• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.46.1-46.1
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• 2010

일반적으로 석출물의 석출은 핵생성(Nucleation)-성장(Growth)-조대화(Coarsening)의 단계를 거친다. 핵생성에 의해 생성된 개개의 핵들은 아직 열역학적으로 평형 상태가 아니다. 석출물의 부피 분율은 아직 상태도에서 예측할 수 있는 값까지 도달하지 못했다. 과포화된 기지에서 생성된 핵은 계속적으로 기지로부터 용질 원자를 공급받아 성장하게 된다. 석출물의 성장은 그 부피 분율이 상태도에서 예상되는 값에 도달할 때까지 계속된다. 시간에 따른 석출 분율 계산과 분산된 석출물들이 matrix내에서 어느 정도 용해도를 갖는다면, 보다 작은 크기의 입자들은 용해되어 보다 큰 입자로 석출(성장)하려는 경향이 있다. 이러한 현상의 구동력은 전체 시스템의 계면 에너지 감소에 의해 주어지며, 결국 하나의 큰 입자만이 존재하게 될 것이다. 본 연구에서는 석출분율을 계산하기 위해 상용프로그램인 Pandat을 통해 Mg-Al 2원계합금의 상태도 및 석출분율 계산을 위한 열역학 데이터를 계산하였다. 계산된 열역학 데이터는 C언어로 함수화 하여 입력하고 Excell을 통해 석출분율을 계산하였다. 계산된 석출분율과 실험값의 비교를 통해 fitting parameters를 대입하여 계산값 및 실험값의 오차율을 줄였다. 본 연구에서 계산된 석출분율은 미래의 석출상 크기 및 분포 등을 개발하는 기초데이터로 활용할 수 있을 것이다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.157-167
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• 2008

본 연구에서는 직립 구조물 전면에서 발생하는 권파에 의한 월파의 기포분율을 수리모형실험으로 검토하였다. 구조물 직립벽 전면에서 쇄파되는 내습파랑은 쇄파와 월파 과정동안 기포를 연행하거나 액적화되며 강한 난류세기를 갖는 다위상흐름이 된다. 본 연구에서는 광섬유반사율계와 기포를 이용한 영상유속계기법으로 월파의 기포분율, 유속, 그리고 층두께를 측정하였다. 반복된 실험으로 얻어진 기포분율과 유속은 조화평균과 시간평균을 적용하여 분석하였다. 평균된 기포분율의 분포로부터 높은 기포분율은 주로 월파수괴의 전면부에서 발생하는 것을 알 수 있었으며, 구조물 상단표면에 접한 영역과 월파수괴의 후면부 영역은 상대적으로 낮은 기포분율을 보여주었다. 측정된 월파의 기포분율, 유속, 그리고 층두께로부터 월파의 흐름율과 운동량을 산정하였고, 실험결과로부터 기포분율이 중요한 인자임을 알 수 있었다. 수심평균된 기포분율, 유속, 두께의 상사적 분포특성을 이용하여 경험식을 제시하였고, 1차원적 경험식을 이용하여 흐름율과 운동량을 검토하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.39-40
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• 2014

마그네슘합금을 주조한 후 열간압출하여 CaO 첨가와 열간압출이 마그네슘 합금의 고온산화에 미치는 영향을 조사하였다. CaO 첨가효과는 첫째, $CO_2+1%SF_6$ 보호가스 없이 마그네슘 합금을 대기 중에서 주조할 수 있도록 하며, 둘째, 내열성을 크게 증진시켜 마그네슘합금의 산화 한계를 증가시키는 것이다. 열간압출 효과는 모재의 결정립계에 존재하는 석출물을 파괴시켜 석출물의 부피분율을 감소시키는 것으로서, CaO를 첨가할수록 석출물의 분율이 증가하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.27-27
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• 2003

무가압침투법으로 제조된 부피분율 10~24% SiC, TiC, B$_4$C 탄화물 입자강화 7075 Al 합금 기지 복합재료의 건식 미끄럼 마멸거동을 강화입자의 종류, 크기 및 부피 분율을 변수로 연구하였다. 미끄럼 마멸 시험은 pin-on-disk 형태의 마멸 시험기를 사용하여, AISI 52100 베어링강을 상대재로 상온 대기 중에서 실시되었다. 마멸특성의 분석과 마멸기구의 규명을 위하여 마멸면과 마멸단면을 SEM, EDS를 이용하여 분석하였다. 제조된 복합재료의 압축 시험을 통하여 측정된 항복강도와 가공경화지수는 서로 반비례하였고, 각 시편간의 경도 차는 크지 않았다. 마멸 시험결과, 크기 및 부피 분율이 7$\mu\textrm{m}$ !0%인 SiC 입자로 강화된 복합재료를 제외하고, 전체 복합재료 시편은 7075 Al 기지 합금에 비해 낮은 마멸 속도를 보였다. 10N 이하의 저하 중에서는 강화상의 종류와 상관없이 복합재료는 낮은 마멸 속도를 보였고, 25N 이상의 고하중에서는 TiC 입자강화 복합재료가 가장 낮은 마멸 속도를, SiC 입자강화 복합재료가 가장 높은 마멸 속도를 나타내었다. 강화 입자의 크기 및 부피 분율이 동일한 경우 SiC 입자로 강화된 복합재료가 가장 낮은 내마멸성을 나타내었다. 강화상의 크기 및 부피 분율이 증가함에 따라 미소 마멸에서 격렬 마멸로의 천이 하중이 증가하였다.

• 한국가스학회지
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• 제25권5호
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• pp.30-36
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• 2021

정유 및 석유화학산업의 개질로 튜브에 사용되는 mod HP강에 대한 잔여수명의 예측법을 튜브의 표면 금속조직에 석출된 탄화물의 면적분율에 대한 정량적인 평가를 통해 연구하였다. 표면복제법을 활용한 미세조직 분석을 통하여 탄화물의 면적분율과 잔여수명 사이의 관계를 실험적으로 구하였다. 신재(Virgin)와 950 ℃의 개질로에서 1.8, 6.0, 7.2, 8.5, 9.7 및 16.2년 실제 사용한 튜브들을 광학현미경(OM)을 사용하여 관찰하였으며, 석출물의 면적분율을 Image J 프로그램을 이용한 정량적 이미지 분석에 의해 측정하였다. 석출물의 면적분율이 증가함에 따라 잔여수명이 감소하여 서로 반비례하는 결과를 보여주었다. 이 관계를 사용온도와 수명을 결합한 파라미터인 LMP로 나타내면, 신재에서 LMP 값이 가장 높게 나타났고, 사용시간이 증가할수록 LMP가 감소하여 잔여수명이 줄어 듦을 나타내었다. LMP와 탄화물의 면적분율과의 상관관계를 나타내는 관계식을 도출하였다. 도출한 관계식은 현장에서 잔여수명 평가를 위해 표면복제법 적용으로 면적분율을 측정하여 잔여수명을 평가하는데 사용될 수 있다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2002년도 추계학술발표논문집
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• pp.293-296
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• 2002

본 논문에서는 수소/액체연료/공기의 연소특성에 대해 CFD상용프로그램을 사용하여 수치해석을 수행하였다. 먼저 프로그램을 검증하기 위하여 수소/공기의 난류 비예혼합 화염에 대한 반응물과 생성물의 몰분율을 Barlow실험 결과와 비교하였고, X축 방향의 온도분포를 Flury의 실험 값과 비교하여 값이 물리적으로 근사함을 확인하였다. 혼합분율(Mixture Fraction)과 확률밀도함수(PDF)의 접근 방법을 이용하여 화염진단과 오염물질발생에 중요한 역할을 하는 중간 종들의 몰분율을 확인하였다. 수소/액체연료/공기에 대해서는 화염형성에 있어서 가장 중요한 연료와 산화제의 속도비 변화(100,10,1,0.1)로부터 산화제속도가 연료속도 보다 클 경우 고속 측인 산화제에 의해 연료의 확산이 지배되는 현상으로 인하여 화염의 온도분포가 최고가 됨을 확인하였다. 또한, 연소과정 중 발생하는 오염물질의 농도를 수치적으로 해석하여 최저의 오염농도를 가질 수 있는 속도 비를 찾아 낼 수 있었다. 수소/공기와 수소/액체연료/공기의 온도 장 비교를 통하여 수소/액체연료/공기의 혼합물이 대체에너지로서의 가능성을 확인하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 추계학술발표회논문집(1)
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• pp.421-426
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• 1996

본 논문에서는 고압분출 사고시 격납용기 하중 완화를 위해 국내 원전에서 채택하고 있는 캐비티내 나포체적이 용융물 방출 분율에 미치는 효과를 분석하기 위한 방법을 제시하고, 이를 울진 3,4호기 캐비티 모형에 적용하였다. 이를 위해 용융물 방출을 예측을 위해 이미 개발된 Kim's 상관식에 고온 상사물을 모의하기 위한 방정식을 도출하여 고온 실험에 적용하였다. 또한, SNL에서 실험자료를 정리하면서 얻은 결과와 나포체적을 가진 캐비티를 대상으로 국내에서 수행된 실험결과를 이용하여 나포체적 해석을 위한 방안을 제시하였다. Kim's 상관식에 고온 상사물 모델을 위한 방정식과 나포체적 해석 방안을 적용. 개선하여 울진 3,4호기와 이와 유사한 캐비티모형에서 용융물 방출 분율을 예측하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1995년도 추계학술발표회논문집(2)
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• pp.531-537
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• 1995

본 논문에서는 증기폭발의 전파과정을 해석하기 위한 수학적 모델을 제시하였다. 이 모델은 용융물, 용융파편, 그리고 냉각재 기상과 액상 둥 4상 유체의 2차원적인 천이거동을 지배방정식 및 관련상관식의 수치적 해를 구함으로써 증기폭발의 전파속도 및 폭발압력 등을 예측할 수 있다. 모델에 사용된 주요 상관식은 용융물 분쇄, 냉각재 상변화, 에너지 교환, 그리고 운동량 교환함으로 구성되어 있다. 냉각재의 상태를 결정하는데 있어서 냉각재의 기상과 액상 사이의 열역학적인 비평형을 허용할 수 있도록 냉각재의 상태방정식을 구성하였다. 주석/물의 증기폭발에 대한 예제계산을 수행한 결과 폭발의 전파속도 및 압력 등에 있어서 합당한 것으로 밝혀졌다. 또한 중요한 초기변수(중기 분율, 용융물 분율) 및 관련상관식에 대한 민감도 분석을 수행함으로써 모델개선을 위한 중요인자를 제시하였다.

• 산업식품공학
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• 제14권2호
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• pp.85-91
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• 2010

식품 산업 가공 공정에 다양하게 적용되는 진동 선별기(twist screen)의 구조를 변경하고 그 효율을 분석하기 위하여 위와 같은 실험을 실시하였다. 시료 공급 시 스크린 외곽의 프레임을 따라 선별되지 못하고 빠지는 입자를 방지하기 위하여 스크린 프레임에 dam을 설치하였으며, 스크린 중앙에서 공급되는 시료가 진동에 의하여 중앙에서 외곽으로 빠르게 이동하며 입자층을 이루어 선별 효율이 저하되는 것을 방지하기 위하여 스크린에 나선형 구조물을 설치하였다. 진동 선별기는 직경 1,200 mm와 직경 1,500 mm를 사용하였으며 스크린은 mesh 24이고 선경 0.12 mm인 표준망을 적용하였고 진동 모터는 60 Hz로 운전하였으며 자기진동 이송기는 주파수 게이지 8과 10으로 각각 실험한 결과 다음과 같은 결론을 도출하였다. 진동 선별기 직경 1,200 mm인 경우 일반형은 처리 용량 24 kg/hr, 처리 분율은 4.72%이었고 스크린 프레임에 dam을 설치하고 스크린에 나선형 구조물을 설치한 경우에는 처리 용량이 22.8 kg/hr, 처리 분율 8.05%이었다. 구조물의 설치로 처리 용량은 다소 감소하였으나 처리 분율은 1.7배 증가하여 선별 효율이 상당히 높아졌다는 것을 알 수 있었다. 진동 선별기 직경 1,500 mm의 경우 일반형의 처리 용량은 43.32 kg/hr으로 직경 1,200 mm인 경우와 비교하여 처리용량은 1.8배 증가하였으나 처리 분율은 2.37%로 처리용량에 비하여 낮게 나타났다. 처리 1의 입도를 분석한 결과 스크린에 의하여 선별될 세립의 입자가 비선별 처리물에서 발견되고 있다. 스크린의 직경이 넓어져서 처리 용량이 증가하였으나 공급 속도를 높여 공급량이 많아지므로 입자들의 망 접촉 시간이 감소하고 입자의 층 현상이 심화되어 처리 효율이 감소하고 세립의 입자 선별이 완벽하게 이루어지지 않았다는 것을 알 수 있었다. 선별기 직경 1,500 mm에 screen frame dam을 설치한 경우 처리 용량 43.14 kg/hr로 일반형과 비슷하며 처리 분율은 3.25%로 매우 증가되었다. 입자들의 층현상이 심화된 ${\emptyset}$1500에서 스크린의 프레임에 dam을 설치함으로써 스크린 프레임으로 빠져나가 망에 체류 시간이 단축되는 것이 방지되며 프레임을 따라 입자층이 형성되어 스크린과 접촉이 불가능하였던 입자들이 dam에 의하여 스크린 안쪽에서 이동되므로 거의 동일한 처리 용량에서도 처리 효율 증가가 뚜렷하게 구분되었다고 할 수 있다. Screen frame dam과 나선형 구조물을 모두 설치한 경우 처리 용량은 39.04 kg/hr로 다소 감소되었으나 처리 분율은 6.77%로 직경 1,500 mm의 진동 스크린에서 일반형 구조시 보다 3배, frame dam만 설치된 경우보다 2배의 증가를 보였다. 비선별 처리물인 처리 1의 시료를 입도분석한 결과 선별 처리되지 못한 세립의 입자를 전혀 발견할 수 없었다. 이와 같은 결과는 frame dam을 설치하여도 입자들이 빠르게 휩쓸려 스크린의 외곽으로 이동하여 망과 접촉 시간이 단축되며 층을 이루어 입자간의 간섭에 의해 선별 효과가 감소되는 것을 나선형 구조물에 의하여 방지함으로써 체류시간을 증가시키고 입자층을 분산시켜 선별 효율을 증가시킬 수 있었다. 나선형 구조물 설치시 처리 용량은 다소 감소되는 경향을 보이나 처리 분율이 3배까지 차이를 나타나며 이는 공급 속도가 빠를수록 처리 용량이 많을수록 영향이 크다는 것을 알 수 있었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.157-158
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• 2015

$Ni-TiO_2$ 복합체를 전기도금법으로 제조할 때, pH, 전류밀도 변화에 따른 $TiO_2$ 부피분율을 측정하였다. 산화물의 부피분율은 pH가 높아질수록 낮아지고, 전류밀도가 증가하면, $100mA/cm^2$에서 최댓값을 가진 뒤에 감소하였다. 기존의 산화물 공석량 예측식 모델에 수소발생반응을 고려하여 적용한 결과, 기존 모델보다 실험값과 예측값의 정확도가 더 높았다. 따라서, 산화물이 전기도금층에 공석될 때에는 수소이온의 환원반응과 니켈이온의 환원반응을 종합적으로 고려하여야 한다.