• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.36 no.6
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• pp.504-509
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• 2016

Defects in dissimilar metal welds are reported to be on the increase during the operating lifespan and aging of nuclear power plants. In Korea, reported cases of defects due to dissimilar metal welds include the drain nozzle of a steam generator and RCS hot tube sampling nozzles. Therefore, there is an urgent need to develop a reliable automated nondestructive inspection technique and a system for the inspection of dissimilar metal welds of small diameter nozzles in a high radiation area of a nuclear power plant. In this study, to ensure effective defect inspection of small diameter nozzles (RCS high-temperature tube sampling nozzle) of a nuclear power plant, three different methods were developed. These include: (1) optimum inspection probe design by beam simulation, (2) multi-directions UT optimum inspection technique for the inspection of small diameters of different welded parts, and (3) remote control automatic inspection system. The developed technique and systems have been verified to be suitable for use in the inspection of defects in smaller diameter nozzles in nuclear power plants.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1996.11a
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• pp.171-176
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• 1996

증기발생기 노즐댐작업은 고방사선 구역에서의 극한작업으로서 로봇이 이 작업을 성공적으로 수행하기 위해서는 로봇을 증기발생기 수실 내부로 자동으로 입실시켜 노즐댐 장/탈착 작업시 로봇의 플랫포옴 역할을 담당함과 동시에 작업 완료후 로봇을 수실 외부로 회수하는 장치인 로봇 입/퇴실장치의 개발이 필수적이다. 본 연구에서는 증기발생기 노즐 댐작업용 로봇시스템 개발을 위하여 로봇 입/퇴실장치의 최적설계를 위한 기구학 해석을 수행하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1998.10a
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• pp.32-32
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• 1998

고체 추진제 로켓의 연소시에 발생되는 산화 알루미늄(A1$_2$O$_3$) 입자는 로켓 추진 노즐에서 팽창과정의 효율을 저하시키는 요소가 되며, 이러한 비효율성은 연소 가스와 입자간의 비평형 상태 효과와 기본적인 속도와 열적 차이에 의해서 발생된다고 보고되었다. 또한 연소시 발생된 산화 알루미늄 입자는 높은 열과 큰 운동량을 가지고 로켓 노즐 내부를 유동하게 되며, 매우 많은 량이 짧은 시간에 고온 고속으로 노즐 벽면이나 기타 구조물에 충돌 및 점착하기 때문에 로켓 노즐내의 표면이 손상을 입게 되고, 로켓의 방향 제어 및 조정 안정성이 저하되며, 구조적인 강도가 약화 될 수 있다. 또한 산화 알루미늄 액적들의 경우 노즐 벽면에 고착되게 되면 로켓의 중량 증가로 인해서 추력의 손실을 초래할 수 있다. 따라서 이러한 연소 부산물들의 운동 경로와 충돌 위치 및 표면에서의 충돌량과 그리고 충돌에 따른 마모량 및 점착 그리고 열전달 특성을 예측하는 것이 필수적이다.

• Proceedings of the Korea Institute of Fire Science and Engineering Conference
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• 2011.11a
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• pp.537-540
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• 2011

중요 목조문화재를 산불이나 인접 건축물의 화재로부터 보호하기 위한 방안으로 수막노즐을 제시하였다. 바닥으로부터 일정압력 이상으로 상승하는 물줄기로 수막을 형성하여 복사열을 차단함으로써 $200^{\circ}C{\sim}250^{\circ}C$에서 발생하는 목재의 열분해를 막기 위한 것으로 기존에 설치되어 있는 강원도 낙산사와 전라남도 무위사의 수막노즐의 설치상태를 확인해 보았고 이를 보완 개량하기 위한 방안으로 평상시 덮개에 덮인 노즐을 설치하여 경관을 손상시키지 않게 하였고 사용 시 수직상승하여 물을 분사할 수 있는 상하승강식 노즐봉과 이를 효과적으로 설치하는 방법에 대하여 연구되었다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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• pp.66.1-66.1
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• 2011

반도체를 비롯하여 LCD, OLED와 같은 디스플레이 (FPD: Flat Panel Display) 분야는 국가 선도 사업으로써 발전을 거듭해오고 있다. 하지만 기술의 성숙도가 높아짐에 따라 최근 중국과 대만 업체와의 경쟁이 심화되고 있으며, 더불어 환경문제가 큰 이슈로 떠오르고 있어 신기술 개발을 통한 생산 수율 향상 및 친환경 공정 개발의 중요성이 커지고 있다. 반도체, 디스플레이 공정에서 생산 수율 저하의 주요 원인으로써 공정 중 발생하는 미세 오염 입자를 들수 있다. 반도체 및 디스플레이 공정에서 세정 기술은 전체 기술의 30% 이상을 차지하며 생산 수율 및 제품의 품질에도 큰 영향을 주는 공정이다. 세정 공정은 일반적으로 습식 세정 공정이 낮은 공정비용을 바탕으로 널리 적용되어 왔으나, 기판의 대형화와 패턴의 미세화에 따라 정밀한 세정 스펙이 요구되며 더불어 막대한 양의 초순수와 화학액의 사용으로 인한 공정비용 증가와 환경 규제 강화에 따른 폐수 처리의 문제에 직면하고 있다. 이에 따라 폐수의 양을 줄이며 건조공정을 필요로 하지 않아 공정비용을 줄일 수 있는 건식 세정 공정에 대한 연구가 활발히 진행 되고 있다. $CO_2$ snow jet 세정 기술은 건식 공정으로써 $CO_2$ 가스를 특수하게 제작된 분사 노즐에서 고압으로 가스를 분사하여 이 때 발생되는 순간적인 감압에 의한 단열 팽창으로 생성된 $CO_2$ snow 입자가 기판 표면의 오염물과 물리적 충돌을 하어 세정이 이루어지는 기술이다. 특히 $CO_2$ 세정은 환경과 인체에 무해하며 공정 후 바로 승화하기 때문에 추가적인 폐수처리 공정 등이 필요하지 않고, 건식 공정으로써 수세(Rinse) 공정을 필요로 하지 않기 때문에, 공정비용을 크게 줄일 수 있으며 물반점 발생을 방지 할 수 있는 친환경 건식 공정으로써의 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 자체적으로 개발한 $CO_2$ snow jet을 바탕으로 하여 다양한 공정조건을 변화시켜 세정효율을 측정하는 한편, 최적화 하기 위한 연구를 진행하였으며 더불어 $CO_2$ snow의 세정력을 정량적으로 평가하기 위한 연구를 진행하였다. 실험을 통해 가장 효과적으로 $CO_2$ snow 입자를 배출 할 수 있는 공정 조건으로써 5 bar의 캐리어 가스 압력을 사용하여, 세정력에 가장 큰 영향을 줄 수 있는 분사 노즐과 기판 사이의 거리 및 분사 노즐의 각도 등을 변화시켜 각 조건에 따른 세정효율을 평가하였다. 세정 오염물은 Silica, PSL 표준 입자(Duke scientific, USA)를 정량적으로 웨이퍼에 오염 시킨 후, 파티클 스캐너(Surfscan 6500, KLA-Tencor, USA)를 이용하여 세정 전 후의 오염입자 개수 변화를 통해 정량적으로 세정효율을 평가하였다. 본 연구를 통하여 $CO_2$ snow jet를 이용한 친환경 고효율 건식 세정 공정 메커니즘을 분석하였으며, 노즐과 기판 사이의 간격 및 분사 노즐의 각도 등을 최적화 한 세정 공정을 얻을 수 있었다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.37 no.5
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• pp.309-316
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• 2024

In this paper, additive manufacturing (AM)-structural coupled analysis was proposed to accurately predict the mechanical behavior of 3D printed short-fiber reinforced composite structures. Tensile specimens were printed using a composite 3D printer (Mark Two, Markforged), and tensile tests were conducted on specimens manufactured with various nozzle paths. In addition, a reverse engineering scheme was applied to the experimental data to reasonably derive local anisotropic material properties according to the nozzle paths. Consequently, AM-structural coupled analysis was performed using the enhanced finite element model with mapped local materials properties, and the mechanical behavior of the 3D printed short-fiber reinforced composite was accurately described. To demonstrate the effectiveness of the proposed AM-structural coupled analysis model, the computational results obtained were compared with experimental results.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.04a
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• pp.196-199
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• 2011

Subscale high-pressure injection system which use two-stage light gas gun composed with high-pressure tube, pump tube and launch tube can make supersonic liquid jet. The supersonic liquid jet enhances droplet atomization by shockwave in front of the jet. In this study, the experiments was executed to identify the atomization characteristics of the supersonic liquid jet using straight cone nozzle. SMD which presents the atomization characteristics was decreased from $151.2{\mu}m$ to $52.25{\mu}m$ by increasing of L/d.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.48 no.3
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• pp.207-215
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• 2020

Design of a shape transition nozzle is carried out as a part of building a lab-scale supersonic combustion experimental equipment. In order to connect directly the circular shaped vitiation air heater to the square shaped scramjet combustor, area change is evaluated by using the method of characteristics. Shape transition function is introduced to control the transition rate. Boundary layer correction was made through the three-dimensional computational fluid dynamics with the assessment on the several shape transition functions. The shape transition nozzle is proved minimizing the growth of boundary layer at the center of the rectangular nozzle surfaces that caused by the pressure gradient at the corners of the rectangular nozzle and the following recirculation regions.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.23 no.6
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• pp.589-604
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• 2021

Waterjets for rocks have various advantages of the non-contact and eco-friendly excavation using only water and abrasive. To overcome the problems (e.g., dust and noise occurrence) of the conventional drilling methods, waterjet excavation methods are broadly used. It is advantageous to operate a couple of nozzles in order to increase the waterjet excavation efficiency. When multiple nozzles are used, it is essential to analyze the excavation performance and shape according to the nozzle operation method. In this study, nozzle angle, horizontal distance between nozzles, and standoff distance were defined as nozzle operating parameters and the excavation performance and shape were analyzed. As a result of the experiment, when the nozzle angle and standoff distance are increased, the excavation depth is decreased and the effective depth tends to be increased. In addition, based on the experimental results, the excavation shape criteria required for nozzle insertion were proposed and optimal nozzle operating parameters were derived according to the criteria. This study result is expected to be used as useful basic research in the future development of multiple waterjet nozzles for rock drilling.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.9 no.4
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• pp.66-72
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• 2005

In this paper, a small supersonic wind tunnel is designed and built to study the flow characteristics of a supersonic impulse turbine cascade. The flow is visualized by means of a single pass Schlieren system. The supersonic cascade with 2-dimensional supersonic nozzle was tested for various blade leading edge shapes and gaps between the nozzle and cascade. Highly complicated flow patterns including shocks, nozzle-cascade interaction and shock boundary layer interactions are observed.