• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제24권4호
• /
• pp.429-438
• /
• 2011

본 논문에서는 Membrane형 LNG선의 구성 요소를 대상으로 단열창의 열적 분포를 알아보기 위해 극저온 상태에서부터 온도 별로 각 소재의 열적 물성치인 열전도도(thermal conductivity)를 실험을 통해서 알아보았다. 극저온 상태인 $-163^{\circ}C$의 온도상태로 유지되어야 하는 LNG선 화물탱크는 단열재료로 하여금 열을 차단하기 위해 많은 연구가 되어야 하는데 특히 여러 재료로 구성되어 있는 단열 화물창(CCS: Cargo containment system)은 열적 물성치가 온도에 따라 각각 어떠한 값을 가지는 것이 주요 관심대상이고, 이를 통해 전체 LNG 단열 화물창이 어떤 열적 분포를 가지는 것에 대한 연구가 필요하다. 실험을 통해 얻은 물성치를 가지고 전체 화물창의 온도분포를 정적 열해석을 통해 알아보았다. 또한 외부의 충격에 의해 LNG가 누수되었을때 2차 방벽 특히 hull 부분에서는 누수량에 대해서 어떠한 온도분포와 열적 안전성에 대해서 알아보았다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제6권4호
• /
• pp.15-23
• /
• 2002

액체 로켓 엔진 메니폴드 및 인젝터 부는 단열 사양을 적용할 경우 시스템이 복잡해지고 무게가 증가함으로 인해 일반적으로 단열 사양이 적용되지 않는다. 단열사양을 적용하지 않을 경우에 일어날 수 있는 문제는 액체산소의 온도 상승과 메니폴드 내부벽 및 인젝터에서 기체가 발생할 수 있다는 점이다. 본 연구에서는 극저온 액체산소를 산화제로 사용하는 KSR-III 액체로켓 엔진의 산화제 메니폴드 및 인젝터에서 측정된 압력 강하 값을 이용하여 발생된 기체 분율을 계산하였다. 액체산소 메니폴드 기체 분율 계산은 이상유동의 분리유동 모델을 활용하였고. 인젝터에서의 기체분율은 오리피스 모델을 활용하여 예측하였다. 이와 함께 메니폴드 열해석을 수행하여 비등현상에 대한 유동형태를 파악하였다. 또한 액체로켓 엔진내에서의 기체 발생이 로켓 엔진의 성능 및 연소 안정성에 미치는 영향에 대하여 간략히 고찰하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제41권12호
• /
• pp.59-65
• /
• 2004

적외선 소자로부터 생성되는 신호의 잡음 특성의 향상, 즉 좋은 영상을 얻기 위해서 적외선 영상신호 취득회로(ROIC)에서는 안정적인 기준 전압원이 필요하다. 본 논문은 극저온인 77K에서 동작하는 적외선 영상신호 취득회로(readout integrated circuit)를 위한 밴드갭 회로를 처음으로 제작한 후 측정, 평가하여 그 실용 가능성을 입증하고 있다. 밴드갭 회로는 대표적인 전압 기준회로로서 기존에 발표된 대부분의 밴드갭 회로는 실온에서 동작하는 것이며, 액체질소 온도 77K에서는 그 특성이 적합하지 않다. 본 논문에서는 극저온에서 동작하는 밴드갭 회로 설계를 위하여, 그에 맞는 회로를 선택하여 온도변화에 따른 사용되는 소자들의 파라미터에 대한 이론정립을 통한 그것의 특성을 살펴보고, 이러한 특성들을 고려하여 저온동작에 적합도록 하였다. 이 회로는 Hynix 0.6um standard CMOS 공정을 통해서 제작되었으며, 측정된 출력전압($V_{out}$)은 60K에서 110K까지 1.0396$\pm$0.0015V로서 기존의 실온에 동작하던 밴드갭 회로보다 더 높은 안정도를 보여주었다.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
• /
• 제12권1호
• /
• pp.66-70
• /
• 2010

The operational temperature range of thermosiphon is generally limited from the critical point to the triple point of the working fluid to maintain two-phase state. Thermosiphon with mixed working fluid has a potential to widen the operational temperature range. In this study, the physical behavior of mixed working fluid during the transient operation of thermosiphon was analyzed with temperature-mole fraction diagram. The condenser and the evaporator temperature variations were explained by the dew line and the bubble line of the mixture. It is encouraging that the thermosiphon operation commences early with larger fraction of high boiling point component, but the temperature gap between the condenser and the evaporator due to the separation of two components has a negative effect on the officient cool down process.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제38권12호
• /
• pp.125-134
• /
• 2022

세계 우주 기관들로 조직된 국제 우주탐사 협력 그룹이 발간하는 글로벌 우주탐사 로드맵에서는 미래 달 탐사 방향과 달 자원 활용을 위한 거주 계획을 반영하는 등 달은 심우주 탐사를 위한 전초기지로 주목받고 있다. 따라서 달 행성 지반 환경 재현 인프라 기술은 미래 달 지상 탐사를 위해 필요한 다양한 장비들의 성능검증에 활용될 수 있다. 본 연구에서는 달 착륙 및 기지 건설 후보지인 달 남극 영구음영지역의 고진공 및 극저온 지상 환경을 재현하고자 하였다. 현재까지 달 지상 환경 재현을 위한 효율적 장비 운용 프로세스는 제시되지 못한 실정으로, 본 연구에서는 파일럿 지반열진공챔버에 인공월면 지반을 조성한 뒤 다양한 진공 환경에 대해 일방향 지반냉각 실험을 진행하고 이를 평가하였다. 냉각효율 및 장비 안정성 측면에서 가장 유리한 진공 환경은 30-80 mbar인 것으로 파악되었으나, 고진공 환경에서 얼음이 승화되지 않기 위한 극저온의 온도를 구현하기 위해서는 주변부 냉각이 추가적으로 요구되었다. 이를 위해 본 연구에서는 동결비 개념을 적용해 효율적인 주변부 냉각 가동 시점을 제안하였다.

• 반도체디스플레이기술학회지
• /
• 제20권2호
• /
• pp.19-24
• /
• 2021

As the size of semiconductor devices decreases, the etching pattern becomes very narrow and a deep high aspect ratio process becomes important. The cryogenic etching process enables high aspect ratio etching by suppressing the chemical reaction of reactive ions on the sidewall while maintaining the process temperature of -100℃. ESC is an important part for temperature control in cryogenic etching equipment. Through the cooling path inside the ESC, liquid nitrogen is used as cooling water to create a cryogenic environment. And since the ESC directly contacts the wafer, it affects the temperature uniformity of the wafer. The temperature uniformity of the wafer is closely related to the yield. In this study, the cooling path was designed and analyzed so that the wafer could have a uniform temperature distribution. The optimal cooling path conditions were obtained through the analysis of the shape of the cooling path and the change in the speed of the coolant. Through this study, by designing ESC with optimal temperature uniformity, it can be expected to maximize wafer yield in mass production and further contribute to miniaturization and high performance of semiconductor devices.

• 한국해양공학회지
• /
• 제31권3호
• /
• pp.241-247
• /
• 2017

Plywood, which is created by bonding an odd number of thin veneers perpendicular to the grain orientation of an adjacent layer, was developed to supplement the weak points such as contraction and expansion of conventional wood materials. With structural merits such as strength, durability, and good absorption against impact loads, plywood has been adopted as a structural material in the insulation system of a membrane type liquefied natural gas (LNG) carrier. In the present study, as an attempt to resolve recent failure problems with plywood in an LNG insulation system, conventional PF (phenolic-formaldehyde) resin plywood and its alternative MUF (melamine-urea-formaldehyde) resin bonded plywood were investigated by performing material bending tests at ambient ($20^{\circ}C$) and cryogenic ($-163^{\circ}C$) temperatures to understand the resin and grain effects on the mechanical behavior of the plywood. In addition, the failure characteristics of the plywood were investigated with regard to the grain orientation and testing temperature.

• 한국전산유체공학회지
• /
• 제20권3호
• /
• pp.8-14
• /
• 2015

More and more, spaces are decreasing which satisfy multiple requirements for wind power plants. However, areas which have excellent wind resources and are free to civil complaints occupy a large space, although they are exposed to the cryogenic environment. This study conducted a thermal-fluid analysis of a cryogenic chamber for testing large wind turbine parts exposed to the cryogenic environment. The position of supply air is placed to the upper area to compare each cooling performance for each location of various outlets in mixing ventilated conditions. The study carried out CFD analysis for the chamber both with and without a test object. For the cases without the test object, the air temperature of the upper supply and down extract type chamber was cooled faster by 5-100% than the others. However, for the cases with the test object, the object temperature of upper supply and center extract on the opposite side type chamber was cooled faster by 33-132% than the others. The cooling performance by the air inside the chamber and the test object did not show the same pattern, which implicates the need to consider the cooling performance by not only the air but also the test object in the large cryogenic chamber design for testing large parts.

• 에너지공학
• /
• 제23권4호
• /
• pp.41-48
• /
• 2014

지금까지 관행적으로 액체의 누출은 순간누출과 연속누출로 분류 되어 왔다. 본 논문에서는 이러한 분류의 문제점을 인식하고 새로운 분류 방법을 찾기 위하여 제한된 시간 동안 누출되는 극저온 액체의 확산에 관한 연구를 수행하였다. 이러한 물리적 현상은 누출된 액체풀의 부피, 반경, 높이에 관한 연립방정식에 의해 지배되며, 주요 변수는 단위면적당 증발률, 누출시간, 누출량의 3 개 이다. 섭동법에 의한 해를 효율적으로 구하기 위하여 독립된 형태의 부피에 관한 2차 미분방정식을 얻었다. 이 새로운 지배 방정식은 기존의 방법에 비하여 매우 간단하게 해를 얻을 수 있게 한다. 섭동해의 결과, 동일한 누출량인 경우에 누출시간이 작으면 연속누출이 순간누출로 이어지는 혼합 형태의 누출이 되나, 누출시간이 크게 되면 연속누출 형태로만 존재하게 된다. 동일한 누출시간의 경우에는 누출량이 작으면 연속누출 형태로만 존재하지만, 누출량이 증가할수록 혼합형태의 누출로 된다. 이러한 2개의 영역을 분할하는 경계를 섭동해를 이용하여 해석적으로 제시함으로서 누출의 새로운 분류에 대한 명확한 근거를 제시 하였다.

• 설비공학논문집
• /
• 제28권2호
• /
• pp.81-88
• /
• 2016

There are many types of national and international standards for low temperature tests depending on the products. This study conducted CFD analysis and estimation of the energy efficiency of the chamber both with and without a test object by considering variations of COP and specific volume according to temperature. The supply air was located in the upper area to compare the cooling performance for each location using various outlets in mixed ventilated conditions. For cases without the test object, the air temperature of the upper supply and center extract on the opposite side type chamber cooled faster than other areas by 4.3~29.8%. However, for cases with the test object, the object temperature of the upper supply and lower extract type chamber cooled faster than the other areas by 7.2~31.5%. The cooling efficiency of the air inside the chamber and the test object did not show the same pattern, which indicates the need to consider the cooling performance by not only the air but also the test object in the cryogenic chamber design for testing.