• Journal of ILASS-Korea
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• 제16권1호
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• pp.37-43
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• 2011

The present study conducted computational simulation for multiphase flow in the flame spray coating process with commercially available Ni-Cr powders. The flows in a flame spray gun is characterized by very complex phenomena including combustion, turbulent flows, and convective and radiative heat transfer. In this study, we used a commercial computational fluid dynamics (CFD) code of Fluent (ver. 6.3.26) to predict gas dynamics involving combustion, gas and particle temperature distributions, and multi-dimensional particle trajectories with the use of the discrete phase model (DPM). We also examined the effect of particle size on the flame spray process. It was found that particle velocity and gas temperature decreased rapidly in the radial direction, and they were substantially affected by the particle size.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 한국가시화정보학회 2007년도 추계학술대회
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• pp.66-70
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• 2007

현재 많은 연구들이 작은 크기에 여러 공정을 집적시킬 수 있는 장점을 가진 마이크로 장치의 개발과 활용에 집중되고 었다. 마이크로 장치에서 가장 중요한 것은 미세 유동의 효율적인 제어이다. 본 연구에서는 마이크로 장치에 직접 적용 가능한 표면 개질 된 마이크로 채널의 유동에 대하여 고려하였다. 표면 개질(surface treatment)은 물리적, 화학적인 작용을 통해서 채널 내부 표면의 습윤성을 변화시켜 유동을 제어하는 방법이다. 친수성(glass)을 가지는 마이크로 채널 내부의 일부를 소수성(teflon)으로 개질 후, 고속카메라를 이용하여 채널 내부를 흐르는 유체의 유동 경계면 변화를 분석하였다. 또한 유동 해석을 위한 상용 코드(CFD-ACE)를 이용하여 유동에 대한 수치 해석을 진행하여 가시화된 실험 결과와 비교 분석하였다. 실험 결과와 수치 해석 결과를 통해, 친수성과 소수성 표면 배열에 따른 일시적인 유동 변화를 관찰하였다. 본 연구 결과를 통해 마이크로 채널 유동의 최적화 상태를 찾을 수 있으며, 보다 용이한 미세 유동 제어가 가능하다.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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• 제6권3호
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• pp.58-64
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• 1997

A micromechanics model to describe the elastic behavior of fiber or whisker reinforced metal matrix composites was developed and the stress concentrations between reinforcements were investigated using the modified shear lag model with the comparison of finite element analysis (FEA). The rationale is based on the replacement of the matrix between fiber ends with the fictitious fiber to maintain the compatibility of displacement and traction. It was found that the new model gives a good agreement with FEA results in the small fiber aspect ratio regime as well as that in the large fiber aspect ratio regime. By the calculation of the present model, stress concentration factor in the matrix and the composite elastic modulus were predicted accurately. Some important factors affecting stress concentrations, such as fiber volume fraction, fiber aspect ratio, end gap size, and modulus ratio, were also discussed.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.43.1-43.1
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• 2009

다이캐스팅과 같이 가압 사출방식을 이용한 제품 성형 공정에서 관심의 대상이 되어왔던 연구 주제 중 하나는 어떻게 하면 금형 내에 충진되는 용탕의 유동을 층류성으로 제어할 수 있을까 하는 문제이다. 그러나 다이캐스팅 공정에서 일반적인 용탕의 사출속도로는 그 유동 특성을 제어하기가 거의 불가능하다. 이러한 사출속도의 설정 및 게이트의 형상설계를 하는데 있어서 대부분 경험적인 자료를 이용하고 있어 공정의 효율성을 극대화하고 있지 못한 실정이다. 본 연구에서는 용융 마그네슘합금이 금형내에 충진 될 때 유체의 유입속도 및 탕구형상이 유동에 미치는 영향을 전산유체역학을 이용하여 충진 및 응고해석을 하였고, 예견되는 제품의 결함 및 결함제어 가능성을 진단함으로써 개선방안을 제안하고 최종적으로 금형설계 제작에 반영하여 실제 주조된 제품을 해석결과와 비교하였다. 또한, 본 연구에서 주조된 전자기부품의 미세조직을 관찰하고, 인장강도 및 파괴 특성을 관찰 하였다. 실험결과 빠른 응고속도에 따른 조직의 미세화 효과로 항복강도, 인장강도 그리고 경도 특성이 우수하게 관찰되었다.

• Journal of the Korean Society of Visualization
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• 제19권1호
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• pp.12-17
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• 2021

A three-dimensional slope valve component is used for controlling micro volume of liquid on a centrifugal force-based microfluidic disk platform, also called a lab-on-a-disk. The modeling factor of the slope valve component is determined to centrifugal force for liquid passing the crest of a slope valve via variation of slope length and angle as well as the radius to start point of slope valve. The centrifugal force is calculated by the equilibrium equation of the capillary and gravitational forces according to the microchannel surface roughness and the liquid volume, respectively. As a result, the slope valve is analyzed by the minimum angular velocity for liquid passing at crest point and the ratio between the length of micro liquid and slope length to obtain the factors for optimal slope angle modeling.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.447-450
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• 2009

2세대 바이오연료 생산에 적용되는 미세 조류의 열화학적 전환 특성을 열천칭 반응기를 이용하여 고찰하였다. 반응 온도 (500 - $800^{\circ}C$)와 수분 함량 (0-60wt.%)을 변수로 하였으며 미세조류로서 가장 널리 이용되는 클로렐라를 이용하였다. 대표적인 열화학적 전환 반응인 열분해, 부분 산화 (5%), 연소 반응을 고찰하였으며 실험 영역에서 반응온도 및 산소의 분압이 증가함에 따라 탄소 전환율이 증가하였으며 Shrinking-core model을 사용하여 반응 차수를 구하였다. 가스화 영역인 부분 산화 (5%) 조건에서의 activation energy와 frequency factor 값은 각각 19.60 kJ/mol, $2.47{\times}10-1\;s^{-1}$ 이었으며 산소 분압에 의한 반응 차수는 0.209 임을 확인하였다. 수분 함량에 따른 클로렐라의 반응 특성을 살펴보면, 수분 함량이 증가함에 따라 탄소 전환율과 반응성이 감소하는 경향이 발견되었다. 열분해의 경우, 건조 시료에 비하여 수분 함량이 늘어남에 따라 탄소 전환율과 반응성이 급격하게 감소하는 경향을 보였다. 반면, 부분 산화(5%) 및 연소의 경우에는 건조 시료, 수분 함량 20, 40% 시료의 탄소 전환율과 반응성은 거의 일정하였다. 그러나 수분 함량이 60%가 되면서 탄소 전환율 및 반응성이 급격히 떨어졌다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.46.2-46.2
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• 2010

최근 수송기기 및 전자부품산업에서의 성능향상 요구에 따라 경량고강도 비철금속재료의 수요가 증대되고 있다. 특히, 세계적으로 에너지 절약 및 환경 공해 규제가 대폭 강화됨에 따라 자동차, 항공기 등 수송기기의 소재경량화 소재로 낮은 밀도 기계적 가공성이 우수한 마그네슘 합금이 각광을 받고 있다. 그러나 Mg합금은 알루미늄 합금과는 달리 보호성 산화피막이 형성되지 않아 내식성 및 고온강도가 매우 취약하다. 이를 보안하기 위해서 본 연구에서는 마그네슘의 강도 개선을 위한 원소로써 고용강화 원소로 많이 쓰이는 Zn과 입자 미세화로 인한 항복강도를 증가시키는 Mn의 3원계 합금에 고온에서 안정한 Mg2Sn상이 형성되는 Sn을 첨가하여 시효처리에 따른 기계적 특성과 미세조직을 관찰하였다. 실험 이전에 Pandat Program에 의한 열역학적 분석을 바탕으로 Mg-Zn-Mn 및 Mg-Zn-Mn-Sn의 상태도 계산 및 MgZn와 Mg2Sn 석출분율을 예측하였다. 열역학 계산을 통해 도출된 석출온도를 통해 Mg-Zn-Mn 및 Mg-Zn-Mn-Sn 합금의 열처리에 따른 경도 및 미세구조를 관찰하였다. 또한, 기계적 특성을 평가하기 위해 상온 및 고온 인장시험을 실시하였고 XRD, SEM을 이용하여 석출상을 분석하였다.

• Journal of the Korean Society of Visualization
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• 제20권3호
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• pp.19-26
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• 2022

In droplet microfluidics, precise droplet manipulation is required in numerous applications. This study presents ultrasonic surface acoustic wave (USAW)-based microfluidic device for label-free droplet separation based on size. The proposed device is composed of a slanted-finger interdigital transducer on a piezoelectric substrate and a polydimethylsiloxane microchannel placed on the substrate. The microchannel is aligned in the cross-type configuration where the USAWs propagate in a perpendicular direction to the flow in the microchannel. When droplets are exposed to an acoustic field, they experience the USAW-induced acoustic radiation force (ARF), whose magnitude varies depending on the droplet size. We modeled the USAW-induced ARF based on ray acoustics and conducted a series of experiments to separate different-sized droplets. We found that the experimental results were in good agreement with the theoretical estimation. We believe that the proposed method will serve as a promising tool for size-based droplet separation in a label-free manner.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 한국재료학회 1994년도 추계 학술발표 강연 및 논문 개요집
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• pp.133-136
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• 1994

A microcechanical analysis based on the single fiber model has studied in the standpoint of stress-strain hysteresis response. A comparative study of constraint and unconstraint effects ha been taken into account to investigate includes the stress grouping technique to evaluate the domain-based field quantities. Results indicated that the development of significant fiber stresses both for the tensile and compressive loading, due to the constraint effects, provides an important contribution to the composited strengthening

• Proceedings of the Korean Institute of Industrial Safety Conference
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• 한국안전학회 2002년도 추계 학술논문발표회 논문집
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• pp.101-104
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• 2002

직물구조 복합재료는 일방향 섬유강화복합재료에 비해 변형능력이나 인장강도가 우수하므로, 항공우주, 첨단 산업 기기에 적용될 뿐만 아니라 다른 광범위한 분야에서 사용되고 있으나 복잡한 강화구조를 가지기 때문에 그 역학적 손상거동은 파악하기가 쉽지 않다. Uetsugi 등은 직물구조 CFRP 복합재에 대하여 미세구조를 고려한 유한요소모델을 제안하여 손상진전 해석하였고, 지금까지 많은 연구자에 의해 여러 가지 수법이 제안되어져 왔으나, 아직까지 명확한 파괴거동 해석수법이 확립되어 있지 않다.(중략)