• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.187-187
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• 2011

최근 디스플레이 산업과 태양전지 등의 이차 전지 산업이 발달함에 따라 원가절감과 공정단계의 단순화를 위하여 다이렉트 패터닝 인쇄에 대한 연구가 관심을 받고 있으며, 나노전자부품 제작이 요구되는 전기/전자 소자들은 수백 nm에서부터 수십 ${\mu}$m 수준까지 다양한 해상도의 패턴으로 구성되므로 미세패턴이 가능한 정전수력학 잉크젯프린팅 방식은 기존의 인쇄 방식과 달리, 정전기력을 이용하여 인쇄를 하는 방식으로, 수KV의 고전압을 인가하여 잉크를 대전시키고, 대전된 잉크는 대부의 전기적 반발력에 의해 액적이나 액실로 분열하게 된다. 전하를 띤 액적 또는 액실은 정전기력을 받아 기판 쪽으로 이동을 하게 되는데, 이때 액적의 전하량에 의해 액적의 이동속도와 이동경로가 영향을 받게 된다. 본 연구에서는 잉크의 전기전도도에 따른 액적의 전하량을 계산하여 전기전도도와 액적의 전하량과의 관계를 ANASYS 시뮬레이션과 운동경로 분석을 통해 확인하였다. 전기전도도가 0.307s/m~5.6s/m인 잉크에 따른 액적의 전하량을 계산하였으며, 전기전도도가 변화에 따라. 전하량이 $0.5{\times}10^{-13}C{\sim}2.5{\times}10^{-13}C$ 으로 변화하는 것을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권8호
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• pp.1727-1734
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• 2011

본 논문에서는 잉크젯 프린터의 고품질 인쇄 및 인쇄 속도 향상을 위하여 헤드 노즐로부터 분사된 잉크 액적의 위치 제어 정밀도를 향상할 수 있는 방법을 제안한다. 샤프트를 따라 이동하고 있는 캐리지에 탑재된 잉크젯 프린터 헤드의 노즐로부터 분사 신호에 동기되어 분사된 액적의 운동 방정식을 수립하고 이로부터 액적이 용지에 도달하는 궤적을 모델링하여 탄착지점을 예측함으로써 분사 액적을 원하는 지점에 정확하게 탄착시키도록 액적 분사 신호의 타이밍을 제어하는 방법을 제안한다. 캐리지의 위치 신호와의 단순 동기에 기반을 둔 기존의 분사 제어 방법에 비해 본 논문에서 제안하는 방법은 이동하는 캐리지의 속도를 고려하여 분사 타이밍을 보상하므로 캐리지의 속도 변동에 대해서도 보다 정확한 위치 제어가 가능하여 고품질 인쇄를 구현할 수 있을 뿐만 아니라 방향 전환을 위한 가감속 구간에서도 프린팅을 가능하게 하므로 동일한 인쇄 영역에 대해서 캐리지의 이동 경로가 짧아져 인쇄 속도를 향상시킬 수 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권4호
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• pp.329-335
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• 2014

본 연구의 목표는 주기적으로 강제 진동하는 소수성 표면위에 놓인 액적의 내부유동 특성을 이해하는 것이다. 액적의 공진주파수를 예측하기 위해서 고속카메라와 매크로렌즈를 사용하여 진동하는 소수성 표면위의 액적의 내부유동 특성을 확인하였다. 그 결과 특정 모드에서의 액적은 다양한 형상을 갖고 있으며 또한, 각각의 액적 내부에서 와류가 관찰 되었다. 일반적으로 유동흐름이 대칭축을 따라 위로 이동하고 액적상단에서 표면을 따라 접촉선부근으로 이동하였다. 반면에 모드 6과 모드 8에서는 아주 큰 와류가 생성되었다. 또한 유동속도가 모드 2보다 모드 4에서 더 빠르고 반면에 모드 6와 모드 8은 거의 비슷하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권6호
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• pp.389-395
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• 2017

본 연구는 정적 연소 조건에서 Octane 단일 연료 액적의 매연 생성 거동에 관한 정보를 제공하기 위해 수행하였다. 이를 위해 동일한 분위기 압력($P_{amb}$) 1.0 atm과 산소 농도($O_2$) 21%, 질소 농도($N_2$) 79% 조건에서 초기 액적 직경($d_0$) 변화에 따른 Octane 액적의 매연 생성 특성 실험 결과를 제시하였다. Octane 액적 연소 가시화는 초고속 카메라를 사용하여 촬영하였고, 분위기 조건은 제어 시스템에 의해 동일한 조건을 유지하였다. Octane 액적 연소 결과, 매연 생성량은 동일한 분위기 조건에서 초기 액적 직경 변화의 영향이 크게 나타나지 않았다. 또한, 매연 체적 분율 최댓값($f_{vmax}$)은 $135^{\circ}{\sim}315^{\circ}$ 측정 방향에서 높은 결과를 보였다. 이는 액적 점화 이후 Igniter의 이동 과정에서 생성된 Soot-tail로 인해 매연 체적분율 결과가 증가된 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권11호
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• pp.871-884
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• 2015

유체이송 기술은 마이크로 유체시스템 개발에서 핵심문제로 인식되고 있다. 최근 명(2014)은 외부동력을 사용하지 않고 액적을 이동시킬 수 있는 새로운 개념을 제안하고, 초기에 반원통형 형상을 가지는 가상의 2차원 액적에 대한 수치해석을 통해 이 개념이 성립함을 보였다. 또한 명과 권(2015)은 친수성/소수성 표면위에서 초기 3차원 반구 형상의 실제 물 액적이송의 메커니즘을 시간에 따른 액적형상과 액적 내부의 운동에너지, 중력에너지, 표면자유에너지 및 압력에너지의 수치해석 결과를 통해 규명하였다. 본 연구는 새로운 개념을 확립시키기 위해 초기 구형액적에 대한 3차원 수치해석을 수행하고, 액적이송의 메커니즘을 모세관력 힘의 불균형 관점에서 액적 형상과 다양한 에너지의 수치해석 결과를 통해 규명하였다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.666-669
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• 2008

Droplet in miniaturized microfluidic systems have received much focused attention recently. In this work, electrical charging phenomenon of a conducting water droplet on the electrode under the dc electric field is studied and using this phenomenon droplet actuation method for microreactor applications is experimentally demonstrated. To find effects of key factors, the effects of electric field, medium viscosity, and droplet size are investigated. A scaling law of charging for the conducting droplet is derived from the experimental results. Unlike the case of a perfect conductor, the estimated amount of electrical charge ($Q_{est}$) of a water droplet is proportional to the 1.59 power of the droplet radius (R) and the 1.33 power of the electric field strength (E). (For a spherical perfect conductor, Q is proportional to R2 and E.) It is thought that the differences are mainly due to incomplete charging of a water droplet resulted from the combined effect of electrochemical reaction at electrode and the relatively low conductivity of water. Using this phenomenon, we demonstrate the transport of the charged droplet and fusion of two oppositely-charged droplets. When electric field is subjected sequentially on the electrode, the charged droplet is transported on the electrode. For the visualization of fusion of charged droplets, the precipitation reaction is used. When subjected to a DC voltage, two droplets charged are moving and merging toward each other due to the Coulombic force and chemical reaction is simultaneously occurred by coalescence of droplets. It may be due to the interchange effect of charge. It is shown that the droplet can be used for microreactor where transporting, merging etc. of reagents constitute unit operation.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권5호
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• pp.405-414
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• 2015

유체이송 기술은 마이크로 유체시스템 개발에서 핵심문제로 인식되고 있다. 최근 명(2014)은 외부 동력을 사용하지 않고 액적을 이동시킬 수 있는 새로운 개념을 제안하고, 초기에 반원통형 형상을 가지는 가상의 2차원 액적에 대한 수치해석을 통해 이 개념이 성립함을 보였다. 본 논문에서는 친수성/소수성 표면위에서 초기 3차원 반구형상의 실제 물 액적이 가지는 움직임을 상용소프트웨어 Fluent의 VOF 방법을 사용하여 수치해석하였다. 해석결과는 명(2014)의 2차원 수치해석 결과와 비교하였으며, 또한 물 액적이송의 메커니즘을 시간에 따른 액적형상과 액적 내부의 운동에너지, 중력에너지, 표면자유에너지 및 압력에너지의 수치해석 결과를 통해 규명하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제30회 춘계학술대회논문집
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• pp.125-128
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• 2008

이중모드 위상도플러속도계(Dual-mode Phase Doppler Anemometry, DPDA)를 이용하여 소형 액체 로켓엔진 인젝터 분무의 미립화 특성을 고찰하였다. 분무액적의 반경방향 이동에 따른 속도, 크기, 수밀도, 부피플럭스 등을 다양한 분사압력에서 측정하여 인젝터 분무의 공간분포 특성을 규명한다. 분사 압력이 증가함에 따라 분무액적의 속도, 난류강도, 수밀도, 그리고 부피플럭스는 증가하지만, 산술평균 직경($D_{10}$)과 분무액적의 증발율에 대한 척도인 Sauter Mean Diameter($D_{32}$)로 표현되는 액적의 크기는 감소하였다. 또, 속도와 부피플럭스는 Sauter 평균직경(Sauter mean diameter, SMD)에 비례하는 것을 알 수 있었다.

• 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.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제23권1호
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• pp.23-28
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• 2016

본 연구에서는 소수성 구현을 위한 표면 거칠기가 접촉각과 접촉각 이력에 미치는 영향을 평가하였다. 초발수 특성을 극대화하기 위해, 액적이 이동하기 위해 필요한 구름저항력을 제안하였으며, 이에 대한 평가를 통하여 표면에 형성한 패턴이 접촉각 이력 및 구름저항력에 큰 영향을 주는 것을 확인하였다. 초발수 특성이 요구되는 실제 응용을 위해서는 액적의 이동에 필요한 에너지를 최소화하기 위하여 접촉각을 극대화하고 동시에 접촉각 이력을 최소화하기 위한 표면 패턴 형상의 최적화가 요구됨을 확인하였다.