• 설비공학논문집
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• 제29권7호
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• pp.366-372
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• 2017

The objective of this study was to characterize Waveguide-Blow-Cutoff (WBC) array for Electromagnetic Pulse (EMP) shield in air duct or water pipe, the typical pathway of pulse in indoor space with critical electronic device. A numerical investigation with three different WBC designs (circular, rectangular, and hexagonal or honeycomb) was conducted to satisfy recommended shielding effectiveness (SE) levels from 80 dB to 140 dB. Pressure drop between upstream and downstream of EMP shields based on WBC arrays was also investigated to understand air flow feature in air duct of HVAC system. Results showed that honeycomb geometry outperformed other shapes in terms of reducing the depth of EMP shield, thus providing better air flow in duct path with lower local loss coefficient in HVAC system under SE requirements.

• 에너지공학
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• 제25권1호
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• pp.86-91
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• 2016

본 논문에서는 건축 관련 기술자들이 쉽게 사용할 수 있는 도파관 배열의 길이를 계산하는 가이드라인을 제시하였으며, 대상은 원형, 사각형 및 육각형 도파관을 단위 유닛으로 하는 배열이다. 본 가이드라인은 원형 도파관의 지름, 사각형 도파관의 가장 긴 한 변의 길이 및 육각형 도파관의 장축의 길이를 기준으로 간단하게 각 도파관 배열의 길이를 결정할 수 있는 그래프와 Table을 제시하는 것을 목표로 하였다. 연구결과, 지름 및 가장 긴 한변의 길이, 장축의 길이를 30 mm로 기준으로 하면, 차폐성능이 80 dB의 효과를 목표로 하면 육각형 도파관 배열의 길이가 사각형 도파관보다 5 mm 정도 짧아지게 된다. 또한 100 dB 차폐 성능을 목표로 할 경우 30 mm정도 짧은 것으로 나타났다. 원형 도파관을 비교하면 80 dB와 100 dB 모두 육각형 형태의 도파관을 사용하는 것이 도파관 배열의 길이를 13 mm 정도 단축시킬 수 있다. 따라서 동일한 차폐성능을 가지는 경우 압력손실을 고려하면 육각형 도파관을 사용하는 것이 가장 효율적 일것으로 판단된다.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.1-8
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• 2016

In this study, we evaluated the flow characteristics of various types of waveguide-below-cutoff (WBC) arrays and their shielding effectiveness (SE) of electromagnetic pulses (EMP) based on computational fluid dynamics (CFD). Three types of waveguides were selected for analysis: (1) grid type, (2) honeycomb type, and (3) multi-layer types (2-ply, 4-ply, 6-ply, and 8-ply). To analyze the air flow characteristics, the flow velocities in the longitudinal center of the WBC and the differential pressures between the WBC array inlet and outlet were evaluated. Consequently, we derive the following conclusions: (1) despite an increase in the inlet velocity, the pressure drop of the 6-ply multi-layer type did not significantly increase as compared to that of other types of waveguides (waveguide thickness of 0.1 mm, SE of 100 dB); (2) the grid and honeycomb type had the fastest flow rate of 17.5 m/s, which is approximately 2.5 m/s faster than that at the inlet (waveguide thickness of 1 mm, module size of 30 mm); and (3) the average pressure drop of the grid type waveguide is the lowest in the overall model, whereas that of the 8-ply is the highest (waveguide thickness of 1 mm, module size of 30 mm, and SE of 80, 100 dB).

• 에너지공학
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• 제24권4호
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• pp.159-165
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• 2015

본 논문에서는 EMP 차폐를 위한 WBC 배열이 설치된 대형 비상발전기 연도의 최적형상을 결정하는 것을 목표로 연구를 진행하였다. 시뮬레이션은 WBC 배열의 외부관경이 800, 850, 900, 1050mm 및 1250mm를 대상으로 하였으며 기본연도와의 접속길이를 150, 300, 450 mm, 연도의 유속은 15, 20, 25m/s로 하였다. EMP 차폐를 위한 WBC 배열을 연도에 설치하는 경우 WBC 배열의 외부관경, Main 연도와의 접속길이가 배기가스 흐름에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. WBC 배열의 외부관경이 1050, 1250mm이고 접속길이가 300, 450mm이면 도파관 배열에서 배기가스의 평균속도와 최고속도를 만족시키는 것으로 나타났다.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.1-6
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• 2016

Characteristics of exhaust from chimney of electricity generator are analyzed based on CFD when Waveguide-Below-Cutoff (WBC) array is installed in order to achieve the certain level of electromagnetic pulse (EMP) shielding. The main purpose is prediction of average and maximum velocity of exhaust. The results reveal that: 1) When the specification of waveguide is given as 80-diameter, 400-length, and the gap of 20 mm, the shielding effectiveness (SE) is 140dB. The average and maximum velocity of exhaust in the chimney with WBC Array can be represented as exponential functions. 2) As the number of WBC increases, the velocity in the chimney dwindles. 3) Under the situation that WBC with 80 mm diameter is located at intervals of 20 mm, the average velocity can be approximated by $25.5344{\times}e^{(-0.0098{\times}N_{WBC})}$ with input velocity of 15 m/s. In addition, the determination coefficient is 0.915, which is sufficiently high.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권6호
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• pp.452-458
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• 2017

배기관 및 급수관에 사용되는 다층 구조 도파관은 공정의 이점 및 유속 손실을 줄이는 장점을 가진다. 또한, 겹치는 층의 수를 증가시켜 차폐효과를 보상할 수 있다. 하지만 다층 구조 도파관의 차폐효과를 기존의 차폐효과 방정식으로는 예측할 수 없음에서 발생하는 적용 한계를 극복하기 위해, 수정된 차폐효과 방정식을 제안하였다. 수정된 차폐효과 방정식은 다층 구조 도파관 내부가 공기로 채워진 경우와 특정 매질이 채워졌을 경우로 나누어서 2층 구조에서부터 64층 구조까지 증가시켜 결과를 얻어냈다. 또한, 결과의 타당성을 증명하기 위하여 시뮬레이션 결과와 비교하여 제안된 차폐 효과 방정식이 일치하는 것을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제27권8호
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• pp.735-741
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• 2016

배기관에 도파관 배열을 삽입하여 일정수준의 차폐효과를 만족시키기 위해서는 도파관 배열의 전체길이가 늘어나야 한다. 이때, 공정의 난이도와 비용이 증가하게 되며, 유체의 흐름을 방해하게 된다. 이를 보완하기 위해, 여러 개의 도체판으로 접합시켜 만든 도파관을 교차시켜 다층 구조 도파관을 제안하였다. 2층 구조에서부터 8층 구조까지 증가시키며, 차폐효과를 확인한 결과, 52 dB에서 75 dB로 향상되는 것을 확인하였다. 또한, 다층 구조 도파관이 설치된 배기관에 대해서 유속 시뮬레이션을 진행한 결과, 주입구 유속이 1m/s일 경우, 2층 구조에서부터 8층 구조까지 입구 및 출구 측 유속이 각각 0.88m/s에서 0.77m/s, 0.63m/s에서 0.68m/s로 단일 사각형 도파관 배열의 유속 결과 값인 0.79m/s와 0.53m/s에 비해서 속도 손실이 줄어드는 것을 확인하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제30권4호
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• pp.94-102
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• 2016

EMP 방호용 차폐 시설을 구축 할 때 소화 배관들의 방호 처리를 위하여 WBC 효과를 이용하며, 차폐도를 높이기 위해서 소화 배관 내부에 허니컴을 삽입한다. 이때 허니컴 단위 셀의 크기가 작으면 물의 흐름에 지장을 주며, 침전물에 의하여 소화 배관이 막히게 된다. 이것을 방지하기 위하여, 물의 분극손실에 의한 차폐도를 이용해서, 허니컴 셀의 크기는 키우고, 두께는 얇게 하면서도 요구하는 차폐도를 얻을 수 있는 설계 방법을 제시하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.117-123
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• 2006

본 논문에서는 고조파 제거 특성을 갖는 DGS 형태의 CPW 저역 통과 여파기를 설계하였다. 서로 다른 불요응답 특성을 갖는 2개의 저역 통과 여파기를 설계하고 결합하여 불요 응답을 -15 dB 이하로 줄일 수 있었다. 추가적으로 아령 모양의 DGS를 설계하여 여파기와 결합함으로써 -25 dB 이하의 우수한 불요 응답제거 특성을 얻을 수 있었다. 제작된 여파기는 $17.2mm\times6.8mm$의 작은 크기로, 6 GHz의 차단 주파수를 가지며, 2개의 감쇄극을 갖는 7차의 급격한 감쇄 특성을 나타내었다. 측정된 주파수 특성 결과는 시뮬레이션 결과와 잘 일치하였다.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.15-24
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• 2014

This study conducted a computational fluid dynamics(CFD) analysis to find an appropriate diameter or sectional area of air ducts and fluid pipes which have an electromagnetic pulse(EMP) shied to protect indoor electronic devices in special buildings like military fortifications. The result shows that the optimized outdoor air intake size can be defined with either the ratio of the maximum air velocity in the supply duct to the air intake size, or the shape ratio of indoor supply diffuser to the outdoor air intake. In the case of water channel, the fluid velocity at EMP shield with the identical size of the pipe, decreases by 25% in average due to the resistance of the shield. The enlargement of diameter at the shield, 2 step, improves the fluid flow. It illustrated that the diameter of downstream pipe size is 1step larger than the upstream for providing the design flow rate. The shield increases friction and resistance, in the case of oil pipe, so the average flow velocity at the middle of the shield increase by 50% in average. In consideration of the fluid viscosity, the oil pipe should be enlarged 4 or 5 step from the typical design configuration. Therefore, the fluid channel size for air, water, and oil, should be reconsidered by the engineering approach when EMP shield is placed in the middle of channel.