유도결합 플라즈마를 이용한 식각 장치에서 플라즈마 균일도 향상에 대한 수많은 연구가 이뤄지고 있다. 안테나의 디자인, 인가 전력과 주파수, 안테나와 기판간의 거리, 기판과 챔버 외벽간의 거리 등 다양한 변수들이 변화되어 왔다. 또한, 최근에는 식각 균일도뿐만 아니라 식각 속도 향상에도 많은 관심이 모아지면서 유동에 영향을 주는 GDP 구조가 다시 중요해지고 있다. 본 연구에서는 300 mm 식각장치를 형상화하고, GDP의 구조와 유량비에 따라 플라즈마의 균일도에 어떻게 영향을 끼지는지 사용 유체역학 전산모사 프로그램인 CFD-ACE+를 이용하여 예측해 보았다. 안테나는 2중 직렬방식으로 안쪽과 바깥쪽의 안테나에 각기 다른 전력을 인가 할 수 있는 구조를 사용했으며, 압력은 10에서 60 mTorr까지 변화시켰다. GDP의 구조는 안쪽 입구와 바깥쪽 입구가 있으며 역시 따로 유량을 조절할 수 있도록 설계하였다. 안쪽 입구는 수직방향을 향하고 있으며, 바깥쪽 입구는 90도 이내의 각을 갖도록 꺾여 있는 것과 수평방향으로 주입할 수 있는 구조, 두 가지를 사용하였다. 유량 비율은 안쪽 입구와 바깥쪽 입구를 2:8, 5:5, 8:2로 고정하였다. 우선 GDP의 구조가 90이내의 각을 갖도록 주입되는 구조에서는 어떤 유량비율에서도 약간의 vortex가 발생했다. 수직방향의 유량이 감소될수록 기판에서 멀리서 발생했으며 강도 또한 감소했다. 기판 표면에서의 압력분포 균일도도 8:2에서 2.8%, 2:8에서 0.6%로 향상되었다. 2:8의 유량 비율에서 압력을 10에서 60 mTorr까지 향상시키면 vortex 효과는 감소되나 기판에서의 압력 균일도가 0.8%까지 약간 나빠졌다. 여기서 발생되는 vortex는 GDP 구조를 수평방향으로 주입되기 함으로서 해결할 수 있었으며, 압력 균일도도 0.2%까지 향상시킬 수 있었다. 또한, 강한 수직방향의 유량은 중심에 발생하는 플라즈마의 중앙을 밀어내는 효과를 확인했으며, 실험적 증명이 추후 연구단계로 진행될 예정이다. 식각 균일도나 식각 속도를 예측하려면 CF계열의 복잡한 가스를 사용해야하기 때문에 유량이 플라즈마에 미치는 영향을 보기 위해서 본 연구에서는 단일종인 Ar 가스만을 사용하였다. 첫 단계로 이와 같이 최적화시킨 유동조건에서 복잡한 식각가스를 이용한 플라즈마 계산은 다음 단계로 준비 중에 있다.
가스터빈의 성능은 대기온도가 상승함에 따라 그 성능이 감소하는 특성을 가지고 있어 전력공급의 필요성이 더욱 큰 여름철에 전력공급능력이 저하되고 있는 실정이다. 이에 대한 대처방안으로서 국외에서는 빙축열시스템을 이용하여 가스터빈 압축기의 입구공기를 냉각시키는 기술이 실제 적용되고 있다고 보고되었다. 그러나 이러한 기술을 국내에 적용하기 위해서는 국내의 기후환경에 적합한 시스템을 설계하여 그 효과를 분석할 필요가 있다. (중략)
피동 원자로용기 냉각계통은 원자로 용기를 둘러싸고 있는 격납공기 외부가 공기에 자연순환에 의해 냉각하는 방식으로 공기 흐름 구동력은 원자로용기의 외부 유로의 공기와 주변 대기와의 밀도 차이에 의하여 피동적으로 형성됨에 따라 높은 작동 신뢰성이 보장된 개념으로서 본 연구에서는 공기입구 위치에 따른 영향 및 격납용기와 유로 벽면간의 복사 효과 까지를 고려 할 수 있도록 해석 모형을 개선 시키고 개선된 모형을 이용하여 계통을 구성하는 설계인자들이 계통의 성능 및 크기에 미치는 영향등을 분석하였다. 이러한 분석을 통하여 공기의 입구 위치가 계통의 열제거용량에 미치는 영향, 상향공기 유로에서의 복사 열전달 고려 유무가 해석 결과에 미치는 영향 그리고 설계인자와 계통 성능간의 상관성을 밝혔다.
실험실에서는 민꽃게 대상으르 생각될 수 있는 그 물통발을 4가지 형태로 제작하고, 이를 통발에 대한 민꽃게의 행동을 수조실험을 통해 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 민꽃게의 색이행동은 시각과 후각에 의하며, 입롱시 매우 강한 경계행동을 보였다. 2) 민꽃게의 통발접촉수는 통발투하후 점차 증가하여 주로 30분 이내에 최대치를 보였다가 차차 감소하였다. 3) 민꽃게의 입롱은 통발 투하후 30분 이내에 주로 일어났고, 입롱이 빨리 일어날수록 최대접촉수도 빨리 나타났다. 4) 통발에 접촉한 민꽃게가 입구쪽으로 유도되는 것은 평면형상이 원형인 통발에서 쉬웠고, 입구부근에서 입구속으로 유도되는 것은 입롱과 출롱은 근본적으로 입구가 하부에 난 통발에서 쉬웠다. 5) 입구 끝이 통발내로 휘어저 들어간 것은 민꽃게의 출롱방지에 효과가 있었다. 6) 입구끝에 혀그물이 있으면 민꽃게의 입롱이 심하게 방해되나, 출롱은 전혀 보이지 않았다.
비교적 묽은 섬유현탁액의 압출팽창 유동을 수치모사하기 위하여 유동장과 섬유배 향 사이의 상호작용을 고려하고 연속체이론에 기초한 유변방정식을 사용하였다. 또한 섬유 배향분포를 얻기 위하여 배향텐서로 표시된 섬유배향방정식을 사용하였는데 이때 섬유간 상 호작용의 효과를 고려해 주기 위하여 현상학적 확산항을 추가하였다. 실험결과와 비교가 용 이한 원통관을 통과하는 섬유현탁액의 압출팽창 유동을 수치모사한 결과 관 입구에서 섬유 가 유선방향으로 정렬되어 유입될 때 현탁강도가 증가함에 따라 팽창비는 감소함을 알수 있 었다. 하지만 관 길이가 짧고 또한 관 입구에서 섬유가 임의 배향상태로 유입될 경우에는 반대로 팽창비가 증가함을 보였다. 관 입구에서의 다른 배향상태에 의해 발생하는 팽창비의 서로다른 경향은 외부 표면부분과 내부중심부분의 신장점도의 차이로 설명할 수 있었다.
아음속 유동이 흐르는 후향 계단에서, 입구 경계면에서의 난류를 모사하는 3가지 기법을 조사하였다. 입구 경계면으로 유입되는 평균 유동장과 레이놀즈 응력 프로파일은 실험에서 측정된 결과를 사용하였으며, 입구 경계면의 난류 유동 모사기법으로 synthetic eddy method(SEM), 무작위 변동(random noise) 그리고 균일한 유동 조건(uniform)을 사용하였다. 3차원 유동장의 난류 유동의 모사를 위해 대와동모사(Large Eddy Simulation, LES)를 적용하였다. 3가지 기법에 대한 입구 경계면으로 유입된 유동의 난류 특성과 유동의 재 부착(reattachment) 거리와 속도, 레이놀즈 응력(Reynolds stress)을 비교하였다.
CUPID 코드는 기기 스케일(Component scale)의 2상 유동(Two-phase flow) 해석 코드로서 다양한 2상 유동 조건의 실험 자료를 이용하여 검증되어 왔다. 특히, CUPID 코드의 CANDU형 원자로 감속재 탱크 내부 유동 해석능력을 평가하기 위해 1/4 규모 축소 실험장치의 실험결과를 이용하여 검증한 바가 있다. 본 연구에서는 이전 연구를 바탕으로 CUPID 코드를 사용하여 실제 원자로 감속재탱크 내부의 열수력 거동을 해석하였다. 감속재 탱크의 내부 구조는 아주 복잡하기 때문에 다공질 매질 방법을 적용하였으며 탱크 입구노즐 또한 기기 스케일 코드의 취지에 부합하게 아주 단순화하여 모델하였다. 해석결과의 정확성을 결정하는 가장 중요한 요소는 입구노즐의 모델 방법에 있는 것으로 나타났다. 입구노즐을 단순하게 모델하여 입구유량을 경계조건으로 부여하고 발전소 정상운전조건으로 계산한 결과, 부력에 의한 열성층화 현상이 발생하였다. 이는 전혀 타당하지 않은 것으로 입구 유동의 모멘텀을 정확하게 모의하지 않아 발생한 것이 나타났다. 이를 개선하고자 입구 유량과 운동량을 동시에 보존시킬 수 있도록 입구 노즐 면적을 축소하고 속도는 증가시켜서 계산한 결과, 사실적인 내부 유동장을 얻을 수 있었다. 결론적으로 계산 비용효과가 뛰어난 다공질 매질 방법에 입각하여 CUPID 코드를 실규모 감속재 탱크 열유동 해석에 적용할 수 있음을 보였고, 입구노즐의 적절한 모델이 가장 중요한 요소임을 확인하였다.
It is attempted, in this study, to analyze the movement of the fluidity of polar magnetic fluid and to relate Newtonian fluid with the Inlet Length of infinity plates when distance between parallel plates is L. A numerical analysis is performed for the variation of inlet length when magnetic effect parameter and polar effect parameter which give special advantages to magnetic fluid are increased. From the result of numerical analysis, we confirmed that the inlet length shortens as the flux around the center axis is accelerated and the flux around the surface of a wall is controlled as the magnetic effect parameter and the polar effect parameter are increased.
가막만의 해수유동 변동특성을 연구하기 위하여 1994년 7월 21일부터 8월 8일까지 가막만 남쪽 입구의 송도 부근, 북쪽 입구의 여수, 그리고 만 중앙부의 평사 부근의 3개 지점에 유속계를 계류하였고, 송도 선착장과 여수항 부근의 2개 지점에 조위계를 설치하여 10분 간격으로 연속관측하였다. 가막만의 양쪽 수로에 도달하는 조석파의 위상관계를 알아보기 위하여 기기를 남쪽과 북쪽의 입구에 설치하였으며 이들 입구를 통해서 유입, 유출되는 조류가 만 내부의 해수순환에 어떤 영향을 주는지 알아보기 위해서 내만의 평사 부근에 유속계를 추가로 설치하였다. 최대조차는 여수와 송도에서 각각 357, 352cm 였다. M2, S2, Kl, O1 분조의 진폭은 여수에서는 각각 95.5, 48.8, 20.5, 14.0cm 였고 송도에서는 각각 93.6, 47.2, 21.3, 13.1cm 로서 조석의 형태수는 공통적으로 0.25 미만으로 반일주조가 지배적이었다. 양쪽 입구를 통해서 들어오는 주요분조의 위상차는 거의 없었다. 천해조 성분은 양쪽 모두 전체 진폭의 $4\%$ 이하로서 마찰효과 및 비선형효과는 매우 작았다. 조류의 최대유속은 송도부근에서 약 100m/sec, 내만의 평사에서 약 40cm/sec 였으며 M2분조의 유속은 각각 47.2, 14.8cm/sec 였다. 송도부근에서 조류성분은 주로 북서-남동 방향이고 반시계 방향의 회전성을 가지고 있으며 항류 성분은 남서 방향으로 17cm/sec 였다. 반면에 내만에서는 북동-남서 방향의 조류성분이 지배적이고 시계방향으로 회전하며 항류는 남동방향이고 0.9cm/sec 로 매우 약하지만 시간적으로 바람의 영향을 많이 받는 것으로 나타났다 전반적으로 가막만의 동부 내만과 송도 부근에서는 남쪽방향으로의 항류성분이 존재하는데 그 원인을 설명하기 위해서는 보다 충분한 관측을 통한 해수순환에 관한 연구가 필요하다.
근사수평 이상반류유동에서의 플러딩천이에 대한 실험을 수행하였으며 이것을 바탕으로 반류유 동도(flow-regime map)를 완성하였다. 또 플러딩천이에 대한 응축의 영향을 고찰하였는데 플러 딩이 액체입구에서 야기될 때 플러딩 속도는 응축량을 고려한 유효증기량으로 표시되며 이 경우 반드시 히스테리시스효과를 동반하게 된다. 이 효과는 응축에 기인하는 것으로 그 메카니즘을 구명하였다. 또 전달액체유량이 영이 될 때의 임계증기속도는 액체분출유량이나 액체서브쿠울 링의 정도에 무관하며 본 연구에서 사용한 관의 경우, 수정 Wallis 변수로 1.74로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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