• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.437-438
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• 2008

가스터빈 및 램제트의 효율 향상 및 허용수명과 안정성 확보를 위해서는 고온부품에 대한 효과적인 냉각기술개발이 필수적이다. 냉각시스템을 설계하기 위해서는 다양한 냉각방식에 대한 기초적인 연구뿐만 아니라, 이에 대한 이해를 기반으로 실제 조건에 대한 치밀한 해석이 필요하다. 실험 및 해석 결과를 토대로 열적 응력 및 예상 수명을 예측 할 수 있다. 이와 같은 일련의 설계 작업을 열설계 기술이라 하며, 열설계 기술은 가스터빈 및 램제트의 성능 향상은 물론 독자적인 설계 및 개발을 위해 필요한 핵심 요소설계기술 중 하나이다.

• Steel and Composite Structures
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• 제42권4호
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• pp.489-499
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• 2022

This paper proposes a numerical optimization method to design the mesoscale architecture of textile composite for simultaneously enhancing mechanical and thermal properties, which compete with each other making it difficult to design intuitively. The base cell of the periodic warp and fill yarn system is served as the design space, and optimal fibre yarn geometries are found by solving the optimization problem through the proposed method. With the help of homogenization method, analytical formulae for the effective material properties as functions of the geometry parameters of plain-woven textile composites were derived, and they are used to form the inverse homogenization method to establish the design problem. These modules are then put together to form a multiobjective optimization problem, which is formulated in such a way that the optimal design depends on the weight factors predetermined by the user based on the stiffness and thermal terms in the objective function. Numerical examples illustrate that the developed method can achieve reasonable designs in terms of fibre yarn paths and geometries.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권9호
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• pp.916-922
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• 2009

우주공간에서 임무를 수행하는 인공위성의 열설계는 열모델을 활용한 열해석 결과를 바탕으로 수행되므로, 열모델의 정확성은 매우 중요하며 이것은 보정과정을 통하여 향상된다. 열모델의 보정은 인공위성이 열진공 챔버에 장착된 형상을 모사하는 모델링에서 시작하여 실제형상과 열모델간의 일치성에 대한 검증, 거시적 변수에서부터 미시적 변수에 이르기까지 열모델 변수에 대한 조정 등을 거쳐 주어진 성공 조건을 만족할 때까지 열모델을 지속적으로 수정하는 과정으로 이루어진다. 본 연구에서는 열모델 보정의 성공 기준을 수립하고 인공위성 열-구조 모델 열진공 시험결과를 활용한 열모델 보정을 수행하여 보정 기준을 충족시켰다. 본 연구에서 보정이 완료된 열모델은 저궤도 인공위성 상세 열설계에 적용될 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제18권5호
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• pp.6-11
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• 2014

차량용 LNG 연료 용기의 내진동 단열 지지구조 최적화 설계 개발을 위하여 종래의 해외특허구조 설계를 기본으로 한 특성요인도 분석으로 용기의 내조 및 외조 지지부 구조설계의 주요 설계 인자를 도출하였다. 도출된 설계인자 중에서 우선적으로 지지 봉재의 직경과 단열 격판 연결부 곡률을 대상으로 하여 최적화를 수행하였다. 차량용 LNG 연료 용기 설계안에 대한 평가를 위해 설계안을 MSC/MARC 상용유한 요소해석 패키지를 활용하여 유한요소 모델링하여 진동모드해석과 열전달 및 열응력해석을 수행하였다. 최적화 설계 결과를 통하여 도출된 설계안은 고유진동해석을 통한 1차 모드 고유진동수(1st Mode Natural Frequency), 열전달해석을 통한 초저온 용기 내조 외조간 지지부를 통한 총전열량 및 열응력해석을 통한 최대 Von-Mises 응력이 모두 설계 목표치를 만족하였으며, 개발된 설계안에 따라 차량용 LNG 연료 용기의 제작하여 3차원 진동 시험과 단열성능 시험을 통해 설계를 검증하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제17권4호
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• pp.526-534
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• 2016

A MEMS solid propellant thruster array shall be operated within an allowable range of operating temperatures to avoid ignition failure by incomplete combustion due to a time delay in ignition. The structural safety of the MEMS thruster array under severe on-orbit thermal conditions can also be guaranteed by a suitable thermal control. In this study, we propose a thermal control strategy to perform on-orbit verification of a MEMS thruster module, which is expected to be the primary payload of the STEP Cube Lab mission. The strategy involves, the use of micro-igniters as heaters and temperature sensors for active thermal control because an additional heater cannot be implemented in the current design. In addition, we made efforts to reduce the launch loads transmitted to the MEMS thruster module at the system level structural design. The effectiveness of the proposed thermo-mechanical design strategy has been demonstrated by numerical analysis.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제2권1호
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• pp.19-25
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• 1999

A new urban design method from the viewpoint of climate is considered to be desired for urban life. The authors verified on an environmental planning based on new urban design concept which introduced the effect of sea breeze blowing along canals. The field observation of urban thermal environment were carried out to examine the cooling effects of a river through city. The observations were conducted to find the effect of a sea breeze and climate in summer along canals. Effective distance from the sea and cooling effect of the sea breeze on urban temperature was analyzed. The thermal index using outdoor environment was modified with New Effective Temperature ET*. On the basis of the observation. Human thermal comfort is relieved and affected by sea breeze blowing along canals. The canals were utilized as the trail on which sea breeze blows towards the center of city. From these results, The wind trail is one of the effective passive design method from the viewpoint of urban climate.

• 대한기계학회논문집B
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• 제31권10호
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• pp.876-883
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• 2007

Numerical simulations are conducted for the design of a micro thermal mass air flow sensor (MAFS), which consists of a microfabricated heater and thermopiles on the silicon-nitride ($Si_3N_4$) thin membrane structure. It is important to find the proper locations of these thermal elements in the design of MAFS with improved sensitivity. Three heating modes of the micro-heater are considered: constant temperature, constant power and heating pulses. The analyses are focused on the membrane temperature profile near the sensing section. Considered are the practical flow velocities, ranging from 3 m/s to 35 m/s, and the corresponding Reynolds numbers from 1000 to 10000. The results show that one of optimum sensing locations is about $100{\mu}m$ away from the microheater. It is concluded that the heating mode and configurations of thermal elements are the main factors for the MAFS with higher sensitivity.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권9호
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• pp.805-813
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• 2015

본 논문은 한국항공우주연구원에서 개발 중인 위성종합설계 소프트웨어의 부분들 중 열 해석 및 구조해석 격자 사이의 온도 해석 결과를 변환하는 알고리즘에 대한 전반적인 연구 내용을 기술한다. 일반적으로 인공위성은 궤도상의 다양한 우주환경에 따라서 온도가 시간에 따라 변하며 이에 따른 열변형을 고려한 구조적 안정성을 설계 단계에서 고려해야 한다. 본문에는 유한요소 열-구조 연계해석을 위한 이종 격자 간 온도 정보를 보간하는 방법을 제시하였으며 이 방법을 통해 온도 변환이 잘 수행됨을 확인할 수 있다.

• Elastomers and Composites
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• 제55권1호
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• pp.46-50
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• 2020

Material extrusion (ME)-type 3D printing is the most popular among the 3D printing processes. In this study, the cross-section morphologies of ME-type 3D printing manufactured specimens were observed with respect to the thermal properties of the material. The cross-section morphology of a specimen is related to the deposition strength, and the outside profile of the cross-section is related to the surface roughness. The filaments used in this study, with different thermal conductivities, were the acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), the high impact polystyrene (HIPS), the glycol-modified polyethylene terephthalate (PETG), and the polylactic acid (PLA). The cross-sections and the surfaces of the 3D manufactured specimens were examined. In ME-type 3D printing, the filaments are extruded through a nozzle and they form a layer. These layers rapidly solidify and as a result, they become a product. The thermal conductivity of the material influences the cooling and solidification of the layers, and subsequently the cross-section morphology and the surface roughness.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.2317-2322
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• 2010

신성장 동력 산업으로 분류된 LED 조명등은 점차 수요가 확대되고 있으나 본격적인 대중화를 이루기 위해서는 여전히 LED 방열 설계 최적화를 통한 긴 수명과 고효율 확보가 매우 중요하다고 하겠다. 본 연구에서는 기존 10W LED 조명등에 비하여 방열 성능이 더욱 개선된 LED 조명등을 개발하고자 하였다. 이를 위하여 기존 램프의 방열 성능 실험을 통하여 수치해석 모델을 완성하였고 이러한 수치 모델을 이용하여 방열핀 형상, PCB 종류 및 LED 개수 등과 같은 방열 설계 인자들을 최적화하였다. 또한, 시제품을 제작한 후 방열 성능을 실험으로 검증함으로써 방열 성능이 획기적으로 개선된 10W LED 조명등을 성공적으로 개발하였다.