• 한국안광학회지
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• 제13권1호
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• pp.53-58
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• 2008

목적: 안경렌즈용 소형 suptter coating system을 설계하고 제작하고자 한다. 방법: sputter system의 target 설계에 있어서 Essential Macleod thinfilm design software를 이용해 AR 코팅과 mirror 코팅이 동시에 설계 가능한 Si target 을 결정하였으며. 그 후 sputtering 장비를 제작하였다. 결과: $SiO_2$와 $Si_3N_4$의 5층 박막으로 구성되는 AR 코팅의 최적조건은 [air|$SiO_2$(81.3)|$Si_3N_4$(102)|$SiO_2$(19.21)|$Si_3N_4$(15.95)| $SiO_2$(102)|glass] 이였다. Mirror 코팅의 경우, blue color 코팅의 최적조건은 [air|$SiO_2$(56.61)|$Si_3N_4$(135.86)|$SiO_2$(67.64)| $Si_3N_4$(55.4)|$SiO_2$ (53.53)|$Si_3N_4$(51.28)|glass] 이고, green color 코팅의 최적조건은 [air|$SiO_2$(66.2)|$Si_3N_4$(22.76)|$SiO_2$(56.58)| $Si_3N_4$(140.35) |$SiO_2$(152.35)|$Si_3N_4$(70.16)|$SiO_2$(121.87)|glass] 이였으며, gold color 코팅의 최적조건은 [air|$SiO_2$(83.59)|$Si_3N_4$(144.86) |$SiO_2$(11.82)|$Si_3N_4$(129.93)|$SiO_2$(90.01)|$Si_3N_4$(88.37)|glass] 이였다. 결론: 코팅 시간을 줄여 안경단가를 줄이기 위하여 안경렌즈 코팅 시 렌즈의 전 후면을 동시에 코팅을 해야 하기 때문에 sputtering장비 설계를 할 때 안경렌즈 전면과 후면에 동일하게 Si target을 갖춘 cathode를 사용하였고, 렌즈의 곡률을 고려하여 각 층이 동일하게 코팅이 되어야 하기 때문에 target-substrate 간의 간격은 12.5 cm에서 20 cm로 가변할 수 있도록 설계하고 제작하였다. 고품질의 안경렌즈 코팅을 위하여 고진공 펌프로 turbo pump를 이용하였으며, 코팅박막의 균일함을 얻기 위해서 치구를 회전할 수 있도록 설계하고 제작하였다.

• 한국의학물리학회:학술대회논문집
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• 한국의학물리학회 2002년도 Proceedings
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• pp.400-403
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• 2002

The fundamental experiments for measuring soft x-ray characteristics from the vacuum capillary are described. These experiments were primarily performed in order to generate line spectra such as x-ray lasers. The generator consists of a high-voltage power supply, a polarity-inversion ignitron pulse generator, a turbo-molecular pump, and a radiation tube with a capillary. A high-voltage condenser of 200 nF in the pulse generator is charged up to 20 kV by the power supply, and the electric charges in the condenser are discharged to the capillary in the tube after closing the ignitron. During the discharge, weakly ionized plasma forms on the inner and outer sides of a capillary. In the present work, the pump evacuates air from the tube with a pressure of about 1 mPa, and a demountable capillary was developed in order to measure x-ray spectra according to changes in the capillary length. In this capillary, the anode (target) and cathode elements can be changed corresponding to the objectives. The capillary diameter is 2.0 mm, and the length is adjusted from 1 to 50 mm. When a capillary with aluminum anode and cathode electrodes was employed, both the cathode voltage and the discharge current almost displayed damped oscillations. The peak values of the voltage and current increased when the charging voltage was increased, and their maximum values were -10.8 kV and 4.7 kA, respectively. The x-ray durations observed by a 1.6 ${\mu}$m aluminum filter were less than 30 ${\mu}$s, and we detected the aluminum characteristic x-ray intensity using a 6.8 ${\mu}$m aluminum filter. In the spectrum measurement, two sets of aluminum and titanium electrodes were employed, and we observed multi-line spectra. The line photon energies seldom varied according to changes in the condenser charging voltage and to changes in the electrode element. In the case where the titanium electrode was employed, the line number decreased with corresponding decreases in the capillary length. Compared with incoherent visible light, these rays from the capillary were diffracted and diffused greatly after passing through two slits.

• 한국추진공학회지
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• 제18권1호
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• pp.33-41
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• 2014

초음속 터빈에서는 동익 유로에서의 질식 가능성을 줄이며, 설계 압력비를 구현할 수 있도록 한다. 하지만 동익 오버랩을 적용하면, 펌핑손실, 확산손실 등의 추가적인 손실이 동반된다. 따라서 터빈성능을 극대화하기 위한 최적 오버랩 형상을 찾기 위해 근사최적화 기법을 적용하였다. 설계변수는 동익 오버랩의 형상변수이다. 최적설계 결과, 기준모델 대비 팁 누설유량은 약 50% 감소하였으며, 정효율은 약 4% 증가하였다. 팁 오버랩 크기가 성능에 미치는 영향이 크게 나타난 반면, 허브 오버랩 크기가 성능에 미치는 영향은 작게 나타났다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제14권5호
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• pp.91-99
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• 2020

액체로켓엔진은 발사 전까지 성능의 입증을 위해 많은 시험을 거친다. 점화 및 시동 조건 설정을 위한 시험이나 정격 조건에서의 성능시험을 통해 설계 성능을 검증한다. 하지만 개발과정에서 여러 작동조건의 시험을 통해 탈설계 조건에서의 성능확인이 필요하며 이는 엔진 개발기간에 영향을 준다. 엔진 내의 제어 밸브의 개도를 변화시키는 엔진 성능 시험과 함께 엔진으로 공급되는 추진제의 조건을 변경시켜 탈설계 성능 시험을 수행한다. 본 논문에서는 나로우주센터에 설치되어 있는 한국형발사체 액체로켓 엔진 시험설비에서 수행된 엔진 시험 운용 결과를 기초로 하고 있으며, 시험 대상체에 공급되는 추진제의 압력과 온도의 변화로 터보펌프의 입구 조건을 변경시키는 탈설계 조건 성능시험을 위한 시험설비 운용에 관한 내용을 기술하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제9권3호
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• pp.49-56
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• 2004

A heated and expanded helium is used to pressurize liquid propellants in propellant tanks of propulsion system of liquid propellant launch vehicles. To produce a heated and expanded helium, an hot-gas heat exchanger is used by utilizing heat source from an exhausted gas, which was generated in a gas generator to operate turbine of turbo-pump and dumped out through an exhaust duct of engine. Both experimental and numerical approaches of hot-gas heat exchanger design were conducted in the present study. Experimentally, siliconites - electrical resistance types - were used to simulate the full heat condition instead of an exhausted gas. Cryogenic heat exchangers, which were immersed in a liquid nitrogen pool, were used to feed cryogenic gaseous helium in a hot-gas heat exchanger. Numerical simulation was made using commercially utilized solver - Fluent V.6.0 - to validate experimental results. Helically coiled stainless steel pipe and stainless steel exhausted duct were consisted of tetrahedron unstructured mesh. Helium was a working fluid Inside helical heat coil and regarded as an ideal gas. Realizable k-』 turbulent modeling was adopted to take turbulent mixing effects in consideration. Comparisons between experimental results and numerical solutions are Presented. It is observed that a resulted hot-gas heat exchanger design is reliable based on the comparison of both results.

• 한국추진공학회지
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• 제8권2호
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• pp.10-17
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• 2004

본 논문에서는 액체로켓엔진용 160 kW급 터보펌프의 터빈을 구동하고, 액체산소와 케로신을 추진제로 사용하는 연료 과잉 가스발생기의 설계점 연소성능시험 결과에 대해 논의하였다. 충돌형 F-O-F 분사기로 구성된 헤드부, 물냉각 채널 연소실, torch igniter, turbulence ring 그리고 측정 링을 갖는 가스발생기에 대해 기술하였고, 설계점에서의 연소시험 및 turbulence ring 장착여부. 연소실 길이 변화에 따른 연소시험의 결과들에 대해 기술하였다. 연소시험 결과 가스발생기는 설계점에서 안정된 작동성을 보여주었고. 연소압력 및 온도 등의 성능은 예측치에 근접하는 결과였다. Turbulence ring은 출구에서의 가스온도를 균일하게 분포시켜 효과적인 혼합 장치임을 보여 주었고, 4∼6msec 정도에서의 연소가스 잔류시간은 연소효율에 큰 영향을 주지 않았다. 가스발생기 출구에서의 온도는 공급되는 추진제의 O/F ratio에 따라 매우 민감하게 변화하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제12권2호
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• pp.74-80
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• 2008

로켓엔진을 시동할 때 사용하는 터보펌프 시동기를 개발하기 위한 개발로직을 검토하고 기초실험을 통해 요구조건과 설계인자의 적용범위를 도출하였다. 시동기에 사용하는 고체추진제인 AN계 복합추진제는 고-에너지의 가소제와 냉각제를 사용하고 상온에서 AN의 상변화에 따른 급격한 부피변화를 완화하는 상안정화를 적용하였다. 시동기 설계를 위한 기초실험을 통해 추진제의 연소속도는 $0.2{\sim}0.3\;mm/s$ 이며 압력지수는 $0.3{\sim}0.6$ 범위인 경우 충분한 안정성을 확보함을 확인하였다. 신뢰성 있게 파이로 시동기를 작동하기 위해서는 점화에너지의 크기 및 점화에너지 전달방법이 중요하였으며, 선정한 AN계 복합추진제의 안정한 점화를 위한 화염온도의 하한한계는 1400 K로 평가되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권9호
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• pp.816-825
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• 2007

액체 로켓 엔진시스템 개념설계를 위하여 주요 엔진 구성품들에 대한 모듈 프로그램을 통합한 성능 설계 프로그램을 작성하였다. 구성품에 대한 모듈 프로그램은 설계 인자를 수학적으로 묘사하였고, 구성품 간의 유량과 압력을 매칭시켜 각 모듈 프로그램을 통합함으로써 반복계산을 통해 엔진 성능을 예측하는 모듈화 프로그램을 작성하였다. 구성품간의 유량이 조율되고, 유량의 함수로 계산된 각 구성품에서의 압력강하량을 합산하여 터보펌프 출구조건을 부여하도록 하였다. 프로그램의 계산과정과 설계방법을 간략하게 제시하고, 결과는 검증 모델 엔진의 데이터와 비교하여 검증하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.185-185
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• 2011

ZnTe semiconductor is very attractive materials for optoelectronic devices in the visible green spectral region because of it has direct bandgap of 2.26 eV. The prototypes of ZnTe light emitting diodes (LEDs) have been reported [1], showing that their green emission peak closely matches the most sensitive region of the human eye. Another application to photovoltaics proved that ZnTe is useful for the production of high-efficiency multi-junction solar cells [2,3]. By using the pulse laser deposition system, ZnTe thin films were deposited on ZnO thin layer, which is grown on (0001) Al2O3substrates. To produce the plasma plume from an ablated ZnO and ZnTe target, a pulsed (10 Hz) YGA:Nd laser with energy density of 95 mJ/$cm^2$ and wavelength of 266 nm by a nonlinear fourth harmonic generator was used. The laser spot focused on the surface of the ZnO and ZnTe target by using an optical lens was approximately 1 mm2. The base pressure of the chamber was kept at a pressure around $10^{-6}$ Torr by using a turbo molecular pump. The oxygen gas flow was controlled around 3 sccm by using a mass flow controller system. During the ZnTe deposition, the substrate temperature was $400^{\circ}C$ and the ambient gas pressure was $10^{-2}$ Torr. The structural properties of the samples were analyzed by XRD measurement. The optical properties were investigated by using the photoluminescence spectra obtained with a 325 nm wavelength He-Cd laser. The film surface and carrier concentration were analyzed by an atomic force microscope and Hall measurement system.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.120-120
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• 2018

반도체 소자나 디스플레이 패널 제조 공정에 가장 많이 사용되는 진공 펌프인 터보 분자 펌프는 오일을 사용하지 않고, 설치 방향이 자유로우며 넓은 작동 압력 영역을 가지고 있어서 고가임에도 불구하고 점점 더 사용 영역을 넓혀 가고 있다. 상하의 두 곳에 회전축을 지지하는 베어링이 필요한데, 기계식 금속 베어링을 채용하는 경우에는 반드시 윤활유를 공급해 주어야 하고, 고온, 부식성 또는 산화성 가스의 배기 시에는 퍼지 가스로 비활성인 질소나 알곤등을 이용하여 보호를 해주어야 한다. 반면, 자기 베어링을 채택한 모델은 윤활의 걱정에서 자유로울 수 있기 때문에 채용이 늘어나고 있다. 동일극의 반발력이나 반대극의 인상력을 이용한 구조를 갖게 되는데 갑작스러운 입구 쪽 압력의 증가 시에는 자석 끼리 부딪치는 일이 발생하고 이로 인해서 로터 모듈 전체에 큰 손상을 갖게 되므로 한 곳 정도에 비상용 터치 다운 베어링을 기계식으로 윤활제 없이 설치하기도 한다. 기본적으로 자기 베어링 방식은 로터 모듈의 부상과 제어를 위해서 3축 또는 5축 제어를 하게 되는데 여기에는 전자석의 전류를 미세하게 조정하여 피드백 하는 시스템을 활용하기 때문에 외부에서의 자기장이 일정값 이상 침투하게 되면 제어 회로의 기능에 문제를 일으키게 된다. 또한 축 방향에 수직인 자기장의 강도가 높아지면 고속으로 회전하는 금속 블레이드가 자속을 자르게 되므로 표면에 와전류가 발생하여 문제가 된다. 터보 분자 펌프는 회전자와 고정자 간격이 1 mm 이내로 작아서 약간의 진동이라도 발생하면 회전자와 고정자 간에 충돌이 일어나고 이는 곧 파손으로 이어진다. 그림 1에는 파손 원인 분석을 위한 회전자 모듈의 수치 해석용 모델의 일부를 나타내었고, 그림 2에는 실제로 외부 자기장에 의한 파손이 발생한 사례의 자기 베어링 모듈의 사진을 나타내었다. 본 발표에서는 외부 자기장의 형태에 따라 제어 자기장에 미치는 영향을 CFD-ACE+(ESI corp)를 활용하여 해석하였다.