• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.29 no.4
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• pp.48-54
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• 2000

자성재료에 자기장을 걸어주변 가열되고 자기장을 제거하면 냉각되는 성질이 있는데, 이를 자기열량효과(magnetocaloric effect)라고 하며, 이것을 이용해서 저온을 생성시키는 방법을 자기냉동(magnetic refrigeration)이라고 한다. 큐리 온도(Curie temperature) 부근의 강자성체에 자 기장이 가해지면 전자례도내에서 쌍을 이루지 않은 전자들의 자기모벤트들이 자기장에 평행 하게 배열되는데, 이로 인해 열역학적 무질서의 척도인 엔트로피는 낮아지고 이러한 손실을 보상하기 위해 재료의 온도가 올라가게 된다.반대로 자기장이 제거되면 자기모벤트가 본래의 무질서한 상태로 돌아오며, 엔트로피가 증가하 고 재료의 온도는 떨어지게 되는 것이다. 역사적으로 보면 1881년에 Warburg가 큐리온도 부근의 철에서 자기열량효과를 처음 발견하였으며. 1926년과 1927년에 Debye와 Giauque가 각각 단열소자볍 (adiabatic demagnetization)을 제안함으로써 실용화되기 시작하여 주로 극저온을 얻는 방법으로 이용되어 왔다. 1950년도 이전의 연구는 절대온도 영도(OK)에 도달하고 자 하는 순수과학적인 노력으로서 개방사이클(open cycle)을 이용한 단열냉각 방식을 추구하 였으나, 1950년 이후부터는 공학적인 응용을 목적으로 밀폐사이클(closed cycle)을 형성하는 자기냉동기에 관한 연구가 진행되었다. 1976년에 Brown은 희토류(rare earth) 금속인 가돌리늄(Gd)을 사용하여 유체(물 80%와 에틸 알코올 20%)를 재생시킴으로써 상온에서 작동 하는 자기냉동기를 보고한 바 있다. 그는 7 T의 큰 자장을 이용하였으며, 고온부와 저온부의 온도는 각각 $46^{\circ}C와\;-1^{\circ}C로서\;47^{\circ}C$의 온도간격을 얻었다. 자기냉동에 있어서의 또 하나의 중요한 진전은 1978년과 1982년에 Steyert와 Barclay에 의해서 능동자기재생기(active magnetic r regenerator)의 개념이 소개되고 개발된 것으로, 이는 자성재료가 냉매로서 뿐만 아니라 열전달 유체의 재생기로도 사용되는 방식이다. 이상과 같은 자기냉동기술의 발달에 이어서 1997년에 미국의 Astronautics사(Wisconsin주 Madison시 소재)와 Ames 연구소(Iowa주 Ames 시 소재)의 공동연구팀이 발표한 두 가지의 새로운 진전으로 인해 공기조화 및 냉동분야에 적용할 수 있는 자기냉동기의 실용화 가능성이 한층 높아졌다. 이들의 연구결과는 (1) 자기냉동이 실온에서도 실현 가능한 기술이며 증기압 축식 냉동에 필적할 만하다는 것을 보인 것과 (2) 이미 알려져 있던 자기냉동재료보다 자기 열량효과가 훨씬 큰 새로운 재료를 발견한 것이다. 이로써 자기냉동에 대한 관심과 기대가 한결 커지고 있다. 본 원고에서는 자기냉동의 원리가 되는 자기열량효과와 이를 이용한 자기냉동의 방법 그리고 최근에 이루어진 새로운 진전에 대해 소개하고 공기조화 및 냉동분야에의 적용 가능성을 전망해 보고자 한다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2005.04a
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• pp.283-290
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• 2005

제철용 고로구조물의 안전성 위협 요인으로는, 고로자중이나 철광석 낙하 둥과 같은 기계하중 외에도 구조물 내부 온도가 최대 $1700^{\circ}C$에 이르는 고온 환경을 들 수 있다. 이러한 고온의 작업 환경은 고로 구성부재들의 크립손상, 열피로 문제 등을 야기시키기 때문에 이들 고열에 의한 영향평가는 고로의 안전성 평가에 있어 필수요소로 거론되고 있다. 일반적으로 고로의 단면을 구성하고 있는 내화재, 냉각판, 철피 등의 냉각시스템을 거치면서 내부의 고온 환경은 고로 외피에 이르는 동안 온도강하가 이루어진다. 급격한 온도강하는 나타나지 않지만 장기간 고로 가동에 있어 상시하중으로 작용하는 이 열원에 의해 고로 각 구부위에는 열응력이 발생하고 이 열응력과 나머지 기계적 하중의 조합에 의해 크립이나 열피로 등과 같이 고로 구조물 안전성 위해요인들이 발생한다고 분석되어 진다. 따라서 본 연구에서는, 고로 안전성 평가를 위한 첫 번째 단계로서 범용유한요소해석 프로그램인 ANSYS를 이용한 열응력 해석을 수행하여 잠재적인 안전성 위해요인으로 알려진 열응력 발생 특성을 분석하고, 고로 건전설계 및 보수 유지 관리지침으로 활용할 수 있는 기반기술을 개발한다.

• Korean Journal of Crystallography
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• v.4 no.1
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• pp.42-48
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• 1993

KTP(KTiOPO4) single crystals were grown by the TSSG(top seeded solution growth) method using the Ksp401s flux. A heat-pipe based growing furnace was used, and the temperature stability and the homogenity of the growing solution in the platinum crucible were within the level of It 0.5℃ and ±0.9℃, respectively. The effects of some operating variables such as operating temperature range, initial cooling rate, forced stirring, reuse of the flux were investigated. As the initial cooling rate was decreased to the degree of 0.1℃/hr and some proper stirring effect by the crystal rotation was introduced to the present experimental condition, bigger and better crystals without inclusion grew. A single crystal with the maximum sixte of 44 ×39 ×17mm3 was obtained and showed the SHG conversion efficiency of 21.39) even without the anti-refilection coating.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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• v.30 no.2
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• pp.83-91
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• 2018

A datacenter is a high energy consuming facility whose cooling energy consumption rate is 10~20 times larger than general office buildings. The higher the temperature of supply air from a CRAC (computer room air-conditioner) is supplied, the more energy efficient cooling is possible because of improving the COP of a chiller and advanced range of outdoor air temperature available for the economizer cycles. However, because the temperature of cold air flowing into server computers varies depending on air mixing configurations in a computer room, the proper supply air temperature must be considered based on the investigation of air mixing and heat dissipation. By these, this study aims to understand the effects of variation of the supply air temperature on the air flow distributions, temperature distributions and rack cooling efficiencies. Computational fluid dynamics (CFD) aided in conducting the investigation. As a result, the variation of the supply air temperature does not affect the air flow distributions. However, it mainly affects the temperature distribution. From the results of CFD simulations, Rack cooling indices (RCIHI and RCILO) were evaluated and showed the ideal state set at $19^{\circ}C$ of the supply air temperature.

• Computational Structural Engineering
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• v.9 no.2
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• pp.153-161
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• 1996

In this paper, theory of fracture mechanics for the pressurized thermal shock is investigated and numerical procedure for the evaluation of the pressure vessel under pressurized thermal shock is developed. For the given material properties, transient history such as temperature and pressure, and postulated flaw, the stress distribution is obtained to calculate stress intensities for a wide range of assumed crack sizes. The stress intensities are compared with the material fracture toughness values corresponding to the chemical compositions and the distribution of the nil ductility transition temperature, to determine the crack growth during the transient. Plant-specific calculations have been performed for several transients and the evaluation results are discussed.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.118.1-118.1
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• 2017

다이아몬드 코팅은 다이아몬드 자체의 우수한 경도 및 여러 장점을 가진 특성으로 엔드밀과 같은 공구강을 비롯하여 기존 물질의 물리적 경도를 향상 시키는 데 있어서 많은 분야에서 연구 되고 있다. 그 중에서도 활용 방면이 높은 분야는 탄소 섬유 강화 복합체(CFRP)와 같은 난삭재의 절삭가공기술에 있어서 매우 효과적인 성과를 보이고 있다. HF-CVD를 통한 다이아몬드 코팅을 함에 앞서, 전산 해석을 통해 다이아몬드의 코팅에 있어서 결정적인 요소인 온도와 압력을 우선적으로 계산을 하여 다이아몬드가 코팅이 되는 가정 적합한 온도와 압력을 찾은 뒤 실험을 진행 하였다. 전산 해석은 ANSYS Workbench를 이용하여 진행하였다. Workbench내의 프로그램 중 형상을 그리는 것은 Design Modeler, 격자를 구성하는 것은 Mesh, 계산은 FLUENT를 이용하여 진행하였다. 형상의 모델링은 HFCVD장비의 실제모습을 최대한으로 구현하였으며, 다이아몬드 증착 과정에서 일어나는 필라멘트의 온도와 챔버의 냉각 정도 그리고 공정 기체를 적용하여 시뮬레이션을 시행 하였다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로 적정 온도 범위와 압력을 기반으로 HF-CVD를 통해 다이아몬드 코팅을 시행 하였다.

• Journal of the Korean earth science society
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• v.22 no.5
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• pp.388-404
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• 2001

In order to examine the relative accuracy of satellite observations and model reanalyses about lower stratospheric temperature trends, two satellite-observed Microwave Sounding Unit (MSU) channel 4 (Ch 4) brightness temperature data and two GCM (ECMWF and GEOS) reanalyses during 1981${\sim}$1993 have been intercompared with the regression analysis of time series. The satellite data for the period of 1980${\sim}$1999 are MSU4 at nadir direction and SC4 at multiple scans, respectively, derived in this study and Spencer and Christy (1993). The MSU4 temperature over the globe during the above period shows the cooling trend of -0.35 K/decade, and the cooling over the global ocean is 1.2 times as much as that over the land. Lower stratospheric temperatures during the common period (1981${\sim}$1993) globally show the cooling in MSU4 (-0.14 K/decade), SC4 (-0.42 K/decade) and GEOS (-0.15 K/decade) which have strong annual cycles. However, ECMWF shows a little warming and weak annual cycle. The 95% confidence intervals of the lower stratospheric temperature trends are greater than those of midtropospheric (channel 2) trends, indicating less confidence in Ch 4. The lapse rate in the trend between the above two atmospheric layers is largest over the northern hemispheric land. MSU4 has low correlation with ECMWF over the globe, and high value with GEOS near the Korean peninsula. Lower correlations (r < 0.6) between MSU4 and SC4 (or ECMWF) occur over $30^{\circ}$N latitude belt, where subtropical jet stream passes. Temporal correlation among them over the globe is generally high (r > 0.6). Four kinds of lower stratospheric temperature data near the Korean peninsula commonly show cooling trends, of which the SC4 values (-0.82 K/decade) is the largest.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.11a
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• pp.235-240
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• 2010

Transpiration cooling is the most effective cooling technique for liquid rocket and air-breathing engines operating in aggressive environments with higher pressures and temperatures. Combustor liners and turbine vanes are cooled by the coolant(air or fuel) passing through their porous walls and also the exit coolant acting as an insulating film. However, its practical implementation has been hampered by the limitations of available porous materials. The search for more practical methods of increasing the internal heat transfer within the walls has led to the development of multi-laminate porous structures, such as Lamilloy$^{(R)}$ and Transply$^{(R)}$. This paper reviews recent research activities of transpiration cooling for the propulsions of liquid rocket, gas turbine, and scramjet.

• Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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• 1997.03a
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• pp.94-97
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• 1997

금속을 반고상 상태에서 성형하기 위하여 미세조직학적 거동을 밝히기 위해, 본 연 구에서는 높은 비강도, 내마모성을 가진 과공정 Al-Si 합금을 반응고 가공하였을 때의 미세 조직과 상온 가공 후 반고상 온도로 일정시간 유지하였을 때의 미세조직을 관찰하였다. 일 반주조시의 개량 원소 P과 Sr을 첨가하였으며 쐐기형 주조재, 압연재, Si 입자강화 Alrl 복 합재료를 반고상 상태로 가열한 미세조직을 관찰하여 초정 Si입자의 형상 변화를 관찰하였 다. 반응고 교반시 초기에는 P과 Sr의 첨가에 의해 초정 Si입자가 미세화 되었으나 교반이 지속되어 가면서 이러한 경향은 감소하였으며 구상에 가까운 형태로 변화 하였는데, 이는 교반이 지속되면서 첨가 원소의 효과보다 교반 자체의 미세조직 변화 기구에의 의존도가 높 아지기 때문인 것으로 사료된다. 냉각속도를 달리한 쐐기 형상에서의 금형에서 주조된 미세 조직을 관찰한 결과 냉각속도가 느릴 때에만 첨가원소의 영향이 나타났으며, 반고상 온도 유지 후 초정 크기에는 큰 변화가 없었으나 $\alpha$-halo가 형성되고 미세한 Si입자가 생성되었 다. 이는 입자 크기의 성장에 따른 주위의 농도구배로 인해 생성된 것으로 사료된다. 압연시 첨가원소는 핵생성과 재결정을 촉진시켜 초정 Si의 크기를 크게 감소시켰다. 반용융 처리시 초정 Si입자는 약간 성장하였으며, $\alpha$-halo도 생성되었다. 압출한 시료를 반용융 처리한 경 우 Si입자의 형상 변화는 거의 없었으며, Si입자에 형성되어 있던 산화막이 기지와 초정 Si 압자간의 확산장벽으로 작용하여 $\alpha$-halo가 거의 생성되지 않았다. 반응고 교반시 미세조직 변화 기구로는 취성파괴, 합체, 마모를 제안하였으며, 각 공정에서의 초정 Si결정의 크기를 비교하였을 때 45$\mu\textrm{m}$ 이하의 분말을 섞어 압출하였을 때 가장 작은 초정 Si입자 크기를 얻음 을 볼 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Society for Emotion and Sensibility Conference
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• 1999.11a
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• pp.13-18
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• 1999

기존의 공조방식 및 본 연구에서 제안한 개별환경제어시스템(PEM)으로부터 열유체 유동 헤석용 PHOENICS 프로그램을 이용하여 3차원 시뮬레이션을 수행하여 재실자가 거주하고 있는 CR(컴퓨터실)에서의 Heat Gain과 재실자 온열성 특성을 감성공학적 측면에서 분석하였다. 본 연구로부터 바닥으로부터 공기를 유입하여 천정으로 유출하는 바닥취출공조방식이 실내 환경 개선에 유리하고 diffuser만을 통하여 공기가 유입되어 천정과 바닥으로 공기가 유출되는 PEM 방식은 열적 냉각 성능은 좋으나 PC와 재실자 주변에 강력한 재순환 유동이 발생되어 실내 환경의 쾌적성 측면에서는 불리하나 PEM과 TAM방식의 결합이 감성공학적 온열특성 분포로부터 CR실의 재실자 주변 온도 분포에 최적임을 알 수 있다.