• 한국항공우주학회지
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• 제30권3호
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• pp.64-76
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• 2002

기존의 이론적 연구와 실험적 연구를 바탕으로 충돌 제트의 수치 모델을 개발하였다. 본 모델은 like-doublet 충돌제트로부터 생성되는 액적의 모든 특성을 액막이 분열되는 시점에서 결정한다. 액적 특성을 결정하기 위해 이론적 연구로부터 얻어진 액막 두께, 액주의 직경, 액적 크기와 실험적 연구로부터 얻어진 액막/액적 속도, 액막 분열 거리, 분열 주파수, 액적 질량 유량 분포를 이용하였다. 액적의 질량 유량 분포는 Laplace 분포로부터 표준 편차를 이용하여 모사하였다. 또한 실험 결과를 이용하여 액막 분열 거리, 분열 주기, 표준 편차에 대한 경험식을 유도하였다. 개발된 모델은 정성적인 분무 패턴뿐만 아니라 정량적인 SMD 및 질량 유량 분포에서 실험 결과와 잘 일치한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.41.1-41.1
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• 2010

전기수력학적 분무를 이용한 액적 미립화 기술은 나노사이즈의 액적 형성, 쿨롱 반발력에 의한 균일한 액적 형성, 그리고 향상된 액적 타겟팅을 가능하게 한다. 따라서 이를 이용하여 매우 균일한 박막 코팅이 가능하다. 이러한 점에 힘입어 현재 진공 공정으로 제작되고 있는 CIGS태양전지의 광흡수층을 비진공 공정중 하나인 전기수력학적 미립화를 이용하여 실험하였다. Ethanol-based 의 CIGS나노 입자를 포함하는 콜로이드 상태의 전구체를 이용하여 적절히 가열된 몰리브덴 배면 전극위에 적용하였다. 미립화한 액적은 접지된 몰리브덴 층에 부착되는 즉시 증발하여 CIGS입자를 남긴다. 여기서 가장 중요하게 다루어야 할 조건은 기판의 온도, 인가 전압, 전구체의 유량이다. 분사 모드는 Cone-jet을 적용하였으며 5~15kV의 인가 전압에서 1ml/hr내외의 유량을 공급하여 3분 이내에 적절한 광흡수층 두께인 1마이크론 내외에 도달할 수 있다. 이와같은 조건으로 형성된 박막층에 관한 SEM image를 통해 다른 비진공 코팅 방식과 비교하였다.

• 에너지공학
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• 제4권3호
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• pp.394-401
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• 1995

본 연구는 중심부에 액체, 외주부에 산화제가 흐르는 기액 동축분류의 유동장에 대한 것이다. 기액 동축 분사기는 연료의 분사량이 적은 소형 연소시스템을 고려하여, 실험은 연공비(W1/Wa)가 0.6 이하를 대상으로, 물과 공기를 사용하여 분사조건에 따른 분무특성과 기액 2상 분무류의 기본구조를 조사하여 액적의 확산, 기액혼합특성에 대하여 검토하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 반경방향 기상속도분포 및 액적유속분포는 분구직경 및 분사조건에 관계없이 정규분포에 가까운 형태를 취하고 있으며, 각각 식 (2) 및 (3)으로 나타낼 수 있다. 기상속도는 반치폭은 축방향에 따라 일정한 구배 (≒4.6)로서 증가하며, 기상만의 단상분류의 구배(≒6)에 비해서 완만하다. 액적유속 반치폭은 축방향에 따라 더욱 완만한 구배(≒3.1)로서 증가한다. 무차원 액적유속분포는 축방향에 따라 일정한 구배(n≒1.5)로서 감소한다. 액적의 확산은 상대적으로 기액유량비가 클수록 효과적으라고는 말할 수 없고, 최대 확산을 이루는 최적의 기액유량비가 존재한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.407-416
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• 2007

가스터빈에서 연료 분무 노즐은 연소 특성에 영향을 미치는 중요한 부품이다. 스월 분무 장치를 설계하기 위하여 유량과 분무액적 평균 직경을 설계변수로 정하고 연료 분무 노즐의 최적화를 수행하였다. 설계변수는 이중 노즐의 실험값들을 비교하여 중요한 영향을 미치는 변수로 선정하였다. 민감도는 유량과 분무액적 평균 직경의 변화에 따른 값을 사용하였다. 이중 오리피스형 스월 분무장치의 형상 최적설계를 통하여 유량의 미립화를 높이도록 연구하였다. 최적설계를 위하여 실험 계획법을 이용하였으며, 영향을 적게 미치는 설계변수들은 설계대상에서 제외하였다. 분무 노즐의 분무액적 평균 직경을 사용한 결과는 Jasuja의 액적 평균 이론을 이용하여 도출된 결과와 유사함을 알 수 있었다. 연구 결과는 이중 오리피스형스월 분무장치와 이와 비슷한 종류의 노즐 최적화를 위한 특성을 파악하고 최적의 유량과 허용 공차를 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.317-323
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• 2020

본 연구에서는 수막설비에 사용되는 워터커튼 노즐의 형상 인자 변화에 따른 분사압력과 방사유량 그리고 액적의 평균크기의 상관관계를 분석하였다. 이를 위해서 노즐의 내부 직경과 폭을 변화한 총 5개(D5W3, D5W6, D5W8, D4W6 그리고 D7W6) 각각의 노즐을 제작하였으며, 액적 측정 실험 장치를 구성하여 노즐의 수력직경 변화에 따른 유량 계수와 액적의 분포 상수를 반복실험을 통하여 산출하였다. 그 결과 유량계수는 노즐의 직경과 폭이 증가함에 따라 수력직경의 0.79 지수승과 62.8의 상수값에 비례하여 증가하는 것으로 나타났으며, 평균 액적의 크기는 분사 압력의 -0.235 지수승의 크기로 감소하였다. 특히, 본 연구에서 정의한 액적의 분포상수는 수력 직경의 0.258 지수승과 244.21의 크기에 비례하여 증가하는 것으로 나타났으며, 동일 워터커튼 노즐에 대해서 분사압력의 크기가 증가할수록 평균 액적의 크기가 감소하는 것을 검증하였다. 본 연구 결과는 수막설비용 노즐의 형상 설계에 따른 유동 특성을 예측하기 위한 노즐의 분사압력, 방사유량 그리고 평균 액적크기의 설계 자료로 활용이 유용할 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제31권4호
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• pp.335-340
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• 2007

A new correlation between the Nusselt number based on modified heat transfer coefficient and Reynold number based on droplet-flow-rate was developed for the experimental data. The modified heat transfer coefficient was defined as ratio of wall heat flux to droplet subcooling. In the previous reports, the local heat flux of spray cooling in the film boiling region was experimentally investigated for the water spray region of $D_{max} = 0.0007{\sim}0.03m^3/(m^2s)$ . In the region near the stagnation point of spray flow, a new heat transfer correlation is recommended which shows good predictions for the water spray region of $D_x{\le}0.01m^3/(m^2s)$.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권7호
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• pp.671-677
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• 2010

본 연구에서는 직경이 수백 nm로부터 수 ${\mu}m$에 이르는 균일한 크기의 액적을 생성하는 마이크로 플루이딕 플랫폼이 설계되었다. 미세한 액적을 생성하기 위하여 T-정션과 유동집속 장치가 마이크로�a푸이딕 채널로 통합되었다. 상대적으로 큰 수성 액적들이 상류의 T-정션에서 생성되어 유동집속 장치로 이송되는데, 여기에서 각각의 액적은 압력과 점성응력의 작용에 의하여 목표로 하는 크기로 잘게 쪼개진다. 이러한 구성은 내부 유체의 매우 느린 유량과 유동집속 영역에서 내부 및 외부 유체 사이의 높은 유량비를 가능하게 한다. 본 마이크로플루이딕 장치는 약 $1\;{\mu}m$ 크기의 직경을 가지는 액적들을 3%보다 작은 표준 편차로 생성할 수 있음이 제시되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권11호
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• pp.1127-1131
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• 2011

본 논문에서는 액적의 균형공급에 의해 관류유량이 일정하게 유지되는 펌프 없는 세포배양 칩을 제안하였다. 기존의 펌프 없는 세포배양 칩은 유체 수위차가 시간에 따라 점차 감소하여 일정한 관류유량 유지가 어려웠다. 반면, 제안된 칩은 액적의 균형공급으로 유체 수위차를 일정하게 유지하여 일정한 관류유량의 세포배양이 가능하다. 제작된 세포배양 칩의 성능분석 결과, 펌프 없이 최대 9.96%와 6.92% 의 편차 및 오차 내에서 0.1~$0.3{\mu}l$/min 의 관류유량, Q, 을 얻었다. H358 폐암 세포주 배양결과, Q=$0.2{\mu}l$/min 의 관류유량에서 최대 $57.8{\pm}21.1%$/일의 증식률을 보여, Q=$0{\mu}l$/min 의 정치배양보다 1.9 배 높은 값을 얻었으며 활성도 또한 정치배양보다 관류배양이 더 높은 값을 보였다. 제안된 펌프 없는 세포배양칩은 높은 증식률과 활성도의 좋은 배양환경을 제공하여 세포기반 바이오 분석에 응용 가능하다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제29권5호
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• pp.29-33
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• 2015

본 연구에서는 노즐의 형상변화에 따라서 방사유량, 살수분포 그리고 액적크기를 측정하였다. 이를 위해서 중심부 직경이 6.0 mm이고 반지름 방향 방사각도가 $142^{\circ}$와 $148^{\circ}$인 이중 구조의 미세 물분무 노즐(LPN142, LPN148) 형상을 제작하여 UL2167 시험규격에 의해서 살수분포와 분사거리의 관계를 정량화하였다. Hellium-Neon 레이져에 의한 광학적 분석 방법을 적용하여 방사유량 변화에 따라서 웨버 수와 액적 크기 그리고 방사각도에 관한 경험식을 구하였으며, 전달 방정식의 주요인자인 소멸 항과 액적크기의 상관관계를 분석하였다. 그 결과 이중 구조의 미세 물분무 노즐은 최소허용 유량범위가 결정된 경우 작동압력, 분사거리, 액적 직경을 예측하여 화재특성을 분석함으로써 노즐 선정이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제34권4호
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• pp.7-12
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• 2020

본 연구에서는 미세물분무의 특성이 열복사 감쇠에 미치는 영향을 살펴보기 위한 수치해석 연구를 수행하였다. 고온의 복사 패널로부터 전파되는 열복사가 미세물분무를 통과하여 약화되는 과정을 FDS를 이용하여 해석하였고, 미세물분무의 분사유량, 액적평균입경과 분무각에 따른 영향을 분석하였다. 해석 결과로부터 분사유량의 증가와 액적크기의 감소가 열복사 감쇠 효과를 증가시키는 것을 알 수 있었다. 복사열이 통과하는 분무 공간 분포의 영향을 살펴보기 위해 분사각을 변화시켜 열복사 특성을 분석하였으며 분사각이 클수록 복사 감쇠 효과가 커지는 것을 확인하였다. 이것은 유사한 액적크기분포와 유량조건에서도 액적들이 공간적으로 더 넓게 퍼져 있는 경우 복사의 감쇠 효과가 더 커질 수 있음을 보여준다.