• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.527-528
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• 2012

플라즈마 유동제어를 통한 공기저항저감을 위해 DBD(Dielectric Barrier Discharge) 플라즈마 구동기를 설계하였고, 2D 시험모델의 풍동시험을 통해 항력저감을 측정하였다. 풍속이 없는 경우에는 유동박리 및 표면마찰저항이 존재하지 않으므로 플라즈마 유동제어를 통한 항력저감도 없었다. 2m/s의 풍속에서 유동박리제어를 통해 항력이 9.7%까지 감소됨을 확인하였으며, 풍속이 증가할수록 항력저감은 감소하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.290-293
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• 2012

플라즈마 유동제어를 위한 DBD 엑츄에이터 해석 및 성능 평가를 수행하였다. DBD 엑츄에이터의 방전조건에 따른 유속 특성을 밝히고 최적의 방전조건을 찾기 위해 실험 장치를 제작하였다. 동일한 유전체에서 방전조건에 따른 플라즈마 엑츄에이터 표면에서의 유속을 측정하였다. 방전전압에 비례하여 유속이 증가하였다. 유동의 특성을 좀 더 자세히 파악하기 위해 CFD해석을 통하여 실험결과와 해석결과를 비교하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.369-372
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• 2009

본 연구에서는 플라즈마에 의한 초음속 유동장의 변화를 수치해석을 이용하여 분석하였다. 플라즈마의 방향을 유동에 평행한 방향과 가로지르는 방향 두 가지 경우에 대한 해석을 통하여 플라즈마가 초음속 유동장의 방향과 유동의 속도 변화에 주는 영향을 알아보았다. 해석 결과 전기장의 크기와 공간별 차이에 따라서 유동장의 방향 및 속도 변화가 다르게 나타났다. 전기장의 방향에 따라 전자가 유동장과 같은 방향으로 가속되는 경우 유동의 속도가 증가하였으며, 반대인 경우에는 유동의 속도가 감속 된다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권1호
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• pp.25-32
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• 2015

원통 모델에 공기저항저감 효과를 검증하기 위해서 원통형에 적합한 유연성 플라즈마 구동기를 제작하였다. 다양한 풍속에서 플라즈마 유동제어 풍동시험을 수행하였으며, CFD 해석과 유동가시화를 수행하였다. 풍속이 느린 저속 구간에서는 유동박리가 발생하지 않아 플라즈마 유동제어 효과가 없었다. 풍속 14 m/s 에서 14% 정도 항력이 저감되었으며, 풍속이 증가된 17 m/s 의 경우 항력이 27% 저감되었다. CFD 해석과 유동가시화의 비교를 통해 DBD플라즈마 구동기는 원통 주변의 압력차를 감소시켜 와류의 크기가 줄어든 것으로 확인되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권2호
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• pp.90-97
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• 2019

스파크제트 액츄에이터는 플라즈마 합성 제트 액츄에이터(plasma synthetic jet actuator, PSJA)라고도 불리는 능동 유동 제어 장치로, 초음속 유동의 제어 가능성이 있어 많은 연구가 진행 중이다. 이 액츄에이터는 아크 플라즈마를 이용해 캐비티(cavity) 내부에 에너지를 주입하여 온도와 압력을 상승시킨다. 온도와 압력이 상승한 캐비티에서 오리피스(orifice)를 통해 압력파와 제트가 분출되어 외부 유동에 교란을 준다. 플라즈마의 영향으로 캐비티 유동은 고온, 고압의 평형 유동이 되기 때문에 스파크제트 액츄에이터의 유동 해석을 위해선 공기의 평형 상태를 고려해야 한다. 본 연구에서는 평형 유동의 특성을 고려하여 스파크제트 액츄에이터 유동 해석을 위한 수치해석 프로그램을 개발했다. 개발된 프로그램의 검증으로 문헌에서 얻을 수 있는 실험 결과와 시간에 따른 제트의 위치를 비교했다. 또한 상온, 상압의 무풍에서 액츄에이터의 추력 특성을 분석했다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권6호
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• pp.492-498
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• 2012

DBD(Dielectric Barrier Discharge) 플라즈마 액츄에이터의 설계 파라미터에 따른 특성을 연구하였다. 방전전압, 주파수, 전극의 간격, 폭, 길이, 유전체 두께에 따른 DBD 플라즈마 액츄에이터의 유속 및 소모전력을 측정하였다. 방전전압과 주파수가 클수록 유속과 소모전력은 증가하였다. 전극간격은 클수록 소모전력은 감소하면서 유속은 증가하였으나, 플라즈마 방전을 위해 높은 전압이 요구되었다. 상부전극폭은 좁을수록, 하부전극폭은 넓을수록 일정한 소모전력으로 유속을 증가시킬 수 있었다. 주어진 방전조건과 전극형상에서 DBD 플라즈마 액츄에이터의 성능을 예측할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.433-436
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• 2011

본 연구에서는 후향계단 형상의 0.5 m/s의 속도를 갖는 유동을 DBD 플라즈마를 통해 제어하였다. electrode와 dieletric material로 각각 stainless foil과 polymide film을 사용하였으며, 고압의 AC power source를 사용하였다. 후향계단 전단과 수직 부분의 두 부분으로 나누어 각각 플라즈마를 발생시켰으며, 플라즈마 발생 위치에 따라서 유동의 재부착 지점이 변경됨을 확인 할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.150-150
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• 2012

본 연구에서 개발된 Enhanced huels형 플라즈마 발생장치는 초음속 공기 플라즈마 환경에 대한 열 보호 물질의 개발과 시험평가를 위한 지상 시뮬레이션 시험을 목적으로 개발되었다. Enhanced Huel형 플라즈마 토치는 고출력에도 불구하고 전극 부식에 의한 오염도를 최소화할 수 있고, 일반적인 직류 토치로는 얻을 수 없는 초고엔탈피 플라즈마 열유동을 얻을 수 있는 특징이 있다. 구축된 장치는 최대 직류 전력 1,200 kW까지의 출력 제공이 가능한 DC 전원과 플라즈마 토치, 플라즈마의 진단계측 및 재료 시험 수행이 가능한 진공쳄버, 플라즈마를 기체로 회복시켜주기 위한 디퓨저, 디퓨저를 빠져나오는 초고온 열 유동으로부터 열을 제거하기 위한 열교환기, 쳄버 전체의 압력을 제어하기 위한 진공 장치, 후처리 시스템, 가스 공급부 시스템, 냉각수 공급 시스템으로 구성되어 있다. 또한 플라즈마 진단계측장비로는 enthalphy 측정시스템과 각 종 열유속 측정 탐침기, pyrometers, 분광계, 적외선 카메라, 고속 카메라를 갖추고 있다. 시운전 결과 토치 공급전력 412 kW, 공기공급 12.31 g/s , 토치 내부압력 4.14 bar의 운전조건에서 62%의 효율로 플라즈마 엔탈피 16.7 MJ/kg의 성능을 얻었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권11호
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• pp.753-760
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• 2019

스파크제트 액츄에이터(Sparkjet Actuator), 혹은 플라즈마 합성 제트 액츄에이터(Plasma Synthetic Jet Actuator)는 능동 유동 제어 장치의 일종으로 신쎄틱 제트와 같은 기존의 능동 유동 제어 장치에 비해 더 강한 제트를 분출할 수 있기 때문에 초음속 유동 제어에 대한 가능성이 높다고 여겨지고 있다. 스파크제트 액츄에이터는 아크 플라즈마를 이용하여 캐비티(Cavity) 내부에 고온, 고압 유동을 발생시키고 이를 오리피스(Orifice) 혹은 노즐 목을 통해 분출시킴으로써 제트를 만들어낸다. 본 연구는 캐비티 내부에 위치한 전극의 위치를 변화시킴으로서 스파크제트 액츄에이터의 추력 및 유동 특성에 생기는 변화를 수치적으로 확인하였다. 전극 위치가 캐비티의 바닥에 가까워질수록 충격량이 증가하였고 캐비티 내부 평균 압력이 높게 유지되었다. 전극 위치가 캐비티 전체 높이의 25% 위치에 있을 때 2.515 μN·s의 충격량이 발생하였고 75% 위치에 있을 때 2.057 μN·s의 충격량이 발생하였다. 전극 위치가 캐비티 전체 높이의 50%에 있을 때보다 충격량이 각각 대략 9.92%와 -10.09% 정도 변화하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.415-415
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• 2012

ICP (RF) 열 플라즈마 분말 합성법은 초고온 열플라즈마(~10,000 K) 속으로 원료물질을 투입한 뒤, 용융, 기화 및 재합성의 과정을 거쳐 초미분(<1 ${\mu}s$)을 합성하는 방법으로 고출력 시스템의 경우 고온/고 엔탈피 열 유동을 통한 고융점 및 저융점 복합물질의 동시 기화에 의한 물질 조성이 제어된 나노 복합체의 대량 합성이 가능할 것으로 기대되고 있다. 본 연구에서는 전북대학교 고온플라즈마 응용연구센터의 60&200 kW의 고출력 ICP (RF) 열 플라즈마 시스템을 이용하여 LTO (Lithium Titanium Oxide)와 IZTO (Indium Zinc Tin Oxide), Barium Borosilicate Glass (K2O-BaO-B2O3-SiO2)의 다성분계 나노 복합체를 합성하였으며, FE-SEM, TEM, XRD, ICP-OES를 이용하여 그 특성을 분석하였다.