooling Experiment

  • Yoon, Ho-Jun;Kune Y. Suh
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제32권4호
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    • pp.410-423
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    • 2000
  • A two-dimensional numerical model is developed and applied to the LAVA-EXV tests performed at the Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) to investigate the external cooling effect on the thermal margin to failure of a reactor pressure vessel (RPV) during a severe accident. The computational program was written to predict the temperature profile of a two-dimensional spherical vessel segment accounting for the conjugate heat transfer mechanisms of conduction through the debris and the vessel, natural convection within the molten debris pool, and the possible ablation of the vessel wall in contact with the high temperature melt. Results of the sensitivity analysis and comparison with the LAVA-EXV test data indicated that the developed computational tool carries a high potential for simulating the thermal behavior of the RPV during a core melt relocation accident. It is concluded that the main factors affecting the RPV failure are the natural convection within the debris pool and the ablation of the metal vessel, The simplistic natural convection model adopted in the computational program partly made up for the absence of the mechanistic momentum consideration in this study. Uncertainties in the prediction will be reduced when the natural convection and ablation phenomena are more rigorously dealt with in the code, and if more accurate initial and time-dependent conditions are supplied from the test in terms of material composition and its associated thermophysical properties.

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순수 알루미나와 탄소나노튜브 강화 알루미나 복합체의 극초단 펄스레이저 가공특성 비교 (Comparison of Ablation Characteristics of Carbon Nanotube reinforced Hybrid Al2O3 by using Ultrashort Pulse Laser)

  • 이준영;윤지욱;강명창;조성학
    • 한국기계가공학회지
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    • 제12권6호
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    • pp.23-29
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    • 2013
  • In this paper, pure $I_{ph}$ and hybrid carbon nanotube reinforced $I_{ph}$ were sintered using the SPS(spark plasma sintering) method for high densification. A nanosecond laser (${\lambda}=1063nm$, ${\tau}P=10ns$) and a femtosecond laser (${\lambda}=1027nm$, ${\tau}P=380fs$) were installed on an optical system for the micromachining test. The ablation characteristics of the pure $I_{ph}$ and CNT/$I_{ph}$ composites, such as thermal effect and ablation depth, were investigated using FE-SEM and a confocal microscope device. Laser machining results for the two mating materials showed improved performances: CNT/$I_{ph}$ composites showed good surface morphology of hole drilling without a melting zone due to the composites' high thermal properties; also, the ablated depth of CNT/$I_{ph}$ was higher than that of pure $I_{ph}$.

노즐목 적용 탄소/탄소 복합재료의 열반응 특성 연구 (A Study on the Thermal Response Characteristics of Carbon/Carbon Composites for Nozzle Throat Insert)

  • 함희철;배주찬;황기영;강윤구
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
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    • pp.162-166
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    • 2005
  • 고체로켓 모터의 노즐목 삽입재에 적용하는 탄소/탄소 복합재료의 열반응 특성을 분석하였다. 내열평가 시험은 3종류의 TPEM 모터를 사용하였고, 추진제는 2종류를 사용하였다. 삭마율은 연소실 압력이 상승함에 따라, 산화몰분율이 증가함에 따라 증가하고, 소재 밀도가 증가함에 따라 감소한다.

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노즐목 적용 탄소/탄소 복합재료의 열반응 특성 연구 (A Study on the Thermal Response Characteristics of Carbon/Carbon Composites for Nozzle Throat Insert)

  • 함희철
    • 한국추진공학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.30-37
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    • 2006
  • 고체로켓 모터의 노즐목 삽입재에 적용하는 탄소/탄소 복합재료의 열반응 특성을 분석하였다. 내열 평가 시험은 3종류의 TPEM 모터를 사용하였고, 추진제는 2종류를 사용하였다. 삭마율은 연소실 압력이 상승함에 따라, 산화몰분율이 증가함에 따라 증가하고, 소재 밀도가 증가함에 따라 감소한다.

영상분석을 통한 KL-3 엔진 노즐목 삭마량 측정 (Measurements of Ablations on Nozzle Throats of KL-3 Engines Using Image Analysis)

  • 김영한;고영성;박성진;류철성;강선일;오승협
    • 한국추진공학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.1-7
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    • 2003
  • 본 연구에서는 열적 삭마에 의한 노즐목 면적 증가량을 알아내기 위해 KSR-III로켓의 주엔진인 KL-3 엔진의 노즐목의 형상을 측정하고자 시도하였으며, 기존에 사용하던 3차원 변위 측정기를 이용한 방식의 접근이 곤란함에 따라 영상처리 기법을 도입한 측정 방식을 고안하여 사용하였다. 영상 기반 노즐목 형상 측정 장치는 만족스런 결과를 보였다. 시험결과 분석을 통해서는 삭마의 형상은 분무 형상에 의해 결정된다는 것과, 삭마의 진행이 3개의 구간으로 나누어 설명할 수 있음을 밝혔는데, 노즐목이 원형을 그대로 유지하며 삭마진행이 미미한 구간, 원형에서 벗어나 요철형상이 발달하면서 삭마진행이 가속되는 구간, 요철형상이 이미 정착되어서 요철의 깊이만 증가하되 삭마량은 미미한 구간이다. 또한 60초 연소 후 노즐목 면적 증가율은 +5.82% 정도로 만족할 만한 수준으로 판단한다.

흑연 노즐목 삽입재의 삭마율에 미치는 영향 인자 연구 (A Study on the Influence Factors for Ablation Rate of Graphite Nozzle Throat Insert)

  • 함희철;강윤구;서상규
    • 한국추진공학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.12-20
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    • 2017
  • 고체 로켓 추진기관의 노즐목 삽입재에 적용하는 흑연의 삭마율 특성을 분석하였다. 지상연소시험은 3 종류의 일반적인 노즐형태를 갖는 추진기관을 사용하여 수행하였다. 즉, De-Laval 형태, 토출관 형태, 내삽 형태이다. 10 종류의 서로 다른 형상의 추진기관에 다양한 추진제를 적용하였고, 노즐목 위치에 흑연을 적용하여 총 48회의 연소시험을 수행하였다. 분석결과 흑연의 삭마율은 연소실 평균압력이 상승함에 따라, 산화제 몰분율이 증가함에 따라 증가함을 알 수 있었다. 또한, 연소실 압력, 산화제 몰분율, 노즐목 크기 등 3 가지의 영향인자를 고려한 노즐목 삭마율 관계식을 유도하였으며, 측정치와 비교한 결과 ${\pm}0.10mm/s$ 이내로 일치하였다.