• 한국유체기계학회 논문집
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• 제17권2호
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• pp.12-23
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• 2014

A parametric study on anti-vortex holes for turbine blade cooling was investigated numerically. Three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes equations and shear stress transport turbulence model were used for analysis of anti-vortex film cooling. Validation of numerical results was carried out comparing with experimental data. The cooling performance of anti-vortex holes was assessed by two geometric variables, the ratio of diameters of holes and the lateral distances between the primary hole and anti-vortex hole at blowing ratios of 0.5 and 1.0. The results showed that the spatially-averaged film-cooling effectiveness increases as the ratio of the diameters increases and the distance between the primary hole and anti-vortex hole decreases.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.1481-1486
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• 2004

This report presents experimental results on the heat transfer coefficients in the boiling region of spray cooling for actual metallurgical process. In this study, the heat flux distribution of a two dimensional dilute spray impinging on hot plate was experimentally investigated. Based on the experimental results, they classified the heat transfer area into the stagnation region and wall-flow region. In the stagnation region, the local heat transfer coefficient relates mainly to the droplet-flow-rate supplied from spray nozzle directly, so the local heat transfer coefficients is good agreement with the predicted values from correlation for spray cooling proposed by former report However, the local heat transfer coefficient in wall-flow region is larger than predicted values, and it is found that the rebounding droplets-flow-rate must be accurately evaluated to predict the local heat transfer coefficient in this region.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1998년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.156-158
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• 1998

원자력 발전소에서 사용하는 1차 냉각수에 대해 살펴보면, 일차냉각수의 pH는 5~8 범위이며, 수질기준은 염소이온과 불소이온이 0.15 ppm, 현탁고형물 이 0.2 ppm이나 실제 농도는 기준치보다 훨씬 낮은 매우 순수한 상태로 유지된다. 다만, 핵분열 반응도를 제어하기 위해 주입되는 붕소가 수백 ppm정도, pH를 조절하기 위해 부가되는 리튬의 1 ppm정도 포함되며, 그밖에 1ppm 정도의 실리카가 포함될 수 있다. 붕산으로 포화 운전되는 이온교환 수지탑 내에서는 붕산보다 이온선택도가 낮은 실리카는 이온교환수지에 흡착되지 않기 때문에 발전소의 가동년수의 증가에 ㄷ아라 원자로 냉각제의 실리카 농도는 점차 증가하게 되었다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1995년도 추계학술발표회논문집(1)
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• pp.327-332
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• 1995

가압중수형 원자로의 원자로건물내 주중기관 파단사고는 냉각재 상실사고와는 달리 핵연료 건전성이 유지됨에도 불구하고 파단 부위를 통한 과도한 중기 방출에 따른 일차측 급냉 및 감압에 의하여 경수를 수원으로 사용하는 비상노심냉각 계통(Emergency Core Cooling System:ECCS)의 작동으로 인하여 일차측 중수의 규정농도가 규정치 98% 이하로 저하되어 교체 또는 승급을 요하는 막대한 경제적 손실을 초래 할 수 있다. 원자로건물내 주중기관 파단사고시 비상노심냉각계통의 작동을 방지 또는 지연시키기 위한 운전기법으로 이차측 급수의 차단을 고려하였다. 주증기관 파단크기 50% 이하 범위에서는 원자로 정지후 급수 차단을 통해 비상노심냉각계통 작동을 막을 수 있음이 평가되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권10호
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• pp.966-978
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• 2011

분출냉각은 높은 압력과 온도의 가혹한 환경에서 운용되는 고성능 액체로켓과 공기흡입엔진을 위한 가장 효과적인 냉각방법이다. 분출냉각이 적용되는 경우, 연소기 라이너와 터빈 블레이드/베인은 다공질 벽면을 통과하는 냉각재(공기 또는 연료)뿐만 아니라 차단막으로 작용하는 벽면을 빠져나온 냉각재에 의해 냉각된다. 이러한 냉각기술의 실용화는 가용한 다공질 재료의 부재로 인해 제한을 받아왔다. 그러나 금속결합 기술의 발전으로 확산접합과 식각된 얇은 금속판으로 제작한 Lamilloy$^{(R)}$와 같은 다층 기공 구조물이 개발되었다. 그리고 또한 경량 세라믹 매트릭스 복합재료가 개발됨에 따라 분출냉각은 근래 고성능 엔진 냉각을 위한 유망 기술로 여겨지고 있다. 본 논문에서는 분출냉각의 최근 연구동향 및 가스터빈, 액체로켓 및 극초음속 비행체 엔진에 이의 적용사례를 고찰하였다.

• 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
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• 한국생물환경조절학회 2000년도 학술발표논문집 ProceedingofBio-Environment control
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• pp.22-25
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• 2000

• 대한기계학회논문집B
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• 제23권5호
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• pp.577-586
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• 1999

Two problems with jet injection through the cylindrical film cooling hole are 1) penetration of jet into mainstream rather than covering the surface at high blowing rates and 2) nonuniformity of the film cooling effectiveness in the lateral direction. Compound angle injection is employed to reduce those two problems. Compound angle injection increases the film cooling effectiveness and spreads more widely. However, there is still lift off at high blowing rates. Shaped film cooling hole is a possible means to reduce those two problems. Film cooling with the shaped hole is investigated in this study experimentally. Film cooling hole used in present study is a shaped hole with conically enlarged exit and Inlet-to-exit area ratio is 2.55. Naphthalene sublimation method has been employed to study the local heat/mass transfer coefficient and film cooling effectiveness for compound injection angles and various blowing rates around the shaped film cooling hole. Enlarged hole exit area reduces the momentum of the jet at the hole exit and prevents the penetration of injected jet into the mainstream effectively. Hence, higher and more uniform film cooling effectiveness values are obtained even at relatively high blowing rates and the film cooling jet spreads more widely with the shaped film cooling hole. And the injected jet protects the surface effectively at low blowing rates and spreads more widely with the compound angle injections than the axial injection.

• 한국추진공학회지
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• 제24권6호
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• pp.69-77
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• 2020

액체 핀틀 추력기의 성능해석을 위해 준 일차원 다상 반응유동 해석코드를 개발하였다. 해석코드의 주요모델로서 다상 유동장, 액적의 기화, 다상 연소, 액체 막냉각 등의 모델들을 적용하였다. 액적기화 모델은 Abramzon의 기화모델을 적용하였으며 연소 모델은 flamelet 모델을 적용하였다. 막냉각 효과는 Shine의 모델을 적용하였다. 각 모델을 사용하여 산소-질소의 Sod shock 튜브, n-decane 액적기화, 케로신 다상연소, 막냉각 길이를 계산하여 선행 연구자의 결과와 비교 검증하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.189-189
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• 2015

Plasmonics, sensor, field effect transistors, solar cells 등 다양한 적용분야를 가지는 실리콘 구조체는 제작공정에 의해 전기적 및 광학적 특성이 달라지기 때문에 적합한 나노구조 제작방법이 요구되고 있다. 나노구조체 제작방법으로는 Photo lithography, Extreme ultraviolet lithography (EUV), Nano imprinting lithography (NIL), Block copolymer (BCP) 방식의 방법들이 연구되고 있으며, 특히 BCP는 direct self-assembly 특성을 가지고 있으며 가격적인 면에서도 큰 장점을 가진다. 하지만 BCP를 mask로 사용하여 식각공정을 진행할 경우 BCP가 버티지 못하고 변형되어 mask로서의 역할을 하지 못한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 BCP와 질화막을 이용한 double mask 방법을 사용하였다. 기판 위에 BCP를 self-assembly 시키고 mask로 사용하여 hole 부분으로 노출된 기판을 Ion gun을 통해 질화 시킨 후에 BCP를 제거한다. 기판 위에 hole 모양의 질화막 표면은 BCP와 다르게 etching 공정 중 변형되지 않는다. 이러한 질화막 표면을 mask로 사용하여 pillar pattern의 실리콘 나노구조체를 제작하였다. 질화막 mask로 사용되는 template은 PS와 PMMA로 구성된 BCP를 사용하였다. 140kg/mol의 polystyrene과 65kg/mol의 PMMA를 톨루엔으로 용해시키고 실리콘 표면 위에 spin coating으로 도포하였다. Spin coat 후 230도에서 40시간 동안 열처리를 진행하여 40nm의 직경을 가진 PS-b-PMMA self-assembled hole morphology를 형성하였다. 질화막 형성 및 etching을 위한 장비로 low-energy Ion beam system을 사용하였다. Reactive Ion beam은 ICP와 3-grid system으로 구성된 Ion gun으로부터 형성된다. Ion gun에 13.56 MHz의 frequency를 갖는 200W 전력을 인가하였다. Plasma로부터 나오는 Ion은 $2{\Phi}$의 직경의 hole을 가지는 3-grid hole로 추출된다. 10~70 voltage 범위의 전위를 plasma source 바로 아래의 1st gird에 인가하고, 플럭스 조절을 위해 -150V의 전위를 2nd grid에 인가한다. 그리고 3rd grid는 접지를 시켰다. chamber내의 질화 및 식각가스 공급은 2mTorr로 유지시켰다. 그리고 기판의 온도는 냉각칠러를 이용하여 -20도로 냉각을 진행하였다. 이와 같은 공정 결과로 100 nm 이상의 높이를 갖는 40 nm직경의 균일한 Silicon pillar pattern을 형성 할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권3호
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• pp.267-273
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• 2013

막충진재(film fill)를 갖는 냉각탑용 팬의 효율적인 운전조건을 제시하기 위하여, Merkel의 이론을 바탕으로 한 종전의 최적 총연간비용 모델을 사용하여 입구 물온도와 열부하에 따른 최소팬동력을 구하는 프로그램이 새로이 개발되었으며, 냉각탑의 설계 맵이 본 연구로부터 제시되었다. 전형적인 예들을 통하여 본 프로그램의 타당성이 입증되었다. 주어진 열부하에서 이들 팬동력(z 축)-공기질량플럭스(x 축, 최소팬동력 존재)-입구물온도(y 축, 최소팬동력의 최대값 존재)의 3차원 그래프는 말안장 형상으로 나타났다. 최소팬동력들은 열부하에 따라 증가하였다. 따라서, '고온수 유입과 저유량의 공기로 작동' 될 때가 항상 최소팬동력 조건이 아니며, '주어진 입구물온도에 대하여 최소팬동력에 대응하는 최적의 공기질량플럭스가 (열부하와 무관하게) 존재한다'는 사실이 본 연구결과로부터 밝혀졌다.