• Composites Research
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• v.31 no.2
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• pp.63-68
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• 2018

Thermoplastic composite has been limitedly used in high performance aerospace industry due to relatively low mechanical properties even though it has various advantages. But, thermoplastic aromatic polymer composite has recently been researched and utilized much. In this study, PEEK and PPS neat resin film as representative thermoplastic aromatic polymer were processed through continuous heating, cooling and reheating cycle. Property change such as glass transition temperature and melting temperature were identified and crystallinity variation by different cooling rate were evaluated. In the first (heating) run, polymer specimens were kept for 5 minutes at higher temperature than melting point to remove previous thermal history, and crystallization reaction was controlled by adjusting cooling rate to 2, 5, 10, 20 and $40^{\circ}C/minute$ in the second (cooling) run. In the third (heating) run, specimen crystallinity were verified by measuring the melting enthalpy. The initial specimens containing high portion of amorphous structure exhibited cold crystallization and clear glass transition in the first run whereas they did not show in the third run due to the increase of crystalline structure portion. As cooling rate decreases through the second cooling run, the crystallinity of the specimen increased. PEEK polymer had 21.9~39.3% crystallinity depending on cooling rate change whereas PPS polymer showed 29.1~31.2%.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.12 no.1
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• pp.26-31
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• 2011

In this study, it made to run conventional single direct injection(DI) diesel engine, which adapted bulk combustion system not following spark ignition system without any ignition apparatus. It was heated and controlled inlet-air into conventional single DI diesel engine. The maximum value of brake thermal efficiency was at 35 region of air-fuel ratio. On the contrary, when the region of air-fuel ratio leaner than 35, brake thermal efficiency was decreased suddenly. And brake thermal efficiency was increased as much as inlet-air heating temperature increased. So, when air-fuel ratio was decreased and inlet-air heating temperature was higher, the engine was in optimal operation condition.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1997.11a
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• pp.10-11
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• 1997

고체 추진제를 사용하는 추진 시스템을 개발하는데 가장 커다란 문제로 인식되고 있는 것은 추진제의 연소 특성을 이해하는 일이다. 그 중에서도 연소실의 압력 진동과 추진제 벽면으로 흡수되는 복사 열전달에 의한 연소율(burning rate)의 변화로 인하여 발생하는 연소 불안정에 대한 이해는 아직도 완전히 규명되지 않고 있다. 고체 추진제의 연소 불안정에 대한 이론적 해석은 준-정상 1차원 해석(Quasi-Steady Homogeneous One-Dimension) 방법에 의하여 단순화된 지배방정식을 해석하는 것이 일반적으로 잘 알려져 있는 방법이다. 이 가정은 고체 추진제가 연수되는 영역을 두께가 매우 얇은 영역의 표면반응영역(surface reaction layer)과 화학반응이 없는 응축상태영역(condensed phase zone) 그리고 기체상태의 연료와 화염이 존재하는 기체상태영역(gas phase zone) 등의 3영역으로 구분하며, 기체상태영역에서 발생하는 교란에 대한 응축상태영역의 반응시간 크기(response time scale)가 매우 크기 때문에 응축상태영역의 반응은 준 정상적으로 일어난다고 가정하는 것이다.그러나, 연소실의 온도가 $3000^{\circ}K$ 정도의 높은 온도이어서 복사 열전달에 의한 고체 추진제의 가열이 중요한 열전달 방법으로 작용하게 되므로 이를 무시한 이론적 해석은 물리적인 중요성이 약하여질 수밖에 없다. 본 연구에서는 기체영역으로부터 전달되는 복사 열전달은 투명(transparent)한 표면반응영역을 통과하여 응축상태영역에서 모두 흡수되며 추진제 표면에서의 복사열방출(emission)을 고려하였다. 또한 연소불안정 현상을 해석하기 위하여 표면반응영역에서의 경계조건은 선형교란량으로 대치하는 Zn(Zeldovich-Novozhilov) 방법을 사용하였다. 이 방법은 기체상태영역에 대한 구체적인 해석없이도 연소불안정 현상을 해석할 수 있는 장점이 잇다. 즉 응축상태영역에서의 연소율과 표면온도는 각각 기체영역으로부터 전달되는 온도구배와 연소압력, 그리고 복사 열전달의 함수관계이므로 선형교란에 의한 추진제표면에서의 교란경계조건을 얻을 수 잇으며, 응축영역의 교란지배방정식과 함께 사용하여 압력교란과 복사 열전달의 교란에 대한 연소율의 교란 증감 여부를 판단하여 연소 불안정 현상을 해석할 수 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.182.2-182.2
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• 2016

Hollow cathode discharge(중공 음극)는 음극 표면에서 발생되는 2차 전자를 이용하여 높은 밀도의 플라즈마를 만들 수 있는 장점이 있다. 전원으로 microwave, RF, DC, pulsed dc등을 사용할 수 있으며 박막의 증착, 식각 등에 응용 가능하다. 물리적 현상으로는 중공 음극 재료 표면 물질의 가열 및 이온 스퍼터링, 2차 전자의 가열, 자기장 인가 구조의 경우 전자 거동이 있다. PIC(particle-in-cell)방식의 모델링과 fluid model을 이용한 방법이 있는데 본 연구에서는 상용 fluid model software인 ESI사의 CFD-ACE+를 사용하여 모델링 하였다. 구동 주파수는 13.56 MHz의 상용 고주파 전원과 보다 낮은 1 MHz, 100 kHz의 수치 모델을 이용하여 HF, MF, LF 영역에서의 동작 특성을 해석하였다. 1차적으로는 가스 유동의 특성을 2D, 3D로 조사하였고 플라즈마 거동은 2차원을 주로 진행하였으며 계산 시간이 오래 거리는 3차원 모델을 하나 만들어 그 특성을 조사하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2016.07a
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• pp.429-430
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• 2016

농업용 하우스의 온방장치로 기존의 경유식 온풍기 구조에서 전기식 온풍기 구조로 바뀌고 있으며, 전기식 온풍기의 경우 멸균을 겸하는 고주파 유도가열 온풍기 적용에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 자동공진 추정기법을 이용한 정격 시 공진형 영전류 스위칭 방식이 이루어질 수 있고, 온풍기 특성에 맞는 새로운 주파수제어 영역을 사용하여 제어하였다. 또한 새롭게 제안하는 공진점 추종 제어 기법을 사용한 유도가열 시스템을 구현 하여, 이에 대한 시뮬레이션과 실험을 통하여 타당성을 증명하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.07a
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• pp.440-441
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• 2018

본 연구에서는 핫플레이트를 균일한 표면 온도로 가열시키기 위한 카트리지 히터의 설계를 시도하였다. 이를 위하여 1. 표면 전력밀도 및 전열선 전력밀도에 따른 발열온도 측정 실험 2. 카트리지 히터의 분할 영역과 전열선 권선 비율에 따른 온도 측정 실험을 실시하여 온도분포형 카트리지 히터의 설계 사양을 선정하였다. 또한 이렇게 설계한 카트리지 히터를 직접 제작하여 기존의 표준형 카트리지 히터와의 성능 비교 측정 실험을 실시하여, 본 연구에서 제시한 방법으로 제작한 카트리지 히터의 표면 온도 균일도가 우수함(표면 온도차 ${\leq}1.25[^{\circ}C]$)을 증명하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• v.9 no.1
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• pp.7-13
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• 1977

This paper attempted to investigate the temperature characteristics and electrical conduction when low density polyethylene is irradiated. It was found that the log $\rho$ versus 1/T in irradiated polyethylene specimen resulted in different characteristics when it was heated upto above the melting point from when it was heated at the beginning stage. It was also found that the relation between the temperature and volume resistivity represented jumping phenomenon and that crystallization by thermal change was closely related to the fusion of crystalline region.

• Proceedings of the Korea Institute of Fire Science and Engineering Conference
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• 2009.04a
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• pp.147-154
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• 2009

화재와 같은 고온의 환경에서 콘크리트의 고강도화는 폭렬(Explosive Spalling)이라는 큰 위험성을 가지고 있으며, 이러한 폭렬의 원인으로는 콘크리트 내부의 수증기압이 가장 큰 원인으로 제기되고 있다. 본 논문은 콘크리트의 폭렬발생 있어서 압축강도 및 함수율이 초기 폭렬특성에 미치는 영향을 실험적으로 검토하기위하여 건축구조물의 화재 온도조건인 ISO834 화재온도이력곡선을 15분, 30분 적용하여 콘크리트의 초기 폭렬특성을 검토하였다. 그 결과 압축강도 가열시간 함수율이 증가할수록 폭렬발생 및 폭렬현상이 증대되는 경향이 나타났으며, 15분, 30분 가열시간에 따른 잔존강도율을 나타내었다. 또한, 압축강도 및 함수율에 따른 폭렬발생영역을 분석하였으며, 압축강도 50${\sim}$100 MPa의 경우 함수율 3%이하, 100 MPa이상의 경우는 1%이하로 제어할 경우 폭렬현상이 발생하지 않을 것으로 판단되었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.36 no.6
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• pp.639-646
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• 2012

The characteristics of autoignited lifted flames in laminar jets of carbon monoxide/hydrogen fuels have been investigated experimentally in heated coflow air. In result, as the jet velocity increased, the blowoff was directly occurred from the nozzle-attached flame without experiencing a stabilized lifted flame, in the non-autoignited regime. In the autoignited regime, the autoignited lifted flame of carbon monoxide diluted by nitrogen was affected by the water vapor content in the compressed air oxidizer, as evidenced by the variation of the ignition delay time estimated by numerical calculation. In particular, in the autoignition regime at low temperatures with added hydrogen, the liftoff height of the autoignited lifted flames decreased and then increased as the jet velocity increased. Based on the mechanism in which the autoignited laminar lifted flame is stabilized by ignition delay time, the liftoff height can be influenced not only by the heat loss, but also by the preferential diffusion between momentum and mass diffusion in fuel jets during the autoignition process.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.559-559
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• 2013

KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) 장치는 차세대 에너지원 중의 하나인 핵융합로를 위한 과학기술 기반을 마련하기 위해 개발된 중형급 토카막 실험장치로서 토카막 운전 영역의 확장과 안정성 확보, 정상상태 운전 도달을 위한 방법 연구, 최적화된 플라즈마 상태와 연속 운전 실현 등을 주요 목표로 하고 있다. 이를 위해 핵융합 반응에 의한 점화조건과 가까운 상태로 플라즈마를 가열해주어야 하며, 토카막 장치의 저항가열 이외에도 외부에서 추가 가열이 반드시 필요하다. 중성 입자빔 입사 장치는 현재 토카막에서 사용되고 있는 가열장치 중 가장 신뢰성있는 추가 가열 장치라 할 수 있으며 한국 원자력연구원에서는 1997년부터 KSTAR 토카막 실험 장치에 사용될 중성 입자빔 입사 장치를 개발해왔었다. 중성빔 입사 장치는 크게 이온원, 진공함, 열량계, 진공 펌프, 중성화 장치, 이온덤프와 전자석으로 이루어져 있으며, 이중 이온원은 중성빔의 성능을 좌우하는 핵심적인 장치라 할 수 있다. 최근 한국원자력연구원에서는 2 MW 중성 입자빔 입사장치용 이온원 개발을 완료하여 KSTAR 토카막 장치에 설치하였으며, 2013년 현재 KSTAR에는 총 두 개의 이온원이 장착되어 최대 약 3 MW 이상의 중수소 중성 입자빔을 입사하여 KSTAR 토카막 실험의 H-mode 달성과 운전 시나리오 연구에 많은 기여를 하고 있다. 한국원자력연구원에서 최초로 개발된 이온원은 미국 TFTR 장치에서 사용되었던 US LPIS (Long Pulse Ion Source)를 기본으로 하여 국내 개발을 수행하였다. 이 온원은 크게 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부와 발생된 이온을 인출 및 가속시키는 가속부로 구성되는데, 개발과정에서 가장 먼저 KSTAR의 장주기 운전에 적합하도록 플라즈마 방전부와 가속부의 냉각회로를 요구되는 열부하에 맞게 설계 수정하였다. 그 후 플라즈마 방전부는 방전 시간과 안정성, 플라즈마 밀도의 균일도, 정격 운전, 방전 효율 등을 고려하여 수정 보완하며 개발을 진행하여왔다. 가속부의 경우 국내 제작기술의 한계를 극복하기 위해 빔 인출그리드를 TFTR의 US LPIS 모델의 슬릿형 그리드 타입에서 원형 인출구 타입으로 변경하였으며, 이후 가속 전극의 고전압 내전력 문제, 빔 인출 전류와 전력, 인출 빔의 광학적 질(quality), 빔 인출 시간 동안의 안정성 등을 위해 그리드의 크기와 간격, 모양 등을 변경하여 개발을 수 행하여 왔다. 이 논문은 한국원자력연구원에서 개발이 진행되어 왔던 이온원들을 시간적으로 되짚어 보면서 현재까지의 성과와 문제점, 그리고 앞으로의 개발 방향에 대해 논의하고자 한다.