• 에너지공학
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• 제26권4호
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• pp.100-106
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• 2017

재가열로에서 분위기 온도에 따른 소재온도 변화를 예측하기 위해 SUS304, SS400 소재가 적용되었으며, 소재내부에 깊이 방향으로 열전대를 5개씩 설치한 후 분위기 온도를 1200도까지 상승시켰다. 그 결과 소재온도는 평균적으로 1150도 이상 도달했으며, 국부적으로 소재 표면과 내부는 10도 이상의 온도차를 나타내었다. 실험결과의 타당성 검증을 위해 열모델을 적용하여 수치해석 되었으며, 실험결과 대비 해석결과는 출구 평균온도 기준 15도 이내의 범위에서 오차를 나타내었다. 또한 오차는 SUS304 소재에 비해 비열 변화가 큰 SS400 소재에서 상대적으로 높게 나타났다. 결론적으로 재가열로에서 소재 온도는 분위기 온도 제어를 통해 달성할 수 있으며, 분위기 온도에 따른 소재 온도 변화는 출구에서 3% 오차범위 내에서 열모델을 사용하여 유추할 수 있음이 실험적으로 증명되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권1C호
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• pp.29-38
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• 2011

소형 콘은 해상도가 뛰어나 국부영역의 탐지를 위하여 다양하게 활용되고있다. 소형 콘은 변형률계 부착 면적이 부족하여 half-bridge 형태로 회로를 구성하고 있으며, 이는 주변온도 변화에 의하여 민감하게 반응하는 것으로 알려져있다. 본 논문의 목적은 이러한 온도영향을 해소하기 위하여 소형 콘의 온도보상 기법에 관한 연구를 수행하는 것이다. 본 연구를 수행하기 위하여 직경과 길이가 각각 15mm 그리고 56mm인 소형 콘을 개발하였다. 로드셀은 온도변화만을 반영할 수 있는 공간을 확보하기 위하여 후면으로 54mm 연장하여 제작되었다. 온도보상회로는 스트레인 게이지를 선단저항 부분, 주면마찰 부분 그리고 연장한 로드셀에 부착하여 소형 콘 내에서 휘트스톤 브리지(Wheatstone bridge) 회로를 구성하였다. 소형 콘의 일반적 회로구성인 half-bridge도 내부에 함께 구성하여 상호간의 결과값을 비교 및 고찰하였다. 여름과 겨울의 계절적인 온도변화에 따라 측정값의 오차를 검증하기 위하여 계절적 온도 변화 실험을 수행하였다. 또한 지반다짐 실험으로 지반의 상대밀도를 증가시켜 관입 시 주변 온도변화에 따라 측정값 변화도 관찰하였다. 측정결과 온도보상회로를 이용하여 측정한 값은 half-bridge 회로로 측정한 값과 차이를 보였으며, 더욱 안정화되고 이상적인 경향을 보였다. 본 논문은 소형 콘 사용시 온 도 영향에 대한 문제를 해소하고 더욱 신뢰성 높은 측정값을 획득할 수 있는 기법에 대하여 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.11-22
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• 1987

흐름수역(水域)에서 연직상향으로 방류되는 평면부력(平面浮力)?의 거동이 연속방정식(連續方程式), 운동량방정식(運動量方程式) 및 추적물수송식(追跡物輸送式)의 기본방정식을 수치적(數値的)으로 풀음으로서 해석(解析)된다. 난류확산(亂流擴散)에는 Prandtl의 혼합거리이론(混合距離理論)을 도입한 난류수송모형(亂流輸送模型)이 이용된다. 수치해과정(數値解過程)은 기본방정식을 유함수(流凾數)(stream function)식(式)과 골도수송(滑度輸送)(vorticity transport)식을(式) 이용하여 변환(變換)한 후, ?방류속도(放流速度), ?방류구폭(放流口幅) 등(等)으로 표현되는 변수(變數)와 흐름을 지배(支配)하는 무차원매개변수(無次元媒介變數)를 도입하여 무차원화(無次元化)하고 successive under-relaxation을 이용하여 Gauss-Seidal 반복법(反復法)으로 해를(解) 구(求)하는 것이다. 수치실험(數値實驗)은 방류(放流)Froude수(數)가 4~32, 방류속도(放流速度)와 가로흐름속도와의 비로(比) 정의되는 속도비가 8~15 의 범위의 흐름영역(領域)에서 수행되었다. 부력(浮力)?으로 인한 주변(周邊)흐름수역(水域)의 속도변화(速度變化), 온도상승(溫度上昇)범위, 흐름상태 및 골도(滑度)가 조사되었으며, ?의 경로에 대한 속도비와 방류밀도Froude 수의 영향이 또한 조사되었다. ?중심선의 속도, 온도변화, 국부밀도(局部密度)Froude 수(數)의 변화가 계산되며 퍼짐율(spreading rate)과 확산비(擴散比)(dispersion ratio)가 방류밀도(放流密度)Froude 수, 국부밀도(局部密度)Froude 수(數) 및 속도비(速度比)의 항(項)으로 해석되었다. 또한 속도와 온도분포를 상사(相似)(similarity)로 나타낼 수 있음이 밝혀졌으며, Gaussian 분포(分布)를 이용한 적분형해석(積分型解析)(integral type analysis)이 가능한 것으로 사료된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권4C호
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• pp.117-125
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• 2011

최근 신뢰성 높은 지반조사를 실시하기 위하여 국부적인 영역에서 해상도 높은 데이터의 획득이 가능한 전기비저항의 활용이 증가하고 있다. 본 연구의 목적은 온도 효과를 고려하여 보다 신뢰성 높은 전기비저항 값의 획득을 위한 현장용 온도 보상형 전기비저항 프로브의 개발 및 현장 적용성 평가이다. 프로브에 삽입된 온도센서는 온도전이 실험결과와 실험시 안정성 등을 고려하여 선단부로부터 15mm, 30mm, 그리고 90mm 지점에 부착하였고, 프로브 관입시 지반의 교란과 기하학적 형상을 고려하여 콘 형태로 제작하였으며 선단부의 각도는 $60^{\circ}$로 결정하였다. 현장실험에 사용되는 표준 콘과의 비교를 위하여 직경은 표준 콘과 동일한 35.7mm로 제작하였으며, 관입 속도도 동일하게 20mm/sec로 적용하였다. 관입 실험 시, 콘이 지반에 관입 되는 순간 약 $4^{\circ}C$의 온도 변화를 관찰하였으며 이를 보정하여 표준 콘에서 획득한 값과 비교하면 전기비저항을 이용한 지반조사시 반드시 온도에 대한 영향을 고려해야 함을 알 수 있었다. 본 연구에서는 현장용 온도보상형 전기비저항 프로브의 개발 및 현장검증을 통하여 관입 실험 시 온도 보정이 반드시 필요함을 보여준다.

• 청정기술
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• 제22권3호
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• pp.168-174
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• 2016

석탄 광산의 심부화 및 운행갱도의 증가로 인한 온도상승으로 작업환경이 점차 악화되는 광산에서 작업환경의 개선을 위하여 A광업소를 대상으로 통기평가를 하였으며 갱내의 통기 효율을 증가시키기 위하여 작업장의 온도 저하를 위한 선풍기 통기 방식에 대해 유동해석 프로그램을 이용하여 통기방식에 따른 운반갱도의 온도분포를 해석하였다. 연구결과 A 광업소의 소요환기량은 17,831 m³ min^-1으로 산출되었으며, 실제 총 입기량은 16,474 m³ min^-1로 환기량이 1,357 m³ min^-1 부족한 것으로 나타났고 운반갱도에서 작업장까지의 온도는 송기식 통기보다 배기식 통기방식이 2~3℃ 낮게 분포하였다. 운반갱도에서 작업장까지의 길이가 긴 경우 송기식 보다는 배기식 통기방식을 운용 하는 것이 더욱 효과적일 것이다.

• 대한기계학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.414-420
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• 1985

본 연구에서 상변화 물질은 얼음과 물을 택하였으며, 시편의 기하학적 형상은 원동형 얼음봉을 사용하였고 온도가 일정한 물속에 수평으로 잠겨진 상태에서 얼음봉 이 융해되는 현상을 가시화하고 이를 관찰하였다. 시편주위에 발생하는 자연대류현 상이 접면효과를 받지 않토록 하기 위하여 물탱크의 크기는 시편직경의 5배 이상으로 하였고 주위물의 온도는 정도가 최대인 4.deg. C 부근을 전후한 최저 2.5.deg. C에서 최고 15.deg. C 까지를 택하였다. 융해현상은 2차원 음영방법으로 가시화하고 사진으로 기록하였다. 융해되는 얼음봉의 형상은 Fourier수와 Stefan수의 곱으로 정의된 무차원시간(.zeta.)을 변수로 하여 나타내었다. 정해진 물의 온도에서 사진으로 기록된 결과를 콤퍼레이터 (comparator)를 이용하여 음영의 변화량을 구하여 각 원주각에서의 국부 Nusselt수와 평균 Nusselt수를 무차원시간에 대하여 구하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.55.2-55.2
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• 2010

최근 태양전지에 대한 연구가 본격적으로 진행 중인 가운데 Local back contact 태양전지에 대한 연구가 새로운 이슈로 떠오르고 있다. LBC 구조의 태양전지는 후면 passivation에 대한 최적화 공정이 가장 중요하다. 후면 passivation으로 사용되는 물질로는 $SiO_2$, SiNx, $Al_2O_3$ 등의 산화막이 대표적이다. 본 연구에서는 LBC 구조 태양전지의 후면 passivation 박막으로 사용되는 $SiO_2$ 산화막의 공정가변에 따른 박막의 특성을 비교 분석하였다. $SiO_2$ 성장은 RTP를 사용하였다. 성장 온도 $850^{\circ}C$의 온도에서 진행하였으며, 4L/min의 $O_2$분위기에서 진행하였다. 공정 시간 5분 일 때 12.5nm, 15분 일 때 21.7nm의 두께의 박막을 성장 시킬 수 있었다. Carrier lifetime 확인 결과 박막의 두께가 얇을수록 lifetime이 향상함을 확인 할 수 있었고, C-V 측정을 통한 charge 비교를 통해 두께가 얇은 박막 일수록 더 적은 positive charge를 갖고있는 것을 확인 할 수 있었으며 이를 통해 passivation 효과가 우수함을 확인 할 수 있었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.857-862
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• 2011

상세 화학반응 모델을 이용하여 3차원 터빈 배기가스 유동을 2차원 축대칭 유동으로 가정하여 해석하였다. GRI의 35 화학종 217 단계의 상세 모델과 메탄 반응만을 간략화 시킨 11화학종 15단계 모델을 적용하여 비교하였다. 메탄 화학반응을 적용한 결과 저부에서 터빈 배기가스의 이차 연소가 나타났고 터빈 배기 노즐이 없는 경우에 비하여 온도가 600K 정도 더 높게 나타났다. 실제 3차원 문제에서는 국부적인 온도는 더 높을 수 있음을 의미한다. 화학 반응 모델에 따라 저부에서의 연소 영역과 화학종 분포도 약간 다르지만 저부에서의 이차 연소는 모두 포착하였다. 다만 간략화된 모델인 경우 엔진 플룸의 구조에 약간의 영향을 주는 것을 관측된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.973-976
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• 2011

본 논문에서는 연소기 엔진 연소시험 설비용으로 사용되는 비연소식 전기히터의 특정부위에서 코일이 파단되는 현상이 연속적으로 발생함에 따라 원인 규명을 목적으로 히터에 대한 복합 열유동해석을 수행하었다. 수행 결과, 히터의 파단이 발생하는 코일 입구 직선구간에서 코일의 온도가 국부적으로 크게 상승함에 따라 열 및 구조적으로 취약하다는 것이 판명되었으며, 이의 원인은 이 영역 부근에서 공기 유속이 매우 낮았기 때문이었다. 코일을 하류로 25mm 이동하였고 이를 통해서 코일 입구 직선부분에서의 공기의 유속이 증가됨으로 코일온도를 감소시킬 수 있었고, 코일의 열 및 구조적 안정성을 확보할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.311-311
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• 2011

$TiN{\times}$박막은 우수한 내마모성 및 내부식성, 높은 경도 그리고 열적 안정성 등으로 인하여, 절삭공구 및 기계적 부품의 하드코팅, 2차 연료 전지용 확산방지막의 코팅재료로서 광범위하게 사용되어지고 있다. 일반적으로 $TiN{\times}$ 박막은 화학 기상 증착법(CVD)을 이용하였으나, 최근에는 대면적에 균일한 코팅이 가능하고 기판과 박막상의 부착력이 우수하며, 프로세스를 제어하기 쉬운 물리적 기상 증착법(PVD)의 스퍼터링법에 대한 관심이 고조되고 있다. 그러나 스퍼터링법으로 증착된 $TiN{\times}$ 박막의 물성은 주상구조와 국부적 표면결함을 포함하는 박막의 미세구조에 의존하기 때문에 주상구조 사이에 존재하는 Void 와 Pinhole 그리고 crack들이 원인으로 작용하여, 내부식성 및 기계적 특성이 급속도로 저하되는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해서, 본 연구에서는 기판온도를(RT, $200^{\circ}C$, $400^{\circ}C$)증가시켜 실험 하였다. 이는 온도증가에 따른 박막의 치밀화가 이루어지고 결함이 감소하여 내부식성 특성향상이 기대되어진다. 또한 플라즈마 밀도를 높이기 위해서, 기존 DC 마그네트론 스퍼터링법에 전자기장을 추가로 인가하였다. 이는 플라즈마 밀도증가에 따른 고반응성의 질소 래디컬의 생성율 증가에 기인하여 박막 형성시 질화반응을 촉진시킴으로써 박막의 치밀화 및 내부식성 특성향상이 기대되어진다.