• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제16권8호
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• pp.1154-1164
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• 2002

Losses on the turbine consist of the mechanical loss, tip clearance loss, secondary flow loss and blade profile loss etc.,. More than 60 % of total losses on the turbine is generated by the two latter loss mechanisms. These losses are directly related with the reduction of turbine efficiency. In order to provide a new design methodology for reducing losses and increasing turbine efficiency, a two-dimensional axial-type turbine blade shape is modified by the optimization process with two-dimensional compressible flow analysis codes, which are validated by the experimental results on the VKI turbine blade. A turbine blade profile is selected at the mean radius of turbine rotor using on a heavy duty gas turbine, and optimized at the operating condition. Shape parameters, which are employed to change the blade shape, are applied as design variables in the optimization process. Aerodynamic, mechanical and geometric constraints are imposed to ensure that the optimized profile meets all engineering restrict conditions. The objective function is the pitchwise area averaged total pressure at the 30% axial chord downstream from the trailing edge. 13 design variables are chosen for blade shape modification. A 10.8 % reduction of total pressure loss on the turbine rotor is achieved by this process, which is same as a more than 1% total-to-total efficiency increase. The computed results are compared with those using 11 design variables, and show that optimized results depend heavily on the accuracy of blade design.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.114-120
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• 2008

일반적으로 22.9[kV] 이하의 케이블은 가교폴리에틸렌(XLPE)을 절연체로 사용하고 있다. XLPE내부의 결함으로 인한 사고로 경제적 및 인명피해가 발생한다. 이러한 사고에 대한 처리 기준이 마련이 되어 있지 않아 사고처리의 체계화가 시급히 필요한 실정이다. 본 연구에서는 XLPE 케이블의 사고 요인이 되는 전기적 열화현상에 대한 자료구축을 위하여 XLPE에 곡율반경이 $10[{\mu}m]$인 침천극을 삽입하여 절연파괴, 트리형상 및 연면방전 시료를 제작하였다. 단시간 파괴는 AC 60[Hz]의 전압을 1[kV/sec] 상승하였으며, 장기과전의 경우 AC 60[Hz]의 전압을 12[kV] 및 17[kV]를 인가하여 전기적 열화 특성에 대하여 실험을 하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제33권9호
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• pp.859-869
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• 2009

물성치와 하중-변위곡선을 일대일 대응 시킬 수 있는 함수를 생성함으로써, 미지 재료에 대한 압입시험 데이터로부터 바로 재료물성을 찾는 압입물성평가 기법을 제시했다. 원뿔형 압입 유한요소해석으로 압입자 중심각이 압입 하중-변위 곡선에 주는 영향을 살펴 보았다. 이로부터 한 압입자 중심각에 대해 같은 Kick's law 계수 C를 갖는 두 재료들이 압입자 중심각이 변하면 서로 다른 C 값들을 가짐을 확인했다. 이어 영률, 항복강도, 변형경화지수와 하중-변위곡선 사이의 상관관계들을 분석하고, 항복변형률이 변형경화 지수와 더불어 중요한 변수임을 확인했다. 이 두 특성들을 바탕으로 이중원뿔형 압입 물성평가 수식들을 작성했다. 1회 압입 후 재료의 영률을 평가하고, 두 압입자를 이용해 얻은 하중-변위 곡선들로부터 곡률계수들을 구해 항복변형률과 변형경화 지수를 구했다. 제시된 물성평가법은 압입 하중-변위곡선들로부터, 압입자 물성과 선단반경에 상관없이, 평균오차 2% 내에서 재료 물성값들을 준다.

• Tribology and Lubricants
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• 제33권4호
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• pp.127-133
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• 2017

In order to characterize the adhesive properties and failure mechanisms of diamond-like carbon (DLC) films of two different thicknesses (130 nm and $1.2{\mu}m$), deposited by plasma-enhanced chemical vapor deposition on a Si substrate, scratch testing with a micro-indenter ($12.5{\mu}m$ tip radius) was performed under a linearly increasing load. These scratch tests were conducted under the same test conditions for both films. The critical load of each film was estimated from the scratch test results, based on a sharp increase in the coefficient of friction and a clear distinction of failure modes. The critical load was the basis for evaluating the adhesion strength of the films, and the $1.2{\mu}m-thick$ DLC film had superior adhesion strength. For better understanding of the failure modes, the following analyses were conducted: friction behavior and scratch tracks analysis using scanning electron microscopy, energy-dispersive spectroscopy, and 3-D profilometry. The scratch test results showed that failure modes were related to the thickness of the films. The 130 nm-thick DLC film underwent cohesive failure modes (cracks and chipping) before reaching to a gross failure stage. On the other hand, the thicker DLC film ($1.2{\mu}m-thick$) did not exhibit micro cracks before a sudden gross failure of the film together with the evidence of cracking and chipping of the Si substrate.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.150-150
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• 2010

Carbon nanotubes have drawn attention as one of the most promising emitter materials ever known not only due to their nanometer-scale radius of curvature at tip and extremely high aspect ratios but also due to their strong mechanical strength, excellent thermal conductivity, good chemical stability, etc. Some applications of CNTs as emitters, such as X-ray tubes and microwave amplifiers, require high current emission over a small emitter area. The field emission for high current density often damages CNT emitters by Joule heating, field evaporation, or electrostatic interaction. In order to endure the high current density emission, CNT emitters should be optimally fabricated in terms of material properties and morphological aspects: highly crystalline CNT materials, low gas emission during electron emission in vacuum, optimal emitter distribution density, optimal aspect ratio of emitters, uniform emitter height, strong emitter adhesion onto a substrate, etc. We attempted a novel approach to fabricate CNT emitters to meet some of requirements described above, including highly crystalline CNT materials, low gas emission, and strong emitter adhesion. In this study, CNT emitters were fabricated by filtrating an aqueous suspension of highly crystalline thin multiwalled CNTs (Hanwha Nanotech Inc.) through a metal mesh. The metal mesh served as a support and fixture frame of CNT emitters. When 5 ml of the CNT suspension was engaged in filtration through a 400 mesh, the CNT layers were formed to be as thick as the mesh at the mesh openings. The CNT emitter sample of $1{\times}1\;cm^2$ in size was characteristic of the turn-on electrical field of 2.7 V/${\mu}m$ and the current density of 14.5 mA at 5.8 V/${\mu}m$ without noticeable deterioration of emitters. This study seems to provide a novel fabrication route to simply produce small-size CNT emitters for high current emission with reliability.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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• pp.22-29
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• 2001

The present study investigates the effects of various rib arrangements and rotating on heat/mass transfer in the cooling passage of gas turbine blades. The cooling passage has very complex flow structure, because of the rib turbulator and rotating effect. Experiments and numerical calculation are conducted to investigate the complex flow structures and heat transfer characteristics; the numerical computation is performed using a commercial code, FLUENT ver.5, to calculate the flow structures and the experiments are conducted to measure heat/mass transfer coefficients using a naphthalene sublimation technique. For the rotating duct tests, the test duct, which is the cross section of is $20mm\times40mm$ (the hydraulic diameter, $D_h$, of 26.7 mm, has two-pass with $180^{\circ}$ turning and the rectangular ribs on the wall. The rib angle of attack is $70^{\circ}$ and the maximum radius of rotation is $21.63D_h$. The partition wall has 10 mm thickness, which is 0.5 times to the channel width, and the distance between the tip of the partition wall and the outer wall of the turning region is 26.7 mm $(1D_h)$. The turning effect of duct flow makes the very complex flow structure including Dean type vortex and high turbulence, so that the heat/mass transfer increases in the turning region and at the entrance of the second pass. The Coriolis effect deflects the flow to the trailing surface, resulting in enhancement of the heat/mass transfer on the trailing surface and reduction on the leading surface in the first pass. However, the opposite phenomena are observed in the second pass. The each rib arrangement makes different secondary flow patterns. The complex heat/mass transfer characteristics are observed by the combined effects of the rib arrangements, duct rotation and flow turning.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제3권3호
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• pp.233-240
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• 2015

본 연구에서는 다양한 형상변수들이 봅슬레이의 공력성능에 미치는 영향을 평가하기 위하여 삼차원 Reynolds-averaged Navier-Stoke 해석을 수행하였으며, 난류모델로는 표준 k-${\varepsilon}$ 모델이 사용하였다. 격자계로는 비정렬 사면체 격자를 사용하였다. 성능 평가를 위한 형상변수로는 전방범퍼의 장축의 길이, 범퍼의 높이, 그리고, 카울링 측면과 정면 각각에서의 곡률반경 등 네가지 변수를 설정하였으며. 이들이 공력성능으로 선정된 항력계수에 미치는 영향을 평가하였다. 해석결과, 범퍼의 높이와 카울링 측면의 곡률반경이 항력계수에 민감한 영향을 미침을 알 수 있었다.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제51권5호
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• pp.213-221
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• 2002

In order to improve the reliability of XLPE cables, it is necessary to find the useful diagnostic parameter according to long term aging. This paper described the change of partial discharge(PD) phase Properties of XLPE cable insulation with branch type electrical tree degradation. for long term aging. To understand the PD Properties with $\phi$ -q-n distributed shape of XLPE insulation, specimens were prepared by 22.9㎸ distribution cable and made in a type of block(16${\times}$16${\times}$3[mm]). Ogura needles having tip radius of l0${\mu}{\textrm}{m}$ were inserted into each block pieces. The measuring system was consisted of PD detector, digitizer for digital conversion, VXI system for signal processing. The PD properties of the specimens were measured from initiation of tree to breakdown and their characteristics were analyzed. We analyzed the relationship between electrical properties(PD Quantity, PD initiation angle, PD extinction angle, PD occurrence angle : (PD extinction angle - PD initiation angle)) and the normalized aging rate. We found PD parameter, PD initiation angle and occurrence angle, which are a useful diagnostic parameter in estimating the branch type electrical tree for XLPE insulation condition.

• 한국진공학회지
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• 제6권2호
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• pp.103-108
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• 1997

본 연구에서는 2단계 실리콘 건식식각 공정과 게이트 절연막으로 열산화막과 tetraethylorthosilicate(TEOS) 산화막의 이중막을 사용하고, 스핀-온-그래스 (Spin-on-glass:SOG) 에치백(etch-back) 공정에 의하여 게이트를 제작하는 새로운 방법을 통하여 실리콘 전계방출소자를 제작하고 그 특성을 분석하였다. 게이트 절연막의 누설전류 를 감소시키면서 팁과 게이트의 간격을 줄이는 구조인 이중 게이트 절연막을 형성하기 위하 여 팁 첨예화 산화 공정후 낮은 점도의 감광막(photo resist)을 시료에 도포한 후, $O_2$ 플라 즈마 에싱(ashing)하는 공정을 채택하였다. 이러한 공정으로 제작된 에미터 팁의 높이와 팁 반경은 각각 1.1$\mu\textrm{m}$와 100$\AA$정도이었으며, 256개 팁 어레이에서 전계방출의 문턱전압은 40V 이하이었다. 60V의 게이트전압에서 23$\mu\textrm{A}$(즉, 90nA/팁)의 높은 아노드 전류를 얻을 수 있었 다. 이때, 게이트 전류는 아노드전류의 약0.1%이하였다. 개발된 공정기술로 게이트 개구도 크게 감소시켰을 뿐 아니라, 게이트 누설전류를 현저히 감소시켰다.

• 한국진공학회지
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• 제7권2호
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• pp.88-93
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• 1998

본 연구에서는 기계-화학적 연마(Chemical-Mechanical-Polishing: CMP)공정을 이용 하여 게이트 전극을 가지는 실리콘 전계방출 소자를 제작하였으며, 또한 그 전자방출 특성 을 분석하였다. 실리콘 전계방출 소자를 제작하기 위해 실리콘을 두단계로 이루어진 건식식 각과 산화공정으로 팁을 뾰족하게 만들었으며, 게이트를 형성하기 위하여 고 선택비를 가지 는 CMP공정을 사용하였으며, 연마 시간과 연마 압력의 변화로 게이트 높이와 개구의 직경 을 쉽게 조절할 수 있었다. 또한, CMP공정시 발생되는 디싱(dishing)문제를 산화막 마스킹 을 사용함으로 해결하여 자동 정렬된 게이트전극의 개구를 깨끗하게 형성할 수 있었다. 제 작된 에미터의 높이와 팁끝의 반경은 각각 1.1$\mu$m, 100$\AA$정도이며, 제작된 2809개의 팁 어 레이로 80V의 게이트전압에서 31$\mu$A의 방출전류를 얻을 수 있었다.