• 우주기술과 응용
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• 제4권2호
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• pp.137-152
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• 2024

현재 마이크로중력 환경을 활용한 과학실험은 초 단위 정도의 짧은 시간 동안 실험이 수행 가능한 낙하 탑부터 시간제한이 없는 우주정거장 등 여러 분야에서 수행되고 있다. 하지만 과학 실험에 필요한 긴 시간이 확보된 마이크로중력 환경을 구현하기 위해서는 적지 않은 개발비용과 시간이 소모된다. 따라서 고비용이 수반되는 마이크로중력 환경 실험을 큐브위성에서 수행한다면 저비용 고효율의 이점으로 과학 실험의 다양성과 시간의 제약에서 자유도가 더욱 높아질 것으로 판단된다. 이러한 특장점을 살린 KMSL(Korea Microgravity Science Laboratory) 큐브위성은 마이크로중력 환경에서의 과학 임무를 수행하였던 위성이다. KMSL 위성은 2021년 3월 22일 카자흐스탄 바이코누르 발사기지에서 Soyuz2.1a 발사체에 의해 발사되었고, 약 2개월간 정상적으로 임무를 수행하였다. 본 논문에서는 KMSL 위성의 운영 경험과 발생한 문제에 대한 분석을 바탕으로 마이크로중력 환경에서의 과학 임무를 성공적으로 수행하기 위한 해결책과 교훈을 제시하고자 한다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 추계총회 및 학술대회 논문집
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• pp.81-83
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• 2012

친수성 코팅 물질인 폴리도파민을 초소수성표면에 패터닝함으로써 이차원 마이크로 플루이딕 장치 (폴리도파민 마이크로플루이딕 장치)를 만듦. 폴리도파민 마이크로플루이딕 장치는 마이크로 펌프가 없이 오직 중력만을 이용해서 액적의 이동을 가능케하는 기술임. 또한 이 장치는 매우 빠르게 액적을 손실없이 혼합시키는 기술임. 본 기술을 이용하여 금입자 반응 및 단백질 구조 분석을 수행함.

• 한국지구과학회:학술대회논문집
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• 한국지구과학회 2010년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.116-116
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• 2010

마이크로퀘이사들은 고중력 천체와 보통의 별이 공전하며 서로의 물질도 이동하는 근접 쌍성계로서, 불규칙하고 간헐적으로 플레어와 그에 수반하는 상대론적인 속도로 분출되는 물질을 분출하는 현상, 즉 마이크로퀘이사 현상을 보인다. 두 천체사이의 거리는 수백만 킬로미터이고, 특히 물질을 분출하는 것으로 믿어지는 고중력 천체 주변의 크기는 수천 킬로미터 정도인데 반하여, 우리로 부터의 거리는 보통 10 킬로 kpc 이상이다. 따라서 마이크로퀘이사 현상의 영상을 얻으려면 초장기선 전파간섭계를 이용해야 한다. 우리는 일본의 초장기선 전파간섭계 VERA를 이용하여 VERA J2032+4057의 플레어 상태에서의 물질 분출 현상을 영상화 하였다. VERA J2032+4057의 플레어와 불질분출은 매우 복잡하여 여러 가지 모델들을 써서 영상을 해석해 보았다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권12호
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• pp.1395-1401
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• 2014

중력이 거의 작용하지 않는 마이크로중력환경에서 소동물의 질량이 측정 가능한 고성능 관성저울을 개발하기 위해, 약 100g의 측정시료를 이용하여 관성저울의 핵심 디자인 파라미터인 로드셀의 응답특성을 평가하였다. 정확한 성능평가를 위해서 1.5초의 마이크로중력환경을 제공할 수 있는 15m 자유 낙하탑을 활용하였으며, 살아 있는 동물의 질량을 측정해야 하는 점을 고려하여 측정시료의 감속 크기 변화에 따른 로드셀의 응답특성를 파악하였다. 동일한 가속도로 가 감속되는 표준시료와 측정시료의 관성력 비의 분석결과 로드셀이 장착된 가속판이 평균 이동속도 0.5 m/s 이상으로 운동하는 경우에 한하여 설계 기준에 부합하는 것을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권6호
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• pp.383-389
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• 2016

사각공동 및 채널이 형성된 마이크로구조 표면을 활용하여 수조비등 임계열유속에 대한 중력 및 모세관 압력의 영향에 대해 연구하였다. 마이크로 공동구조는 모세관 압력에 의한 액체유동을 억제하는 역할을 하였고, 마이크로 채널구조는 비등표면으로의 1차원적인 액체유동을 유발하는데 기여하였다. 이를 통해 임계열유속과 모세관 유동의 상관관계를 정량화할 수 있었다. 비등표면으로의 액체공급을 위한 원동력은 중력수두 및 모세관 압력에 의해 유발될 수 있다. 본 연구에서는 수조비등 실험 및 가시화 데이터의 분석을 통해 수조비등 표면에서의 핵비등을 유지할 수 있는 액체공급은 중력 수두 및 모세관 압력과 밀접한 상관관계를 가지고 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국기계가공학회지
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• 제18권12호
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• pp.104-110
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• 2019

A nanosatellite designed by the Korea Microgravity Science Laboratory (KMSL) is currently under development. The KMSL nanosatellite is designed to perform two different scientific missions in space. To successfully complete missions, a variety of tests must be conducted to verify the performance of the designed satellite before launch. As part of the qualification test campaign, the KMSL nanosatellite underwent high level vibrational tests (to comply with Falcon 9 qualification level) to demonstrate the integrity of the system. The purpose of this study is to demonstrate that the primary structure and all electronic and mechanical components can withstand the vibrations and the loads experienced during the launch period. To this end, the KMSL nanosatellite was exposed to static and dynamic loads and various types of vibrations that are inevitably produced during the space vehicle launch period. The vibration test results clearly demonstrated that all avionics and mechanical components can withstand the vibrations and the loads applied to the KMSL nanosatellite's body through a Pico-satellite Orbital Deployer (POD).

• 한국습지학회지
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• 제24권3호
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• pp.196-203
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• 2022

본 논문은 자유수면에서 마이크로 중력식 와류 수차의 성능에 블레이드 상대위치 변화의 영향을 이해하는 것이다. 일정한 와류 유동에서 자유수면 아래 상대 와류 수심비(y/h_v)의 범위 0 ~ 0.778 지점에 설치된 블레이드의 위치 변화에 따른 마이크로 와류 수차의 회전수, 전압 및 전류를 측정하였다. 유량은 0.0063 ~ 0.00662 m³/s 범위이다. 실험 결과는 유입되는 유속과 난류강도의 분포가 변하기 때문에 블레이드의 상대위치가 마이크로 와류 수차의 성능에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 와류 수차에서 발생하는 에너지의 최대량은 상대 와류 수심비 0.111 ~ 0.222 지점에서 발생했다. 상대 와류 수심비 0.111 지점의 출력은 자유수면 아래 상대 와류 수심비 0.588 지점보다 약 2.4배 더 크게 나타난다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.432-432
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• 2021

우리나라는 대부분의 에너지 공급을 해외에 의존하고 있는 실정이다. 산업통상자원부와 에너지경제연구원에서 발간하는 2018년 에너지통계연보(에너지경제연구원과 산업통상자원부, 2018)에 실린 2010년부터 2017년까지의 에너지수급 균형을 보면 원유, 천연가스, 석탄, 우라늄 등 평균 95.4%의 에너지를 수입하고 있는 실정이다. 수력 및 신재생에너지의 경우 기후변화에 대응하는 수단 그리고 정부의 저탄소에너지 전환 정책으로 인정받아 상대적으로 낮은 에너지 경제성에도 불구하고 꾸준히 보급되고 있다. 우리나라뿐만 아니라 독일, 프랑스, 영국, 중국 그리고 인도와 같은 세계 주요 국가들이 친환경 에너지 정책을 주도함에 따라 향후 신재생에너지의 공급 규모는 크게 확대될 것으로 전망된다. 중력 물 보텍스 마이크로 수력 발전 시스템은 시스템의 상하류부의 수두(hydraulic head) 차에 의해 저류조(basin)에서 발생되는 물의 보텍스 즉 소용돌이(whirlpool)를 이용하여 임펠러(impeller)를 회전시켜 전기에너지를 생산하는 친환경적 재생에너지의 일종이다. 또한, 시스템으로 유입되는 물은 전기에너지 생산을 위한 임펠러를 통과한 후 다시 하천으로 방류되므로 하천 수의 손실 그리고 하천의 물길도 거의 교란 시키지 않는다. 4가구 정도의 연간 가정용 전기 요구량인 12와 15kW 사이의 전기에너지를 생산하기 위해서는 발전시스템의 상류와 하류의 수두차가 단지 1.5에서 1.7m 이하이면 충분한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 중력 물 보텍스 친환경 마이크로 발전 시스템을 구성하는 저류조(basin)에 대해 최대 발전효율을 발생시키기에 최적인 기하학적 형태를 도출하는 것이며, 이를 위해 저류조의 cone angle에 따른 다양한 저류조 직경 및 물 보텍스 생성을 위한 저류조 형태의 변화, 유입수로와 저류조와의 각도인 notch angle의 변화, 유입부 폭과 유출부 직경, 유입수로의 길이 그리고 유입수로에서의 초기수심과 같은 기하학적 매개변수를 변화시켜 모의를 수행하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 추계학술발표논문집
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• pp.868-870
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• 2009

이 연구에서는 암반에 마이크로 파일을 그라우팅하여 시공할 경우에 암반과 그라우트 접촉면에 발생되는 부착력을 특수 제작된 부착력실험용 몰드와 만능시험기를 이용하여 측정하고 그라우팅 방법(압력식, 중력식)을 달리하여 비교 분석하였다. 실험결과 압력식의 부착력과 일축압축강도가 중력식보다 크게 나타났다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제16권3호
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• pp.45-51
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• 2009

본 연구에서는 습식 방법으로 진행 되는 BGA 현상 공정에 있어 기존의 수평 장비를 대체하여 수직 장비를 개발하였다. 지그를 이용하여 기판을 수직 방향으로 고정한 후 습식 공정을 진행함으로써 기존 수평 장비의 단점인 롤러와 기판 표면 회로 패턴의 충돌로 인한 회로 패턴 손상 문제를 원천적으로 제거하고자 하였다. 개발된 수직 장비의 공정 특성을 수평 장비와 비교 평가 하기 위하여 유니포미터 측정, 회로 패턴 손상 평가 및 불량 평가의 실험을 수행하였다. 평가 결과 수직 장비의 유니포미티 특성은 수평 장비와 동일한 수준이며 중력 방향의 액흐름에 대한 공정 특성 영향은 미미한 것으로 확인 되었다. 또한, 수평 장비 대비 $3{\sim}4{\mu}m$ 더 미세한 회로 패턴에 대해여 손상 없이 공정을 진행 할 수 있음을 확인 할 수 있었다.