• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.34 no.6
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• pp.35-41
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• 2006

In this paper, we focus on improving the performance of the piezoelectric diaphragms of valveless micropumps. A circular lightweight piezoelectric composite actuator (LIPCA) with a high level of displacement and output force has been developed for piezoelectrically actuated micropumps. We used numerical and experimental methods to analyze the characteristics of the actuator to select optimal design. With the developed circular LIPCA, we fabricated a valveless micropump by photo-lithography and PDMS molding techniques. The displacement of the diaphragm, the flow rate and the back pressure of the micropump were evaluated and discussed. With a semi-empirical method, the flow rate with respect to driving frequency was predicted and compared with experimental one. The test results confirm that the circular LIPCA is a promising candidate for micropump application and can be used as a substitute for a conventional piezoelectric actuator diaphragm.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.34 no.3
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• pp.22-30
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• 2006

In this paper, a systematic design method on an IPMC(ionic polymer-metal composite)-driven ZNMF(zero-net-mass-flux) pump is introduced for the flow control of an MAV's (micro air vehicle) wing. Since the IPMC is able to generate a large deformation under a low input voltage along with its ability to operate in air, and is easier to be manufactured in a small size, it is considered to be an ideal material of the actuating diaphragm. Through the numerical methods, an optimal shape of the IPMC　diaphragm was found for maximizing the stroke volume. Based on the optimal IPMC diaphragm, a proto-type ZNMF pump with a slot, was designed. By using the flight speed of the MAV considered in this work, the driving frequencies(~ 40 Hz) of IPMC diaphragm, and the flow velocity through the pump's slot, the calculated non-dimensional frequency and the momentum coefficient ensure the feasibility of the designed ZNMF pump as a flow control device.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.43 no.11
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• pp.963-970
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• 2015

In this study, the pressurization characteristics of the small piezoelectric hydraulic pump for a brake system has been analyzed through modeling the full hydraulic pump components; the pump chamber, check valve, pump load, pump drive controller etc. To analyze the pressurization characteristics, the process of charging pressure in the chamber with stacked-layer piezoelectric actuator were firstly modeled. Secondly, the flow coefficient of the check valve in terms of valve opening has been calculated after computational fluid dynamics analysis, such as the pressure distribution around check valve and the flow rate, was conducted. Also the pump driving controller, which controls the input voltage to the actuator, was designed to make the load pressure follow the input pressure command. The simulation results find that it takes about 0.03ms to reach the operating load pressure required for the braking system. The simulation result was also verified through comparison to the result of the pump performance test.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.17 no.1
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• pp.13-19
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• 1988

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.382-386
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• 2009

The life of a component decreases when it was exposed at the extreme condition. A turbine blade of a turbopump used for a liquid rocket engine is operated under the environment of high temperature and pressure, and experienced high centrifugal force. Thus the durability of the turbopump operated under the these conditions become lower than expected because of the severe fatigue and creep influence. The damage of the turbine being considered the fatigue and the creep influence is estimated to ensure the durability of turbopump turbine. ABAQUS/CAE and MSC.Fatigue are used for the fatigue analysis, and Larson-Miller parameter and robinson's rule are used for the creep analysis. In this paper, comparison and analysis of the fatigue and the creep influence were performed to ensure the life expectancy of turbopump turbine.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2012.05a
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• pp.11-15
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• 2012

A rotordynamic analysis is performed for a 7 ton class turbopump applied to the third stage LRE(Liquid Rocket Engine) of the KSLV(Korea Space Launch Vehicle). Based on the heritage of the developed experimental 30 ton class turbopump and developing 75 ton class turbopump for the KSLV first and second stage LRE, the 7 ton class turbopump is designed as an one-axis rotor turbopump. Two rotor systems comprised of one oxidizer pump assembly and the other fuel pump-turbine assembly are connected each other using a spline shaft and operating at a design speed. Through the rotordynamic analysis, it is investigated that the turbopump acquires sufficient separate margin of critical speed as a sub-critical rotor.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.93-93
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• 2012

반도체 생산 공정은 고청정 환경을 요구하며, 이를 위해 반도체 생산 장비에서 고진공 펌프는 핵심 장비이다. 크라이오 펌프는 극저온 냉동기에 의해 냉각되는 냉각판에서의 응축 또는 흡착에 의해 기체를 제거하여 고진공 환경을 조성하는 고진공 펌프의 일종이다. 특히, 기존의 상용화된 크라이오 펌프에 적용되어온 GM 극저온 냉동기에 비해 본 연구에서 개발하는 맥동관 냉동기는 저진동 및 고신뢰성의 장점을 갖기 때문에 반도체 생산 장비의 공정 정밀도 및 유지보수 주기 향상에 도움이 될 것으로 기대된다. 하지만, 맥동관 냉동기는 저온부에 움직이는 부분이 없어 많은 장점을 갖지만, GM 극저온 냉동기에 비해 성능이 낮은 단점이 있다. 때문에, 맥동관 냉동기 적용 크라이오 펌프가 기존의 상용 제품에 대해 경쟁력을 갖기 위해서는 맥동관 냉동기의 성능 향상이 요구된다. 본 연구에서는 형상 설계 및 작동 조건 최적화 등을 포함하여 크라이오 펌프용 GM 맥동관 냉동기의 성능 향상 방안에 대한 연구를 수행한다.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.9 no.2
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• pp.8-13
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• 2010

An effective control of the axial thrust of a turbopump is one of the critical issues for obtaining its operational stability. Axial thrusts of the fuel pump for the 75-ton class rocket engine under development were measured with water as a test propellant at a room temperature. According to the test results, the axial thrust of the fuel pump seemed to satisfy the axial force condition of its bearing. Also, the thrust was increased as a whole when the flowrate of the pump was decreased. Furthermore it was found that the thrust and the leakage flowate were modified when the gaps between the floating ring seals and the impeller were changed.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.11-11
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• 2010

고도의 진공 환경을 요구하는 반도체 생산 라인에 적용되는 고진공 펌프는 주로 복합 분자펌프와 크라이오 펌프가 사용되고 있다. 이 중 크라이오 펌프는 극저온으로 냉각되는 냉각판에 기체 분자를 응축 또는 흡착시켜 기체를 제거하는 방식으로 복합 분자 펌프로 무게가 가볍고 증발 온도가 낮은 네온, 수소, 헬륨 기체 제거에 장점이 있다. 본 연구에서는 현재 상용화된 크라이오 펌프에 적용되는 GM 극저온 냉동기를 대체하기 위한 2단 GM형 맥동관 냉동기를 개발하여 기초 성능 시험을 수행하였다. 1단과 2단 모두 U-자형 형상으로 제작되었으며, 압력과 질량 유동 사이의 위상 조절을 위하여 오리피스 밸브와 이중 유입 밸브를 사용하였다. 개발된 맥동관 냉동기의 냉각 성능 목표는 1단(80 K)과 2단(20 K)에서 각각 45 W와 5 W이다. 기초 시험에서는 위상 조절용 밸브들의 개도와 작동 조건에 대한 냉각 특성과 부하 특성 시험을 수행하였다. 특히, 본 연구에서는 로터리 밸브 및 위상 조절 기구의 배치로 인해 고온부 형상이 복잡한 맥동관 냉동기를 크라이오 펌프로의 적용 편의성을 위하여 고온부 외형 구조를 단순화하였으며, 개발된 맥동관 냉동기와 기존에 크라이오 펌프에 적용되는 GM 극저온 냉동기를 비교, 고찰하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.04a
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• pp.322-326
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• 2009

본 연구는 지열원식 냉난방 히트펌프 시스템의 상태를 실시간으로 감시하고 열 성능을 실시간으로 평가할 수 있도록 한 지열원식 냉난방 히트펌프 시스템의 상태 감시 및 열 성능 평가 방법에 관한 것으로서, 이러한 본 연구는, 프로그램 실행을 통하여 측정 간격이 설정되고, 다이얼로그 박스 상에서 시스템 개요, 공사개요, 히트펌프설비개요, 지열루핑 설비개요, 버퍼탱크, 건물개요 등을 입력받은 후 시스템의 개통도 이미지 파일프로그램 로딩과 각종 계측기를 통해 전기적인 데이터의 취득 기능 등의 데이터측정 준비를 위한 기본 제1단계와; 취득된 전기적인 데이터를 물리 신호로 변환한 후 기본 데이터 산정하고 결과를 도시하는 "시스템 실시간 작동 상태 감시" 기능의 제2단계와; 기본 순간치 데이터를 근거로 "시스템의 열성능 평가 변수 값 산정과 결과"를 도시하는 제3단계와; 2단계에서의 기본 데이터와 3단계에서의 열성능 평가 변수 값을 후처리용 데이터 파일로 저장하는 제4단계와; 현장에 설치된 지열원식 히트펌프 시스템의 상태를 TCP/IP 프로토콜을 활용하여 원격지(본사)에서 IP 접속을 통하여 원거리 원격 작동상태 감시 기능 및 제어를 수행하는 제5단계를 수행하게 된다.