• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.115-115
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• 2010

고휘도 고효율 백색 LED (lighting emitting diode)가 차세대 조명광원으로 급부상하고 있다. 백색 LED를 생산하기 위한 공정에서 MOCVD (유기금속화학증착)장비를 이용한 에피웨이퍼공정은 에피층과 기판의 격자상수 차이와 열팽창계수차이로 인하여 생성되는 에피결함의 문제로 기판과 GaN 박막층 사이에 완충작용을 해줄 수 있는 버퍼층 (Buffer layer)을 만든다. 그 위에 InGaN/GaN MQW (Multi Quantum Well)공정을 하여 고휘도 고효율 백색 LED를 구현 할 수 있다. 이 공정에서 기판의 온도가 불균일해지면 wafer 파장 균일도가 나빠지므로 백색 LED의 yield가 떨어진다. 균일한 기판 온도를 갖기 위한 조건으로 기판과 induction heater의 간격, 가스의 흐름, 기판의 회전, 유도가열코일의 디자인 등이 장비의 설계 요소이다. 본 연구에서는 유도가열방식의 유도가열히터를 이용하여 기판과 히터의 간격에 차이에 따른 기판 균일도 측정했고, 회전에 의한 기판의 온도분포와 자기장분포의 실험적 결과를 상용화 유체역학 코드인 CFD-ACE+의 모델링 결과와 비교 했다. 또한 가스의 inlet위치에 따른 기판의 온도 균일도를 측정하였다. 본 연구에서 사용된 가열원은 유도가열히터 (Viewtong, VT-180C2)를 사용했고, 가열된 흑연판 표면의 온도를 2차원적으로 평가하기 위하여 적외선 열화상 카메라 (Fluke, Ti-10)를 이용하여 온도를 측정했다. 와전류에 의한 흑연판의 가열 현상을 누출 전계의 분포로 확인하기 위하여 Tektronix사의 A6302 probe와 TM502A amplifier를 사용했다. 흑연판 위에 1 cm2 간격으로 211곳에서 유도 전류를 측정했다. 유도전류는 벡터양이므로 $E{\theta}$를 측정했으며, 이때의 측정 방향은 흑연판의 원주방향이다. 또한 자기장에 의한 유도전류의 분포를 확인하기 위하여 KANETEC사의 TM-501을 이용하여 흑연판 중심으로부터 10 mm 간격으로 자기장을 측정 했다. 저항 가열 히터를 통하여 대류에 의한 온도 균일도를 평가한 결과 gap이 3 mm일때, 평균 온도 $166.5^{\circ}C$에서 불균일도 6.5%를 얻었으며, 회전에 의한 온도 균일도 측정 결과는 2.5 RPM일 때 평균온도 $163^{\circ}C$에서 5.5%의 불균일도를 확인했다. 또한 CFD-ACE+를 이용한 모델링 결과 자기장의 분포는 중심이 높은 분포를 나타냄을 확인했고, 기판의 온도분포는 중심으로부터 55 mm되는 곳에서 300 W/m3로 가장 높은 분포를 나타냈다. 가스 inlet 위치를 흑연판 중심으로 수직, 수평 방향으로 흘려주었을 때의 불균일도는 각각 10.5%, 8.0%로 수평 방향으로 가스를 흘려주었을 때 2.5% 온도 균일도 향상을 확인했다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.618-620
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• 1999

웨이퍼내의 온도 균일도를 확보하는 것은 고속열처리공정장비(RTP)에 있어서 입력신호 수집을 통해 달성해야 할 중요한 제어 요소이며, 이러한 온도의 균일도를 향상시키기 위해서는 웨이퍼의 각 지점에 대한 정확한 온도 계측이 필수적으로 선행되어야 한다. 그러나 RTP의 구조적 특징과 동작특성 때문에 정확한 온도계측이 매우 어려운 면이 있다. 온도계측은 주로 고온계를 통해 이루어지는데 대류와 복사 등 여러 가지 원인에 의해서 웨이퍼내에 온도가 불균일하게 되는 경우 한정된 개수의 고온계로 온도 분포를 정확히 추정할 수 없는 한계를 지니고 있다. 본 논문에서는 RTP 공정을 열역학적으로 접근하여 단일점 온도 계측에 의한 전체 온도 분포 추정 기법을 연구하고 이것을 다중점 온도 계측에 의한 온도 분포 추정 기법으로 확장 발전시켜 웨이퍼에 상대적으로 영향을 끼치는 요소 중 예측 불가능하거나 측정 불가능한 요소까지 포함하여 최소의 측정치를 활용하여, 적절한 제어입력 유도에 필요한 형태로 웨이퍼상의 온도계측을 가능하게 하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1662-1663
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• 2011

본 논문에서 하지 정맥 지료를 위한 마이크로파 시스템에서 사용될 가열 안테나의 전계 분포를 균일하게 형성시키기 위해 철사 도파관 안테나를 설계 및 제작하였다. 일반적인 도파관 안테나에 경우 안테나 중심 부분에 전계가 가장 세게 분포되어 온도가 다른 곳에 비해 차이가 많이 나므로 인체 피부가 회상을 입힐 위험이 있다. 제안된 철사 도파관 안테나는 끝단에 가느다란 철을 이용하여 전기장을 철사 부분에 집중시켜 안테나 중앙 부분에 집중된 전기장을 분산되도록 설계하였다. 따라서 전기장을 소스로 하는 온도도 균일하게 분포하게 된다. 제안된 철사 도파관 안테나 내부의 전계 분포는 Ansoft 사의 HFSS, 온도 분포는 CST 사의 MWS(Microwave Studio)를 이용하여 시뮬레이션을 하였고, 일반적인 안테나 경우보다 더 균일한 전계와 온도 분포 특성을 보임을 확인하였다. 제작된 철사 안테나는 사용주파수 15GHz에서 -10dB 이하의 반사 손실을 보였다. 또한 안테나 타당성을 검증하기 위해 개구면 앞에 돼지 껍데기를 두고 일정시간 가열하여 일반 안테나와 제안된 철사 도파관 안테나 온도 분포를 비교하였다. 열화상 카메라를 이용한 실험결과 일반 안테나에 경우 중앙과 가장 자리부분 사이에 약 $29^{\circ}C$, 제안된 철사 도파관 안테나에 경우에는 약 $12.5^{\circ}C$의 차이를 보였다. 이를 통해 제안된 철사 도파관 안테나가 전계 분포 균일성 향상에 기여함을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1636-1637
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• 2011

본 논문에서는 전자파를 이용한 하지정맥류 치료를 위하여 균일한 온도 분포를 갖는 도파관 안테나를 제안하였다. 제안된 안테나는 일반 도파관 안테나보다 균일한 전계 분포를 가지므로 보다 균일하고 넓은 온도 분포를 갖는다. 제안된 안테나는 도파관 개구부에 파장의 1/4 길이의 철사를 설치하여 전계가 가운데로 몰리지 않도록 설계하였다. 정맥류 치료를 위해, 제안된 안테나를 이용하여 인체와 비슷한 돼지 피부에 적용하여 실험하였고, 이를 통해 보다 균일하게 피부의 온도를 올릴 수 있다는 것을 확인하였다.

• 한국금형공학회:학술대회논문집
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• 한국금형공학회 2008년도 하계 학술대회
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• pp.69-73
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• 2008

본 연구에서는 고분자 플라스틱 부품의 친환경 외장성형공법인 Insert Film 사출성형공법중 첫 번째 공정인 진공성형공정에서 진공금형의 표면온도 균일화 기술에 대해 연구를 수행하였다. 진공금형의 온도분포 균일화를 위한 금형설계 및 설계된 금형에 대한 온도분포 평가를 위한 ANSYS를 이용한 유한요소열해석을 수행하였으며, 이때 정상상태 및 과도상태를 함께 평가하였다. 설계 결과를 바탕으로 금형을 제작하였으며, 생산성을 고려하여 4캐비티로 제작된 금형에 대해 금형표면의 온도분포 평가실험을 수행하였다. 또한 금형내 캐비티 온도센서 및 제어시스템을 설치하여 진공금형표면 온도분포가 항상 일정하게 유지될 수 있도록 금형시스템을 개발하였다. 결과적으로 일정한 온도범위의 금형표면온도제어가 가능하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제28권4호
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• pp.335-341
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• 2019

본 연구는 난방온실의 온도분포 균일화를 위한 기초자료 제공을 목적으로 온수난방 방식의 토마토 재배 온실에서 난방실험을 통하여 난방배관의 표면온도와 실내기온 사이의 상관관계를 분석하고, 난방배관의 열전달특성 분석과 난방배관 배치의 개선을 통하여 난방배관 표면온도의 편차를 줄이고 균일도를 향상시키기 위한 방안을 도출하였다. 서로 다른 두 온실의 온도분포를 분석하여 최대편차와 균일도를 검토한 결과, 온수의 유량이 많고 난방배관의 길이가 짧게 배치된 온실의 온도편차가 작고, 균일도는 높은 것으로 나타났다. 또한 순환팬을 가동한 경우에 온도편차는 작아지고 균일도가 개선되는 것을 확인할 수 있었다. 난방배관의 표면온도와 실내기온 사이의 상관관계를 분석한 결과, 두 온실 모두에서 유의적인(p<0.01) 정적 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 온수난방 온실에서 실내기온의 분포는 난방배관 표면온도의 분포에 영향을 받는다는 것을 확인할 수 있었고, 온도편차가 최소화 되도록 난방배관을 배치함으로써 실내기온 분포의 균일도를 개선할 수 있는 것으로 판단되었다. 난방배관의 열전달 특성을 분석한 결과 배관의 길이가 길어지면 온도편차는 커지고, 관내의 유속이 빨라지면 온도편차는 작아지는 것으로 나타났다. 따라서 지선배관의 길이가 짧아지도록 난방배관을 배치하고, 관내의 유속을 제어함으로써 온실의 온도분포와 환경의 균일성을 개선할 수 있을 것으로 판단되었다. 국내 온실에서 가장 많이 사용하고 있는 튜브레일(40A) 방식의 온수난방시스템에서 하나의 지선배관에서의 온도편차를 $3^{\circ}C$ 이내로 조절하기 위해서는 관내의 유속이 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, $1.0m{\cdot}s^{-1}$일 때 난방배관의 길이는 각각 40, 80, 120, 160, 200m 이내로 제한해야 하는 것으로 분석되었다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제17권1호
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• pp.16-22
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• 2010

농산물 저온저장고 내부의 온도분포 균일화를 수치해석적으로 분석하기 위해 3차원 CFD 시뮬레이션을 수행하였다. CFD 시뮬레이션 모델은 속도벡터 및 온도분포 측정치와 비교를 통해 검증하였으며, 온도분포 균일화 향상을 위한 적정 팬용량 및 적재방법을 설정하기 위해 몇 가지 팬풍속 및 저장물과 벽체간의 거리 등에 대해 기류패턴과 온도 분포를 분석하였다. CFD 시뮬레이션의 검증에서 속도벡터 분포는 PIV시스템에 의한 측정치와 비교했을 때 표준 k-$\varepsilon$모델 예측치와 측정치의 상대적 오차는 24.5%로 나타났고, RSM 모델 예측치와 측정치의 상대적 오차는 16.7%로 나타나 RSM 난류모델의 예측 정밀도가 더 높은 것으로 나타났다. 온도분포 검증 결과 실측치와 측정치의 R. M. S. 값은 농산물 무적재 상태에서 $0.33^{\circ}C$, 농산물 적재 상태에서는 $0.28^{\circ}C$로 나타났으며 예측값과 측정값의 온도분포 경향은 잘 일치하는 것으로 나타났다. 검증된 시뮬레이션 모델을 이용하여 $6{\times}10$열 2단 팔레트에 농산물이 적재되고 냉각용 송풍팬이 2개인 저온저장고에 대해 송풍팬의 풍량 및 저장물과 벽체와의 간격 변화의 영향을 분석한 결과, 저장물과 벽체와의 거리는 300 mm 이상, 송풍량은 300 CMM 이상에서 저장고 내의 공기 온도차는 $1^{\circ}C$이내로 유지되며 팔레트 사이에 간격을 둔 경우 온도분포의 균일성이 향상되는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권12호
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• pp.2376-2384
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• 1992

본 연구에서는 액적들의 분포상태가 비균일 분포 즉 비균일 액적크기 및 수밀 도 분포를 갖는 액적군에 대하여 집단점화 현상을 이론적인 해석을 통하여 규명한다. 이를 위하여 분사직후부터 점화순간까지의 과정 즉, 액적의 온도상승-증발-혼합기 형 성-반응의 진행-점화의 과정에 초기 액적들의 크기 및 수밀도 분포상태와 기체상의 조 건들이 중요 제변수들, 즉 온도, 속도, 성분질량농도 및 액적의 크기 분포등에 미치는 영향 등은 물론 액적군의 증발특성, 점화특성 등을 이론적 모델을 구성하여 해석한다. 결과들은 현재 사용되고 있는 집단연소 모델의 초기조건으로 사용하며, 액적들의 분포 상태에 따른 점화시의 액적군의 상태 및 점화 특성은 보다 향상된 연소시스템의 운전 및 설계에 분사조건으로서 활용될 것이 기대된다.

• 수산해양기술연구
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• 제18권1호
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• pp.47-53
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• 1982

본 논문은 비균일대칭성 열Flux인 수직사각 Duct내의 층류조합대류 열전달 효과를 해석하기 위하여 그 유동의 특성 지배 방정식 및 비균일 열Flux의 경계조건을 무차원화 시켜 이를 Galerkin's 방법에 의해 유한요소식으로 정식화하고 이에 대하여 R 하(a) 수 및 압력구배 변수에 대해서 Duct 내의 온도분포, 속도분포 및 Nusselt 수의 값을 계산하였고 온도분포를 열 Flux가 일정 및 없는 경우와 비교하였으며 또 닥트내의 열전달 특성을 R 하(a) 수, 응력구배변수 및 Corner에 따른 변호경향을 조사하였다. 그 결과 1. 본 해석의 경계벽 온도분포 계산치와 유효자료들과의 비교에서 열 Flux가 일정 또는 없는 경우는 그 값이 일치하였다. 2. 닥트내의 온도분포와 Nusselt수의 값은 R 하(a) 수 및 압력구배 변수에 비례하여 증감하였다. 3. Nusselt수는 Corner에서 유속지연에 의한 온도분포의 특성 때문에 그 값이 감소하였으며 최대치는 0.7부근이었다

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 전력전자학술대회
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• pp.440-441
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• 2018

본 연구에서는 핫플레이트를 균일한 표면 온도로 가열시키기 위한 카트리지 히터의 설계를 시도하였다. 이를 위하여 1. 표면 전력밀도 및 전열선 전력밀도에 따른 발열온도 측정 실험 2. 카트리지 히터의 분할 영역과 전열선 권선 비율에 따른 온도 측정 실험을 실시하여 온도분포형 카트리지 히터의 설계 사양을 선정하였다. 또한 이렇게 설계한 카트리지 히터를 직접 제작하여 기존의 표준형 카트리지 히터와의 성능 비교 측정 실험을 실시하여, 본 연구에서 제시한 방법으로 제작한 카트리지 히터의 표면 온도 균일도가 우수함(표면 온도차 ${\leq}1.25[^{\circ}C]$)을 증명하였다.