• 한국전산유체공학회지
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• 제12권4호
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• pp.38-43
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• 2007

Owing to the rapid progress in manufacturing technology of microscale devices, there are active research works in developing microscale propulsion systems. In this study, gas flows in nozzles with size of milli and sub-millimeter are investigated by using a CFD code based on the Navier-Stokes equations. The prediction results were compared with theoretical results of quasi-one-dimensional nozzle flow and experiment data. In general, theoretical values agree very well with the CFD results. However, theoretical values begin to deviate from the CFD and experimental data for relatively small Reynolds numbers and the nozzle shape with rectangular cross section. The primary reason for this discrepancy is due to the existence of the thick boundary layer at the wall in low Reynolds flows.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.149-152
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• 2008

초소형 터보제트엔진에 적용되는 슬링거연소기를 개발하고 리그시험을 수행하였다. 슬링거연소기에 적용하기 위하여 고속으로 회전하는 회전연료노즐을 설계, 제작하고 분무시험을 통해 연소에 적합한 액적크기와 분포를 얻었다. CFD를 이용해 연소기 내부 유동장을 해석하였으며, 연소리그시험을 통해 설계점에서 11.2%의 압력손실, 99.8%의 연소효율을 달성하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제21회 추계학술대회 논문집
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• pp.253-256
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• 2003

65마력급 UAV용 초소형 터보샤프트 엔진의 코어를 55lbf급 터보제트 형식으로 개조 개발하였다. 터보샤프트 엔진의 동력발생기와 동일한 유량 특성을 갖는 배기 노즐을 부착함으로써 코어 엔진은 완제 엔진과 완전히 동일한 기계적, 공력적 특성을 보유하고 있다. 엔진 출력은 축 마력 대신 비교적 계측이 용이한 추력으로 나오기 때문에 터보샤프트 엔진의 성능과 수명을 좌우하는 코어의 검증 시험 용도로 매우 유용하다. 뿐만 아니라 코어 엔진은 그 자체로 하나의 터보제트엔진으로 추력이 필요한 소형 비행체의 추진기관으로 직접적인 활용이 가능하다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.253-256
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• 2009

350Kw급 이하의 초소형 터보제트엔진에서 연료 미립화 특성을 만족하는 분사시스템을 개발하는 것은 매우 어려운 일이다. 그러나 회전 연료 분사시스템은 복잡한 고압연료펌프 시스템 없이도 엔진축의 원심력만을 이용함으로써 좋은 미립화를 할 수 있다. 이러한 이유로, 직경 40 mm의 매우 작은 회전식 연료 인젝터를 제작하였으며, 여러 가지 크기의 분사 오리피스에 대한 실험을 수행하였다. PDPA 측정 시스템을 사용하여 입자의 크기와 속도, 분무분포를 측정하였다. 실험 결과, 분사 오리피스로부터 분출된 단일 액주의 길이는 회전속도에 의해 제어되며, SMD는 회전수가 증가함에 따라 감소하고, 오리피스의 직경과 오리피스 내부에 생성되는 액막두께에 큰 영향을 받는다.

• 한국추진공학회지
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• 제21권6호
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• pp.1-7
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• 2017

내탄도 모델 및 CFD 해석을 통해 MEMS 고체 추진제 추력기의 성능을 예측하고 분석하였다. 노즐목 지름이 $416{\mu}m$, 면적비가 1.85인 추력기의 내탄도 모델 해석 결과, 챔버 압력은 최대 197 bar까지 상승하였으며, 최대 추력은 3,836 mN이었다. CFD 해석에 내탄도 모델의 챔버 압력을 작동압력으로 적용하였으며, 해석 모델을 단열 모델과 열손실 모델로 구분하여 해석을 진행하였다. 해석 결과 점성 효과만이 고려된 단열 모델의 최대 추력은 내탄도 모델에 비해 14.92% 낮았으며, 짧은 작동 시간으로 인하여 열손실에 의한 추력 손실은 매우 작게 나타났다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2008년도 제31회 추계학술대회논문집
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• pp.36-40
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• 2008

마이크로 추진장치에서 노즐의 소형화는 많은 유동손실을 유발한다. 이러한 유동손실을 극복하기 위해 본 연구에서는 열적발산원리를 이용한 새로운 개념의 마이크로 추진장치에 대한 기초연구를 진행하였다. 움직이는 부품 없이 오직 온도구배만으로 추진제를 낮은 온도에서 높은 온도로 자체 펌핑이 가능한 열적발산장치를 설계, 제작 하였으며, 진공환경에서 누센수에 따른 멤브레인 압력구배효율을 분석하였다. 또한 기존 누센펌프의 멤브레인인 폴리이미드와 종이재질의 전통 한지를 사용하여 질유량 특성을 비교하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권6호
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• pp.581-586
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• 2008

기존의 수 mN급의 MEMS 고체 추진제 추력기는 실제 마이크로/나노 위성체의 킥모터,지능탄(Smart bomb)의 측추력기로 응용하기에는 추력 레벨이 너무 낮다는 한계가 있었다. 이 연구에서는 고체 추진제의 연소 면적을 증대시킴으로써 추력 레벨이 향상된 MEMS 고체 추진제 추력기의 제작 가능성을 확인하고 연소 실험을 통해서 구조체의 안정성을 확인하였으며 직접 추력을 측정하여 수백 mN급의 단위 추력기를 개발하였다. 연소 챔버와 노즐, 덮개 층은 감광성 유리 기판을 이용하여 제작하였으며 마이크로 점화기는 파이렉스 기판 위에 300 ㎚ 높이의 니켈과 크롬을 페터닝(patterning)하여 제작하였다. 마이크로 점화기의 성능 해석과 실험을 통한 검증을 수행하여 고체 추진제의 점화를 위한 공급 전력을 계산하였으며 힘 센서를 통하여 추력기의 추력을 측정하였다. 측정된 추력은 K=15와 20인 경우에 300, 600 mN 이었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권4호
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• pp.53-60
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• 2004

F-4E를 모선으로 하는 초소형 위성을 탑재할 수 있는 공중발사체 1단 부스터용 하이브리드 모터의 최적설계를 실시하였다. 설계변수는 포트개수, 초기 산화제 플럭스, 연소실 압력, 그리고 노즐 팽창비 등을 사용하였다. 또한 서로 다른 최적화 알고리듬의 적용 가능성을 검증하기 위하여 구배법 (GBM)과 유전자 알고리듬 (GA) 방법을 각각 사용하였으며, 목적함수의 선택에 따른 최적화 결과의 변화를 살펴보기 위하여 두 가지 종류의 목적함수 (모터 중량과 모터 길이)를 사용하여 그 결과를 상호 비교하였다. 최적화 알고리듬, 그리고 목적함수의 선택과 무관하게 거의 같은 설계결과로 수렴함을 확인하였다. 최적화결과로 설계요구조건을 만족하는 총중량 704.74kg, 1단 길이 3.74m의 하이브리드 모터를 설계 할 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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• pp.105-105
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• 2006

IT 산업 및 반도체 산업이 발전함에 따라 초소형, 고집적화 시스템의 요구에 대응하기 위해서 고해상도 및 고정밀의 패턴 구현에 관한 많은 연구가 진행되고 있다. 이러한 연구는 각종 산업제품의 PCB(Printed Circuit Board) 및 디스플레이 장치인 PDP(Plasma Display Panel), LCD(Liquid Crystal Display) 등에 적용되어 널리 응용되고 있다. 현재 널리 사용되는 인쇄 회로 기판은 마스킹 후 선택적 에칭 방식을 적용하여 금속 배선을 형성하는 방식을 적용하고 있다. 이러한 방식은 설계가 변경될 경우 마스크를 다시 제작해야 하는 번거로움이 있어 설계 변경이 용이하지 않고 더욱 길어진 생산시간의 증가로 인하여 생산성 및 집적도가 떨어지게 된다. 따라서 최근에는 이러한 한계를 극복하기 위한 방안이 여러 가지 측면에서 시도되고 있으며, 그 중에서도 Inkjet Printing 기술에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 연구에서는 Inkjet Printing 방식을 적용하여 금속 배선을 형성하고 선폭과 두께의 오차를 줄여 배선의 Tolerance 를 개선할 수 있는 방안을 제안하였다. Inkjet Printing 방식을 이용한 기존의 금속 배선 형성은 고해상도의 DPI(Dot Per Inch)에서 잉크 액적이 뭉치는 Bulge 현상이 발생되어 원하는 형상 및 배선의 폭을 구현하는데 어려움이 있었다. Bulge 현상은 배선의 불균일성을 야기할 뿐만 아니라 근접한 배선의 간섭에도 영향을 미처 금속 배선의 기능을 할 수 없는 단점을 발생시킨다. 따라서 본 연구에서는 이러한 Bulge 현상을 줄이고 배선간의 간섭을 방지하여 원하는 배선을 용이하게 형성할 수 있는 순차적 인쇄 방식을 적용하였다. 본 연구에서는 노즐직경 35um 의 Inkjet Head 와 나노 Ag 입자 잉크를 사용하여 Glass 표면 위에 배선을 형성하고 배선의 폭과 두께를 측정하였다. 또한 순차적 인쇄 방식을 적용하여 700DPI 이상의 고해상도에서 나타날 수 있는 Bulge 현상이 감소하였음을 관찰하였으며 금속 배선의 Tolerance를 10%내외로 유지할 수 있음을 확인하였다.