• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.120-120
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• 2018

반도체 소자나 디스플레이 패널 제조 공정에 가장 많이 사용되는 진공 펌프인 터보 분자 펌프는 오일을 사용하지 않고, 설치 방향이 자유로우며 넓은 작동 압력 영역을 가지고 있어서 고가임에도 불구하고 점점 더 사용 영역을 넓혀 가고 있다. 상하의 두 곳에 회전축을 지지하는 베어링이 필요한데, 기계식 금속 베어링을 채용하는 경우에는 반드시 윤활유를 공급해 주어야 하고, 고온, 부식성 또는 산화성 가스의 배기 시에는 퍼지 가스로 비활성인 질소나 알곤등을 이용하여 보호를 해주어야 한다. 반면, 자기 베어링을 채택한 모델은 윤활의 걱정에서 자유로울 수 있기 때문에 채용이 늘어나고 있다. 동일극의 반발력이나 반대극의 인상력을 이용한 구조를 갖게 되는데 갑작스러운 입구 쪽 압력의 증가 시에는 자석 끼리 부딪치는 일이 발생하고 이로 인해서 로터 모듈 전체에 큰 손상을 갖게 되므로 한 곳 정도에 비상용 터치 다운 베어링을 기계식으로 윤활제 없이 설치하기도 한다. 기본적으로 자기 베어링 방식은 로터 모듈의 부상과 제어를 위해서 3축 또는 5축 제어를 하게 되는데 여기에는 전자석의 전류를 미세하게 조정하여 피드백 하는 시스템을 활용하기 때문에 외부에서의 자기장이 일정값 이상 침투하게 되면 제어 회로의 기능에 문제를 일으키게 된다. 또한 축 방향에 수직인 자기장의 강도가 높아지면 고속으로 회전하는 금속 블레이드가 자속을 자르게 되므로 표면에 와전류가 발생하여 문제가 된다. 터보 분자 펌프는 회전자와 고정자 간격이 1 mm 이내로 작아서 약간의 진동이라도 발생하면 회전자와 고정자 간에 충돌이 일어나고 이는 곧 파손으로 이어진다. 그림 1에는 파손 원인 분석을 위한 회전자 모듈의 수치 해석용 모델의 일부를 나타내었고, 그림 2에는 실제로 외부 자기장에 의한 파손이 발생한 사례의 자기 베어링 모듈의 사진을 나타내었다. 본 발표에서는 외부 자기장의 형태에 따라 제어 자기장에 미치는 영향을 CFD-ACE+(ESI corp)를 활용하여 해석하였다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.37 no.9
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• pp.906-915
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• 2009

To study the plume effects in the vacuum area, the Direct Simulation Monte Carlo(DSMC) method is usually adopted because the plume field usually contains the entire range of flow regime from the near-continuum in the vicinity of nozzle exit through transitional state to free molecular at far field region from the nozzle. The objective of this study is to investigate the behaviors of a small monopropellant thruster plume in the vacuum area numerically using DSMC method. To deduce accurate results efficiently, the preconditioned scheme is introduced to calculate continuum flow fields inside thruster to predict nozzle exit properties used for inlet conditions of DSMC method. By combining these two methods, the vacuum flow characteristics of plume such as strong nonequilibrium near nozzle exit, large back flow area, etc, can be investigated.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.117-117
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• 2016

일반적인 박막 성장용 CVD는 막 성장 시간이 짧게는 수분에서 수시간 정도 소요하기 때문에 장비에 문제가 발생 할 시 조치를 취하고 다음 현상을 개선하기에 용이 하였다. 그리고 대분분의 장비가 국산화되어 있을 만큼 많은 경험치가 축척되어 있다. 그러나 2, 4 족 화합물 성장용 CVD는 고아학 렌즈 생산용 장비로 국내에서는 아직 생소하고 공정 경험이 없는 새로운 장비이다. 2,4 족 화합물의 특징은 다음과 같다. 2,4 족 화합물은 M, N 이라는 두가 물질이 결합하여 형성한다. 2,4 족 화합물은 높은 융점과 낮은 증기압을 갖니다. 이런 물질들은 고온에서 아래와 같이 평형적으로 반응한다. $$nMN_{(s)}=nM_{(g)}+Nn_{(g)}$$ 화합물인 $MN_{(g)}$의 상태로 존재할 수 있으나 일바적으로 n=2인 4족 원소의 2원자 분자로된 기체가 지배적이다. 증기상을 이용한 성장 공정에서는 구성 원자나 분자를 만들어내는 단계, 이들을 공급원에서 기판까지 수송하는 단계, 기판 위에 흡착하는 단계, 핵의 생성과 단결정을 생성하는 단계, 필요치 않는 구성물을 제거하는 단계를 거쳐 공정이 진행 된다. 각 공정은 성장 물질에 충분한 자유도를 주어야하고 자유도를 주기 위해서는 많은 열에너지가 공급 되어야 한다. 따라서 기존의 박막 성장 공정 보다 성장 속도가 느리고 증착하는 양보다는 버리는 양이 많으며 버려지는 성장물질들은 급격한 온도 변화가 생기는 곳에서 급격히 증착하기 시작한다. 본 성장 공정이 진행되는 압력은 30 torr 부근이며 공정 온도는 $1000^{\circ}C$ 부근이다. 30 torr 영역에서는 열전달이 대기압과 같은 속도로 진행되기 때문에 지속적으로 온도에의해 손상을 받는 부위가 있을 수 있다. 높은 공정 온도와 높은 공정 압력은 내부 구조물로 발생된 열을 빠르게 장비 표면으로 수송하게 되고 그 결과 장비의 연결 부분에 장착된 오링에 손상을 주게 된다. 오링 손상을 방지 하기위해 냉각수 라인을 형성하여 오링을 보호하게 되면 열역학적 기울기가 급격히 발생하는 부분이므로 CVD의 반응 부산물들이 빠른 시간동안 증착하게 되고 막히는 현상이 발생하게 된다. 목표한 두게까지 박막을 성장시키기 위해서는 장시간 공정이 필수이며 장시간 공정을 안정적으로 가져가지 위해서는 배기 라인의 막힘 현상을 해결하여야 한다. 본 논문에서는 막힘 현상의 진행을 시간에 따라 해석하였으며 장시간 공정을 진행하기위해 필요한 요소와 기구적으로 조치가 가능한 방법에 대해 작성하였다.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.8 no.1
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• pp.144-153
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• 2009

To study the plume effects in the rarefied region, the Direct Simulation Monte Carlo(DSMC) method is usually adopted because the plume field usually contains the entire range of flow regime from the near-continuum in the vicinity of nozzle exit through transitional state to free molecular at far field region from the nozzle. The objective of this study is to investigate the behaviors of a small monopropellant thruster plume in the rarefied region numerically using DSMC method. To deduce accurate results efficiently, the preconditioned scheme is introduced to calculate continuum flow fields inside thruster to predict nozzle exit properties used for inlet conditions of DSMC method. By combining these two methods, the rarefied flow characteristics of plume such as strong nonequilibrium near nozzle exit, large back flow region, etc, can be investigated.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.38 no.6
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• pp.568-574
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• 2001

수정된 기체투과법을 이용하여 다공성 지지체의 기공크기를 평가하였다. 본 연구에서의 수정된 기체투과법은 기공 내에서 유체흐름이 Hagen-Poiseiulle 법칙이 성립하는 영역으로 압력을 조절하여 투과유량을 측정하는 방법을 말한다. 수정된 기체투과법의 적합성 여부는 유체의 Reynolds number 및 기체분자의 평균자유행로를 통해 검토하였다. 다공성 지지체의 유량의 시간변화로부터 대표치를 결정하여 기공크기로 환산하였다. 본 방법에 의해 평가된 다공성 지지체의 기공크기는 30$\mu\textrm{m}$~80$\mu\textrm{m}$ 이었으며, 평균치는 50$\mu\textrm{m}$로 평가되었다. 한편 화상해석법과 비교.분석한 결과 수정된 기체투과법을 통해 평가된 기공은 내부채널의 가장 작은 부분을 나타내는 것으로 확인되었다.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.39 no.4
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• pp.10-18
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• 2002

This paper reports a methodology for calculating distribution of the director in an In-plane switching liquid crystal cell by a numerical technique. To calculate distribution of the director, we developed a three dimensional finite element method (FEM) and calculated the distribution of electric potential and electric field in the liquid crystal cell. We have considered the free-energy density composed of electric potential and strain energy in the bulk of liquid crystal cell and calculated the switching property of liquid crystal cell by the Ericksen-Leslie equation and the Laplace equation We generated 1,859 nodes and 8,640 elements for IPS mode cell with 24${\mu}{\textrm}{m}$$\times$12${\mu}{\textrm}{m}$$\times$4.5${\mu}{\textrm}{m}$ and performed transient analysis until 16ms. As a result, horizontal electric field occurred at cell region except liquid crystal region above electrodes and the disclination occured on electrodes.

• Polymer(Korea)
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• v.27 no.4
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• pp.293-298
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• 2003

The development of the crystalline structure of poly(trimethylene terephthalate) (PTT) in a confined geometry was investigated with optical microscope, small angle light scattering, and X-ray diffraction. The rejected distance, which was represented in terms of the parameter $\delta$, played an important role in determining the morphological patterns of poly (ethylene terethphalate) (PET/PTT) blend. In case of stepwise crystallization, the crystallization of PTT commenced in the interspherulitic region between the grown PET crystals and proceeded until the interspherulitic space was filled with the PTT crystals. The spherulitic surface of the PET crtstals acted as the nucleation sites where the PTT molecules preferentially crystallized, leading to the formation of transcrystalline structure. As a result, a mixed morphological pattern was observed in the PTT-rich phase: one was a typical spherulitic texture and the other was a transcrystalline texture. Some of the molecular conformations of PTT, which could adopt in the absence of the space limitation, were probably forbidden in the interlamellar and/or interfibrillar regions of the PET spherulite. This constraint was responsible for difference in the crystallization and melting behavior of PTT between the intra and interspheulitic regions of PET.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.16 no.4
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• pp.298-304
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• 2007

We have studied the effect of $N_2$ flow rate on the structural and optical properties of GaN nanorods grown on (111) Si substrates by radio-frequency plasma-assisted molecular-beam epitaxy. The hexagonal shape nanorods with lateral diameters from 80 to 190 nm with increasing $N_2$ flow rate from 1.1 to 2.0 sccm are obtained. However, the ratio of length (thickness) and compact region increases with increasing $N_2$ flow rate up to 1.7 sccm and then saturate. From the photoluminescence, free exciton transition is clearly observed for GaN nanorods with low $N_2$ flow rate. And the PL peak energies are blue-shifted with decreasing diameter of the GaN nanorods due to size effect. Temperature-dependent photoluminescence spectra for the nanorods with $N_2$ flow rate of 1.7 sccm show an abnormal behavior like "S-shape" with increasing temperature.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.37 no.2
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• pp.85-93
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• 2024

In this paper, we propose a method for establishing a state-space equation model for the motion analysis of floating structures subjected to wave loads, by applying system-identification techniques. Traditionally, the motion of floating structures has been analyzed in the time domain by integrating the Cummins equation over time, which utilizes a convolution integral term to account for the effects of the retardation function. State-space equation models have been studied as a way to efficiently solve floating-motion equations in the time domain. The proposed approach outlines a procedure to derive the target transfer function for the load-displacement input/output relationship in the frequency domain and subsequently determine the state-space equation that closely approximates it. To obtain the state-space equation, the method employs the N4SID system-identification method and an optimization approach that treats the coefficients of the numerator and denominator polynomials as design variables. To illustrate the effectiveness of the proposed method, we applied it to the analysis of a single-degree-of-freedom model and the motion of a six-degree-of-freedom barge. Our findings demonstrate that the presented state-space equation model aligns well with the existing analysis results in both the frequency and time domains. Notably, the method ensures computational accuracy in the time-domain analysis while significantly reducing the calculation time.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.9 no.3
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• pp.12-19
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• 2004

Binding mechanisms of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) with a purified Aldrich humic acid (PAHA) and its ultrafiltration (UF) size fractions were investigated. Organic carbon normalized binding coefficient ($K_oc$) values were estimated by both a conventional Stern-Volmer fluorescence quenching technique and a modified fluorescence quenching method. Pyrene $K_oc$ values depended on PAHA concentration as well as freely dissolved pyrene concentration. Such nonlinear sorption-type behaviors suggested the existence of specific interactions. Smaller molecular size PAH (naphthalene) exhibited higher $K_oc$ value with medium-size PAHA UF fractions whereas larger size PAH (pyrene) had higher extent of binding with larger PAHA UF fractions. The inconsistent observation for naphthalene versus pyrene was well explained by size exclusion effect, one of the previously suggested specific mechanisms for PAH binding. In general, the extent of pyrene binding increased with lower pH likely due to the neutralization of acidic functional groups in HS and the subsequent increase in hydrophobic HS region. However, pyrene $K_oc$ results with a large UF fraction (>100K Da) corroborated the existence of the size exclusion effect as demonstrated by an increase in $K_oc$ values at a certain higher pH range. The size exclusion effect appears to be effective only for the specific conditions (HS size or pH) that render HS hole st겨ctures to fit a target PAH.