• 대한기계학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.132-141
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• 1992

본 연구에서는 실제적으로 베나트 대류의 발생시 유체층의 상하면은 적당한 대류 열전달 계수를 가지고 있게 되는데, 이와 같은 경계 조건을 가진 가변 점성 유 체의 안정성은 연구된 바가 없다. 이에 따라 본 연구를 수행하게 되었으며 유체의 점성이 지수 함수적으로 (.nu.=.nu.o exp(-CT)) 변화할 경우를 관찰하였다. Fig.1은 대 상이 된 유체층을 보인 것으로 하부는 고정되어 있고 상부는 고정되어 있거나 자유 표 면 상태이다. 유체층의 하부는 상부보다 더 뜨겁게 되어 있는데, 이것은 유체층의 상부는 차가운 주위로 열을 빼앗기며 하부는 뜨거운 주위로부터 가열되기 때문이다. 이때 상하부의 냉각 및 가열 경계 조건은 대류경계 조건으로 주어진다. 열팽창 계수 는 양이며 온도의 증가에 따라 점성은 감소한다.이와 같은 온도-점성 관계, 수력학 적 경계조건, 열적 조건등은 프란틀 수가 큰 유체에서 표본적으로 나타나는 것들로서 선형적 안정 이론을 적용하여 옳은 결과를 얻을 수 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제24권11호
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• pp.1437-1446
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• 2000

A numerical analysis on the freeze coating process of a non-isothermal finite dimensional plate with a binary alloy is performed to investigate the growth and decay behavior of the solid and the mushy layer of the freeze coat and a complete procedure to calculate the process is obtained in this study. The continuously varying solid and mushy layers are immobilized by a coordinate transform and the resulting governing differential equations are solved by a finite difference technique. To account for the latent heat release and property change during solidification, proper phase change models are adopted. And the convection in the liquid melt is modeled as an appropriate heat transfer boundary condition at the liquid/mushy interface. The present results are compared with analytic solutions derived for the freeze coating of infinite dimensional plates and the discrepancy is found to be less than 0.5 percent in relative magnitude for all simulation cases. In addition the conservation of thermal energy is checked. The results show that the freeze coat grows proportional to the 1.2 square of axial position as predicted by analytic solutions ar first. But after the short period of initial growth, the growth rate of the freeze coat gradually decreases and finally the freeze coat starts to decay. The effects of various non-dimensional processing parameters on the behavior of freeze coat are also investigated.

• 대한기계학회논문집B
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• 제33권9호
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• pp.688-698
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• 2009

Using the multi-dimensional, multi-phase, nonisothermal Polymer Electrolyte Fuel Cell (PEFC) model presented in Part I, the effects of land/channel flow-field on temperature and liquid saturation distributions inside PEFCs are investigated in Part II. The focus is placed on exploring the coupled water transport and heat transfer phenomena within the nonisothermal and two-phase zone existing in the diffusion media (DM) of PEFCs. Numerical simulations are performed varying the land and channel widths and simulation results reveal that the water profile and temperature rise inside PEFCs are considerably altered by changing the land and channel widths, which indicates that oxygen supply and heat removal from the channel to the land regions and liquid water removal from the land toward the gas channels are key factors in determining the water and temperature distributions inside PEFCs. In addition, the adverse liquid saturation gradient along the thru-plane direction is predicted near the land regions by the numerical model, which is due to the vapor-phase diffusion driven by the temperature gradient in the nonisothermal two-phase DM where water evaporates at the hotter catalyst layer, diffuses as a vapor form and then condenses on the cooler land region. Therefore, the vapor phase diffusion exacerbates DM flooding near the land region, while it alleviates DM flooding near the gas channel.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권6호
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• pp.409-414
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• 2017

본 연구의 목적은 실제 실리콘 박막 트랜지스터 내 포논 전달 특성을 이해하는 것이다. 이를 위해 박막 소자 내 열해석 예측 정확성이 검증된 전자-포논 상호작용 모델을 이용하여 반도체 산업에서 중요한 Silicon-on-Insulator(SOI) 시스템에 대한 다양한 조건에서 전자-포논 산란에 의한 Joule 가열 메커니즘의 고려하여 포논 전달 해석을 수행했다. 소자 장치 전원(device power)과 실리콘 층 두께 변화에 따른 포논의 평균자유행로(mean free path) 스펙트럼에 대한 열적 특성을 조사하여, 실제 SOI 소자 내 포논 전달을 이해했다. 이 결과는 SOI 소자의 신뢰성 설계 및 고효율 열소산(heat dissipation) 설계전략에 필요한 포논 전달 특성 이해에 활용될 수 있다.

• 센서학회지
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• 제27권3호
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• pp.204-208
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• 2018

Monolayer graphene grown via chemical vapor deposition (CVD) is recognized as a promising material for sensor applications owing to its extremely large surface-to-volume ratio and outstanding electrical properties, as well as the fact that it can be easily transferred onto arbitrary substrates on a large-scale. However, the Dirac voltage of CVD-graphene devices fabricated with transferred graphene layers typically exhibit positive shifts arising from transfer and photolithography residues on the graphene surface. Furthermore, the Dirac voltage is dependent on the channel lengths because of the effect of metal-graphene contacts. Thus, large and nonuniform Dirac voltage of the transferred graphene is a critical issue in the fabrication of graphene-based sensor devices. In this work, we propose a fabrication process for graphene field-effect transistors with Dirac voltages close to zero. A vacuum annealing process at $300^{\circ}C$ was performed to eliminate the positive shift and channel-length-dependence of the Dirac voltage. In addition, the annealing process improved the carrier mobility of electrons and holes significantly by removing the residues on the graphene layer and reducing the effect of metal-graphene contacts. Uniform and close to zero Dirac voltage is crucial for the uniformity and low-power/voltage operation for sensor applications. Thus, the current study is expected to contribute significantly to the development of graphene-based practical sensor devices.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제28권4호
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• pp.97-103
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• 2014

소방보호복은 고열유속에 의한 화상방지를 위해 3층 이상의 복합소재로 구성되어 있으며, 각 소재 사이는 공기 간극이 존재한다. 화재에 의한 고열유속 노출 시 공기 간극 내에서의 열전달은 대류와 복사에 의해 주로 발생하며, 그로 인해 간극의 크기에 따라서 비선형 특징의 열 저항 크기를 갖게 된다. 그러므로 본 연구에서는 보호복 소재 사이의 여러 가지 공기 간극(0~7 mm)에 대한 보호복의 열 보호성능을 자세히 파악하기 위한 실험을 수행하였다. 복사 열 유속 입사시에 시간에 따른 각 소재의 온도 변화뿐만 아니라, 열 보호성능을 가장 효과적으로 나타낼 수 있는 지표(Radiant Protective Performance, RPP) 값의 공기간극에 대한 변화 특성을 파악하였다. 공기간극이 증가할수록 단열효과가 커짐으로 인해 후면의 온도는 낮아지고, RPP는 커짐을 확인할 수 있었다. 특히 일정 열유속 조건에서 공기간극에 대한 RPP 값은 선형적인 특성을 나타내었고, 그러한 결과를 바탕으로 다양한 입사 열유속 및 공기 간극 조건에 대해 비교적 간단한 형태의 RPP 지표 예측 식을 제안하였고, 좋은 예측 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국해양학회지
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• 제20권2호
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• pp.28-39
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• 1985

저층 jet와 야간 최대 연안표층풍의 유도 mechanism을 텍사스주의 Port Aransas 와 Victoria지역에서 1976년 6월부터 1980년 8월까지 관측된 바람자료를 사용하여 경압모델에 의해 연구되었다. 이모델은 forcing function인 종관 및 중기압 경도, 마찰력과 대기안정도를 고려하여 개발된다. 연구결과는 야간최대 연안표층풍 에 대해 저층 jet가 95%의 출현빈도를 보여준다. 여름철에는 경사지형에 의한 경압 성이 thermal field의 일변화를 초래한다. 이 온도풍이 낮에는 탁월한 남풍의 풍속을 감소시키고 밤에는 증가시킨 다. 야간대기안정도는 마찰력 유리를 유도하므로 야간 저층 jet를 강화한다. 해안에서는 중립안정도가 지배적이고 또 저층 jet로부터 운동 량의 연직전이는 야간 최대연안표층풍을 형성한다. 저층 jet의 출현고도는 역전층과 의 뚜렷한 관계를 보여주지 않으며, 이 모델에 의한 계산결과는 관측치와 잘 일치 한다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제21권4호
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• pp.11-18
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• 2016

A numerical study is conducted on the optical fiber coating flow in a primary coating nozzle consisting of three major parts: a resin chamber, a contraction and a coating die of small diameter. The flow is driven by the optical fiber penetrating the center of the nozzle at a high speed. The axisymmetric two-dimensional flow and heat transfer induced by viscous heating are examined based on the laminar flow assumption. Numerical experiments are performed with varying the convergent angle of nozzle contraction and the optical fiber drawing speed. The numerical results show that for high drawing speed greater than 30 m/s, there is a transition in the essential flow features depending on the convergent angle. For a large convergent angle greater than $30^{\circ}$, unfavorable multicellular flow structures are monitored, which could be associated with wall boundary-layer separation. In the regime of small convergent angle, as the angle increases, the highest resin temperature at the exit of die and the coating thickness decrease but the sensitivity of coating thickness on drawing speed and the maximum shear strain of resin on the optical fiber increase. The effects of the convergent angle are discussed in view of compromise searching for an appropriate angle for high-speed optical fiber coating.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.1195-1204
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• 1992

본 연구에서는 등온 평면의 온도가 0.0.deg. C부터 8.0.deg. C까지, 그리고 주위물의 온 도가 1.0.deg. C부터 10.0.deg. C까지 일 대 상향 및 하향면 주위에서 일어나는 자연대류를 유한 차분법(FDM)으로 수치해석하여 등온면 주위에서 일어나는 유동형태, 속도분포, 평균 Nusselt수를 구하여 유동 및 열전달특성을 구명하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권12호
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• pp.1857-1863
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• 2010

본 논문에서는 탄소나노튜브 필름을 이용한 투명 압저항체의 제작 및 특성 연구를 수행하였다. 진공필터 방식으로 제작된 다양한 투과도를 가지는 탄소나노튜브 필름은 금층이 증착된 실리콘 기판위에서 사진식각 공정을 통해 패터닝이 된 후, 금층과 실리콘 기판의 약한 접착력으로 인해 실리콘 러버인 poly-dimethysiloxane (PDMS) 로 전사된다. 탄소나노튜브 필름의 압저항 특성을 분석하기 위해, 얇은 PDMS 멤브레인의 처짐에 대한 탄소나노튜브 필름의 저항 변화를 측정하여 10-20 의 개이지 팩터를 얻었으며, 인가 압력에 대한 저항 변화 실험을 수행하였다. 본 실험을 통하여 탄소나노튜브 필름은 폴리머 멤스의 다양한 응용분야에 투명한 압저항체로 사용될 수 있을 것으로 판단한다.