• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.618-619
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• 2010

LED는 기존의 발광원에 비해 훨씬 높은 파워와 효율성으로 인해 최근 들어 각종 조명이나 교통신호 등에서 사용이 급증하고 있다. LED 재료를 위해 지금까지 여러가지가 연구되어 왔는데, 갈륨 질화물 (Gallium Nitride, GaN)에 기반한 시스템이 최근들어 가장 큰 관심을 받고 있다. GaN 방식은 열적으로 매우 안정성이 있고, 1.9 ~ 6.2 eV 범위의 넓은 밴드의 Gap, 그리고 인듐이나 알루미늄과 결합하여 청, 녹, 백색등의 다양한 빛을 발생할 수 있는 장점을 가지고 있다. 예를 들어 청색 LED는 광학 방식의 기록매체에, 백색 LED는 기존의 조명램프의 대체용으로 활용이 가능하다. 이러한 장점 덕분에 GaN기반 LED 시장은 1994년에 최초로 상용화 된 이래 최근 급격한 성장을 보여 왔다. 그러나 GaN은 다른 III~V 타입의 반도체 재료와는 달리 재료가 성장하기 위해 사파이어와 같은 별도의 기판을 필요로 하는 문제가 있다. 이것은 결국 전위발생과 같은 격자의 부조화 같은 문제를 야기하여 결국 LED의 성능을 떨어뜨리는 요인이 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy) 방법이 개발되었는데, 이 방법은 시간당 100 미크론의 매우 빠른 성장속도로 높은 두께의 레이어를 만드는 장점이 있다. 이렇게 성장된 GaN 레이어는 베이스 기판에서 쉽게 분리되어 활용이 가능하다. 그러나 HVPE 기술은 성장 공정에서 두께를 균일하게 만들도록 제어하는 것이 매우 어렵다는 문제가 있다. 따라서 HVPE 방식에서는 이러한 조건을 만족시키기 위해 반응현상에 대한 물리적 해석을 토대로 공정조건을 정밀하게 설계해야 한다. 이를 위해 최근에 실험 또는 시뮬레이션을 활용하여 이러한 공정조건을 향상시키기 위한 여러 연구가 진행되었다. 본 연구에서는 이러한 연구의 일환으로 반응로에 투입되는 여러 기체의 유량과 존별 주변온도 조건을 입력변수로 하고, 이들이 GaN 성장에 미치는 영향을 분석하였다. HVPE 시스템에서 가장 이상적인 목표는 반응기체가 층류유동을 유지하면서 대부분의 반응이 기판위에서 이뤄지며, 기판위에서 성장되는 재료의 두께가 균일하게 되는 것이다. 입력변수들이 이러한 결과에 어떠한 영향을 미치는 지 분석하기 위해 전산유체역학(CFD, Computational Fluid Dynamics)을 수행하는 상용코드 FLUENT를 사용하였다. 보다 실제에 가까운 해석을 위해서는 기체간의 화학반응을 포함해야 하나, 해석의 편의와 효율을 위해 본 연구에서는 열 및 유동해석만을 수행하였다. 한편 실제 반응로의 우수성은 성장속도와 두께분포의 균일도를 통해 평가된다. CFD 해석을 통해 이들을 분석하기 위해 기존에 수행한 실험조건을 해석하고 해석결과의 유동패턴/압력분포를 실험결과의 성장속도/두께분포와 비교하고, 이중에서 관련성이 높은 해석결과변수를 우수성 평가에 활용하였다. 기존의 실험결과를 토대로 이러한 중요 결과변수와 함께 이들에 대한 목표값이 도출되고 나면, 입력 공정조건 - 사용기체의 유량과 주변온도 조건 - 에 대해 실험계획(DOE,Design of Experiment)을 수립하고 목표성능을 구현하기 위한 최적설계를 수행할 수 있다. 일반적으로 CFD를 통해 최적의 설계나 공정조건을 탐색하는 작업은 1회의 CFD 계산시간이 매우 오래 소요되기 때문에 쉽지 않다. 그러나 본 연구에서는 CFD와 DOE의 적절한 조합을 통해 적은 수의 해석을 가지고도 원하는 결과를 효율적으로 얻는 것이 가능함을 입증하고자 한다. 본 발표에서는 아직 이러한 연구가 완성되지 않은 시점에서 제반 연구개요를 소개하고 현 시점까지의 연구 결과 및 향후 계획을 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of IIIuminating and Electrical Installation Engineers Conference
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• 2005.05a
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• pp.194-201
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• 2005

도시에서의 빛의 연출은 도시의 축을 부각시키고, 가로의 아이덴티티를 연출함으로서 도시의 인지도를 향상시킬 수 있다. 또한 야간의 경관은 인공조명을 이용한 빛의 연출로 주간과는 다른 빛환경 경관을 연출할 수 있다. 이에 본 연구는 도시 가로 중에서 상업가로와 주거가로를 대상으로 주 야간의 빛환경 특성을 분석하여, 가로의 용도에 따른 주야간의 빛환경 차이를 고찰하였다. 이를 위하여 두 가로의 일정길이에 대하여 수평면조도, 스칼라 조도, 휘도 및 색온도를 측정하였으며 측정결과를 용도별, 주 야별로 비교하여 분석하였다. 측정한 결과를 정리하면 다음과 같다. (1)수평면조도의 측정 결과, 주간의 주거가로에 비하여 상업가로가 28.8[%] 높게 나타났으며 야간의 경우 87.2[%] 높게 나타났다. (2) 스칼라조도의 측정결과, 스칼라조도의 특성상 전반적으로 균일한 분포를 보이며, 수평면 조도와 마찬가지로 주간에 비하여 야간에 84[%] 높은 값이 측정되었다. (3) 휘도의 측정 결과, 주간 배경에 대한 대상의 휘도비는 상업과 주거가로가 1:2이하로 나타나 조화로운 가로경관을 연출하며, 야간배경에 대한 대상의 휘도비는 상업가로는 1:17로 활기 있는 경관을 연출하고 주거가로는 1:5로 가로경관 이미지에 적당한 강조효과가 나타났다. (4) 색온도의 측정 결과, 주간의 배경은 맑은 하늘의 색온도를 나타냈으며 대상은 상쾌하고 활동적인 이미지의 색온도를 나타내었다. 또한 야간의 경우 상업가로와 주거가로 모두 나트륨 등의 영향을 받아 전반적으로 따뜻한 느낌의 색온도가 연출되었다.

• Fire Science and Engineering
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• v.19 no.4 s.60
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• pp.18-25
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• 2005

In this study, numerical analysis of two-dimensional unsteady natural convection of air in a square enclosure heated from below, was performed as a basic research of fire science. SIMPLE algorithm was used to the pressure term of momentum equations in the numerical analysis. The numerical analysis were studied for the two model cases and two heat conditions, respectively, which are different with insulation of enclosures and position of heat applied. Also, the ceiling temperatures of enclosure were measured to compare the accuracy of numerical analysis, and it is found that the temperature predicted by numerical analysis were agreed well with the measurements. Streamline and isotherm of the each model case were acquired for each time step.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.39 no.6
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• pp.604-609
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• 2002

Nanosized $BaCeO_3$ powders with the stoichiometric composition of a molecular level were synthesized by the citrate process based on the Pechini method. Polymeric precursor was formed by use of citric acid and ethylen glycol, as chelating agent of metal ions and reaction medium, respectively. Single phase orthorhombic structured $BaCeO_3$powders, about 100 nm sized and uniform shaped were obtained through the calcination of the polymeric precursor at $900^{\circ}C$ for 4 h. Extremely small quantities of carbonate ions($CO_^{2-}$) were completely decomposed at over $1100^{\circ}C$. The mean size of the powders was increased twice, however, it has very uniform distribution in its size and shape.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.34 no.9
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• pp.82-88
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• 2006

In order to effectively reduce thermal loads on regenerative cooled walls, fuel cooling injectors and film cooling devices have often been employed. The present study has established a numerical methodology for prediction of performance and near-wall temperature distribution taking into account the nonuniform mixing due to these additional cooling devices. A correction procedure for main propulsive parameters has also been proposed based on comparison between prediction and experimental data. Under the computational framework of this study, the predicted results were in good agreement with hot-firing test data for a 30 tonf-class full-scale combustor at the design and off-design conditions. As a consequence, the present numerical method is expected to be useful for design and evaluation of regenerative cooled liquid rocket thrust chambers.

• Journal of Korean Ophthalmic Optics Society
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• v.4 no.2
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• pp.33-38
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• 1999

To investigate the image-forming property of optical system having Gaussian amplitude for polychromatic source, we calculated the chromaticity variation and the illuminance distribution. Considered polychromatic sources in this paper are A light which is on incandescent-tungsten lamp, C light which is a daylight, and $D_{65}$ light which is a extend daylight to the near ultraviolet. The polychromatic sources represent the different chromaticity values at a geometrical image point. The chromaticity variation of optical system having a Gaussian amplitude is smaller than that having an uniform amplitude. The illuminance distributions for polychromatic sources present nearly the same values, and the depth of focus for optical system having a Gaussian amplitude is wider than that having an uniform amplitude. From these results, we know that the depth of focus increases and the chromaticity variation decreases, when the incident light amplitude is modulated from an uniform amplitude to a Gaussian amplitude.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.116-116
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• 2012

위성의 발사, 천이궤도, 운영궤도 등에서 위성체에 주어지는 극한 온도와 진공상태에서 위성체와 열제어시스템이 요구 조건을 만족시키는가를 확인하기 위하여 열진공시험을 수행한다. 우주에서 일어나는 환경변화는 극도로 심해서 지상에서 이와 유사한 열적 환경을 모사하는 방법은 쉽지가 않고, 일반적으로 위성체에 대한 열진공/평형 시험을 위해서는 열유속 흡수법과 열유속 투사법의 두 가지 방법을 사용한다. 한국항공우주연구원에서는 종래 접촉식 히터를 위성체에 직접 부착하는 방법에서 탈피하여 새로이 IR Lamp를 이용한 열유속 흡수법을 이용하여 위성체에 계산된 열유속을 인가하는 방법으로 위성체 열진공/평형시험을 수행하였으며, IR Lamp는 요구되는 100W~400W 사이의 열량을 오차 범위 5% 이내로 인가하여 균일한 온도 분포를 유지하고 성공적인 시험을 수행하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.123-123
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• 2018

최근 웨어러블 디바이스에 연구가 집중되면서 투명하고 유연한 마이크로 히터의 필요성이 증가되고 있다. 그럼에도 불구하고, 기존의 사용되는 마이크로 히터들은 딱딱하고 불투명하다. 게다가, 기존의 금속성의 마이크로 히터들의 경우 저항이 너무 작아 웨어러블 디바이스에 사용되는 에너지 하베스터로 구동되기에 효율이 떨어지는 경향이 있다. 이 논문에서 우리는 CVD 방식으로 성장된 그래핀으로 열 발생 라인을 패시베이션 레이어로 h-BN을 이용하여 투명하고 유연한 마이크로 히터를 제작하였다. 제작한 마이크로 히터는 균일한 온도 분포와 200도까지의 온도 상승에 걸리는 시간이 4초 정도로 굉장히 좋은 성능을 보유하고 있다. 또한 소비 전력은 39mW 이하로 효율적이다. 또한 기존의 메탈릭 히터에 비해 저항이 굉장히 높기 때문에 웨어러블 에너지 하베스터로 작동하기 적합하다. 또한 미래의 휴대용/웨어러블 개인 전자기기와 무선 헬스케어 제품, 휴대용 환경 센서에도 적용될 것으로 기대한다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2001.05a
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• pp.84-86
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• 2001

본 논문에서는 고성능 활성탄의 악취 및 유해가스 흡착효율과 멜트브로운(M/B)부직포의 여과성능에 의한 복합적인 고기능 방진특성을 갖는 활성탄 부착 M/B 국산화 여과재를 제조개발하였다. 고성능 활성탄은 고순도의 일반활성탄에 금속염, 유기물 등을 담지시켜 활성화시킨 활성탄이고, M/B여과재의 웹(web)제조조건은 M/B 방사기에서 방사온도 250℃, 방사속도 150m/sec, 고온공기온도 250℃ 그리고 DCD(die to collector distance) 20cm가 적합함을 알 수 있었다. 또한 M/B 여과재에 활성탄 부착은 열롤러시스템에 의한 열적결합방법을 이용하여 균일한 분포의 점접착결합구조를 갖도록 하였고, 개발된 복합기능 여과재가 방진마스크용 여과재로의 이용이 가능하다는 것을 분진포집효율, 투과율, 흡기저항 등 여과재 성능기준실험 결과를 통해 확인하였다.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.8 no.3_4
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• pp.215-225
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• 1996

평판형의 열가소성 수지를 유리전이온도 이상으로 가열한 다음 압력을 가함으로써 원하는 형상의 제품을 성형하는 열성형공정은 대상 수지가 큰 변형을 일으킬 뿐만 아니라 비선형적 거동을 보이게 된다. 따라서 수지의 변형거동 예측과 최적성형조건의 설정에 많은 어려움과 시행착오를 거치게 되는 바, 열성형 공정의 최적화를 위한 연구의 일환으로 원형 평판위 수지를 대상으로 수지의 부풀림 거동과 이에 따른 두께 분포를 예측할수 있는유한요 소법의 수치모사 알고리듬을 개발하고자 하였다. Piola-Kirchhoff 응력 텐서와 Green 변형 텐서 및 lagrangian 변형 텐서를 사용하여 평판상의 응력-변형에 대한 비선형의 에너지 수 지식을 수립하고 Newton-Raphson 반복수렴법을 이용하여 근사적으로 해석하였으며 수지의 유변학적 구성방정식으로는 neo-Hookean 모델, Mooney-Rivlin 모델 및 Ogden 모델등의 초탄성 모델을 사용하여 그결과를 비교하였다. 수치모사에는 두께가 매우 얇기 때문에 두께 방향의 응력변화를 무시할수 있는 membrane 가정을 도입한 2차원적 해석과 두께 방향의 응력 변화를 고려하는 3차원적 해석을 모두 수행하고 그 차이를 비교하였으며 3차원적 해석 의 경우에는 penalty법을 이용하여 비 압축성을 만족하였다. 일차적으로 내압을 받는 두꺼 운 원통계에 대한 수치모사 해석을 수행하고 완전해와 비교함으로써 개발된 수치모사 알고 리듬의 열성형 공정에의 적용 타당성을 검증하였으며 이를 이용하여 원형 평판의 자유부풀 림거동을 예측한 결과 Treloar 등의 실험결과와 잘 부합함을 확인하였다. 또 간단한 형상의 금형이 있는 경우와 반지름 방향으로의 온도변화에 따른 수지의 변형거동을 해석함으로써 실제 열성형 공정에서 요구되고 있는 성형품의 두께 분포를 균일하게 하기 위한 방안을 제 시하였다.