• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.549-549
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• 2013

고전압 펄스 플라즈마를 액체 속에서 발생시켜 수소 스펙트럼의 광학적 특성을 연구하였다. 고전압 펄스 발생 장치인 막스 제네레이터는 용량이 $0.5{\mu}F$인 축전기 5개로 이루어져 있다. 각각의 축전기는 전원 장치를 이용하여 저항을 통해 병렬로 충전되며, 방전 시에는 불꽃 방전 스위치에 의해 동시에 직렬로 연결되어 고전압을 발생시킨다. 따라서, 출력 전압과 전류는 40kV, 3 kA이며 총 에너지는 약 125 J이다. 직육면체 모양의 폴리카보네이트 용기 내부의 양쪽면에는 탐침 모양의 전극이 구성되어 있으며 전극 사이에서 고전압을 가진 플라즈마가 형성된다. 실험에서 액체로는 증류수를 사용하였다. 액체 방전 시 발생하는 수소 스펙트럼을 관측하기 위해 초점거리 30 cm의 monochromator를 이용하였고, 수소 알파선의 656.3 nm와 수소 베타선의 434.1 nm를 관측하였다. 전자 밀도의 측정법으로는 Stark broadening법을 이용하여 측정하였으며, 전자 온도는 Stark profile의 상대적인 전자 밀도의 비를 이용하여 계산하였다. 전자밀도는 실험조건에서 약 $3{\times}10^{15}cm^{-3}$, 전자온도는 약 2.5 eV가 측정되었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1463-1464
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• 2006

이 논문에서는 코일의 구조가 변압기형태인 나선형 자속압축 발전기, 켄칭매질인 $SiO_2$ 분말과 동선으로 제작한 퓨즈개방스위치, 두 개의 전극으로 간단하게 만든 스파크 갭 스위치 그리고 수저항 모의부하로 이루어진 대전류 고전압 펄스발생 시스템을 제작하고 출력특성을 분석하였다. 실험결과, 축전기로부터 공급한 364J의 초기에너지를 나선형 자속압축발전기로 증폭을 하고 최대 출력전류에서 퓨즈개방스위치가 동작하여 $120{\Omega}$의 수저항에 펄스상승시간이 56ns이고, 펄스폭이 $0.1{\mu}s$인 180kV의 고전압펄스를 인가하였다.

• 지질공학
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• 제23권1호
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• pp.29-36
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• 2013

스크린 공막힘에 의하여 채수량이 감소된 지하수 관정은 여러 방법을 통하여 재생시켜주면 지하수 채수량을 개선시켜 관정의 수명을 연장할 수 있다. 본 논문에서는 화약이나 압축 유체를 사용하는 기존의 공막힘 재생기술을 대신할 수 있는 고전압 펄스 방전에 의한 지하수 관정 스크린 공막힘의 재생법에 대하여 연구하였다. 본 기술은 수중에 삽입된 전극에 순간적으로 고전압의 전기에너지를 주입하여 이 때 전극 사이에서 발생하는 고온, 고압의 플라즈마의 팽창력에 의하여 발생하는 수중 충격파를 이용하는 기술로, 기존 기술 대비 취급이 용이하며 구조가 간단하고 충격압의 크기 조절이 용이하다는 장점을 갖는다. 본 연구에서는 축전기 방전형 펄스 발생장치를 사용하여 약 200 J의 전기에너지를 수중에 삽입된 전극에 순간적으로 주입함으로써 전극으로부터 6 cm 떨어진 곳에서 약 10.7MPa의 수중 충격압을 얻었다. 이 충격압의 크기는 축전기의 충전 전압을 바꿔줌으로써 손쉽게 조절이 가능하였으며, 다양한 전압에서의 실험을 통하여 방전 전류의 첨두치와 선형적인 관계를 갖고 있음을 알았다. 또한 지하수 관정에 사용되는 스크린과 유사한 시료에 대한 모의실험을 통하여 이 기술을 이용한 지하수 관정의 세척 가능성을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권6호
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• pp.792-797
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• 2010

가정용 조리기구인 전자레인지는 구동시 필요한 고주파의 형성을 위하여 고전압 발생장치와 고 전압 축전지 등의 장치가 사용된다. 이 장치들은 높은 전압에서 구동되기 때문에 다량의 열에너지를 방출한다. 따라서 방출된 열에너지는 전자레인지 본체의 온도를 상승시키는 요인이 된다. 본 연구에서는 쿨링팬 구동조건과 열에너지 발생조건에 따른 전자레인지 내부의 온도 분포를 해석하였다. 해석결과 쿨링팬에서 유출되는 공기의 속도가 증가함에 따라 내부 온도가 감소하는 것을 확인하였으며 감소하는 정도를 정량적으로 분석하였다. 그리고 열에너지 방출량을 조정하여 내부 온도분포를 조사하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.2301-2307
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• 2015

본 연구에서는 산업용수의 처리 및 운용 과정에서 중요한 문제점으로 지목되고 있는 탄산칼슘에 의한 스케일 형성을 제어하기 위해 고전압 임펄스 (High Voltage Impulse, HVI) 기술의 활용 가능성을 평가하고자 하였다. 전원부, 고전압발생부, 축전기, 스위치 및 임펄스발생기로 구성된 HVI를 제작하여 17kV의 고전압 펄스를 생성시켰다. 반응조에 $Ca^{2+}$을 포함하고 있는 인공 시료를 투입한 후 HVI를 인가하였다. HVI 접촉시간 5분 후에는 $Ca^{2+}$ 초기값의 3.0% 가량만 감소하였으나, 접촉시간 60분 후에는 약 13.7% 가량 감소하였다. HVI 인가로 인해 용액의 온도와 pH는 증가하였고 전기전도도는 탄산칼슘 석출로 인해 감소하는 것을 확인하였다. 칼슘 이온의 감소가 충분하지는 않았지만 전계의 세기 및 접촉시간에 따른 제거율에 간한 구체적인 정보가 얻어진다면, HVI 기술을 적용하여 $Ca^{2+}$ 이온을 탄산칼슘으로 미리 석출시켜 제거하는 연수화 (softening) 공정이나 탈염 기술로 활용할 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 지질공학
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• 제31권3호
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• pp.433-445
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• 2021

고전압 아크 방전에 의한 플라즈마 발파의 유체 침투 효율을 검증하기 위해 실험실 규모의 토사 시료에 대하여 발파 시험을 실시하였다. 이 연구를 위해 대용량 축전기가 포함된 플라즈마 발파 장치와 직경 80 cm, 높이 60 cm 크기의 컬럼형 토사 시료를 제작하였다. 토사 시료로는 사질토와 실트를 7:3 비율로 섞은 A 시료 7개와 9:1 비율로 섞은 B 시료 3개가 제작되었다. A 시료에 플라즈마 발파 없이 수압만으로 유체를 주입했을 때는 시추공 주변으로 국소적인 침투만 발생되었고 침투면적비는 5% 이하로 분석되었다. 플라즈마 발파에 의한 유체 침투 시험은 1 kJ, 4 kJ 그리고 9 kJ의 방전 에너지로 실시되었다. A 시료에 대한 플라즈마 발파 시험에서 유체의 침투면적비는 1회만 발파하였을 때는 16~25%이고 5회 연속 발파 시에는 30~48%로 분석되어, 수압만으로 유체를 주입했을 때보다 침투면적이 최대 9.6배까지 넓어졌다. B 시료에 대한 5회 연속 플라즈마 발파 시험에서 유체의 침투면적비는 33~59%로 분석되어 동일 조건의 A 시료 시험에 비해 침투면적이 1.1~1.4배 정도 넓어졌다. 이러한 결과는 플라즈마 발파 시에 방전 에너지가 클수록, 발파 횟수가 증가할 수록 유체의 침투면적이 증가하며, 투수성이 큰 토양에서 플라즈마 발파가 더욱 효과적임을 보여준다. 유체 침투 효과를 삼차원적인 부피로 분석하기 위해 유체 침투반경을 계산하였다. 수압으로만 유체를 주입했을 때의 침투반경은 9 cm인 반면에, 9 kJ의 에너지로 5회 발파 시에는 침투반경이 27~30 cm로 계산되어 유체 침투 효과가 최대 333%까지 증가되었다. 이러한 연구결과는 투수성이 낮은 실제 오염토양에서 원위치 토양 세정을 실시할 때 플라즈마 발파 기술을 적용하면, 세정제의 전달범위가 증가되어 정화효율이 개선될 수 있다는 것을 보여준다.