• 한국전산유체공학회지
• /
• 제17권2호
• /
• pp.85-92
• /
• 2012

Flows over a square cylinder with and without plasma actuation are numerically investigated to see whether plasma actuation can effectively modify vortex shedding from the cylinder and reduce the drag and lift fluctuations. In this study, a plasma synthetic jet actuator is mounted on the rear side of cylinder as a means of direct-wake control. The effect of plasma actuation is considered by adding a momentum forcing term in the Navier-Stokes equations. Results show that the reduction of mean drag and lift fluctuations is obtained for both steady and unsteady actuation. However, the steady actuation is better than the unsteady one in terms of mean drag as well as drag fluctuations. With the strong steady actuation considered, the interaction of two separating shear layers from rear corners is effectively weakened due to the interference of synthetic jets. It results in a merging of synthetic-jet and shear-layer vortices and the increase of vortex shedding frequency. On the other hand, the unsteady actuation generates pulsating synthetic jets in the near wake, but it does not change the vortex shedding frequency for the actuation frequencies considered in this study.

• 한국진공학회지
• /
• 제6권3호
• /
• pp.213-219
• /
• 1997

본 연구에서는 내전극 정전결합 유동가스형 반응장치를 이용하여 플라즈마 중합 스 티렌 박막을 제작하고 적외선분광스펙트럼, 열분해가tm크로마토그래피, 시차주사열량계 및 겔투과성 크로마토그래피의 분석을 통하여 중합조건이 분자구조 및 분자량 분포에 미치는 영향을 조사하였다. 위의 결과로부터 개시 모노머의 화학적 특성과는 다른 고도로 가교된 박막이 생성되었으며, 방전압력, 방전전력 및 가스의 유량 등의 중합조건 조절에 의해 분자 구조, 가교도, 분자량 분포 등의 제어가 가능함이 판명되었다. 따라서 내전극 정전결합 유동 가스형 반응장치에 의해 수행된 플라즈마중합법은 중합조건의 조절에 의해 센서의 감지막, 광도전성 소자 및 포토 레지스트 등에 응용가능한 기능성 유기박막의 제작에 좋은 특성을 나타내는 것을 알 수 있었다.

• 산업융합연구
• /
• 제21권7호
• /
• pp.83-92
• /
• 2023

유전체 전위장벽방전방식에 의한 플라즈마 젯의 블렛 형상은 인가되는 유량과 전기장의 크기에 따라 달라지고 이러한 변화는 DBD 플라즈마 젯의 밀도차이에 의한 스펙트럼 분포의 차이로 나타난다. 발생된 플라즈마 젯의 스펙트럼의 분석을 통한 활성종의 발생과 강도의 차이는 장치를 활용하는데 있어서 중요한 요소이다. 본 논문에서는 Ar가스를 이용한 대기압 볼륨 DBD방식의 플라즈마 젯 발생장치를 제안된 설계방법에 따라 구성하였다. 플라즈마 젯의 발생을 위한 유량의 의존도를 규명하기 위한 Ar가스의 유동해석을 시뮬레이션을 통해 확인하였고 프로토타입 시스템에서는 MFC를 통한 유량제어를 통해 최적의 플라즈마 젯 불렛형상을 발생시키고 발생된 플라즈마 젯의 특성을 분석하기 위해 스펙트로미터를 이용한 플라즈마 젯의 특성을 분석하였다. 제안된 시스템의 설계방법을 통한 장치에서 최적의 플라즈마 젯 형상 확립방법과 EOS 상에서 활성종에 대한 결과를 확인하였다.

• 한국가시화정보학회지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.44-54
• /
• 2024

This study investigates the effectiveness of using a plasma actuator for active control of turbulent flow around a finite square cylinder. The primary objective is to analyze the impact of plasma actuators on flow separation and wake region characteristics, which are critical for reducing drag and suppressing vortex-induced vibrations. Direct Numerical Simulation (DNS) was employed to explore the flow dynamics at various operational parameters, including different actuation frequencies and voltages. The proposed methodology employs a neural network trained using the Proximal Policy Optimization (PPO) algorithm to determine optimal control policies for plasma actuators. This network is integrated with a computational fluid dynamics (CFD) solver for real-time control. Results indicate that this deep reinforcement learning (DRL)-based strategy outperforms existing methods in controlling flow, demonstrating robustness and adaptability across various flow conditions, which highlights its potential for practical applications.

• 한국가스학회지
• /
• 제26권5호
• /
• pp.22-27
• /
• 2022

반도체 생산 설비 중 ALD는 열이나 플라즈마로 분해한 Gas를 Wafer에 증착시켜 원자층을 형성시키는 설비로 주로 인화성 물질인 NH₃와 SIH4이 사용된다. 이중 NH₃는 연소·폭발 범위가 상한(UFL) 33.6%, 하한(LEL) 15%로 폭발 범위가 비교적 좁지만 많은 양이 갑자기 한곳에 모이면 폭발할 수 있고, 피부에 닿거나 흡입하면 치명적이다. NH₃는 ALD Gas inlet의 배관과 전기·기계 기구를 통해 Chamber로 공급되는데 많은 누출 가능점이 존재하여 누출 시 화재·폭발 또는 중독 사고로 이어질 수 있어 NH₃ 누출 시나리오에 대한 내부 유동과 제어 속도를 이해하고 고환기가 가능한 배기장치를 설계하는 것이 필요하여 본 연구자는 NH₃의 누출시나리오를 CFD에 적용하여 내부유동과 제어 속도를 수치 분석하여 설계 시 반영할 수 있도록 하였다.

• 한국유체기계학회 논문집
• /
• 제15권3호
• /
• pp.46-50
• /
• 2012

Plasma actuator makes parallel flow on the wall surface by the interaction between plasma and neutral air particles. Dielectric barrier discharge (DBD) plasma actuator is widely studied as one type of plasma actuators, which consists of one electrode exposed to the environmental gas and the other encapsulated by a dielectric material. This paper is experimentally focused on the performance of DBD plasma actuator mounted on a flat plate, which depends on kinds of the electrode materials, their thicknesses and the supplied voltage including its frequency. We measured the velocity magnitudes of the induced flow by a stagnation probe as a performance parameter of the plasma actuators. The velocity profiles of the flow induced by the plasma actuators are similar in all measurement cases. The magnitude of the induced velocity is strongly influenced by the thickness of the electrodes and the frequency of the input voltage. The performance of DBD plasma actuators is related to the electric properties of the electrode materials such as the ionization energy and the electrical resistivity.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제45권11호
• /
• pp.907-913
• /
• 2017

아크 플라즈마에 의해 구동되는 스파크 제트의 다양한 에너지 공급 방법에 따른 효율적 운전 성능 특성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 펄스 당 37 mJ의 주입 에너지에 의한 급속한 기체의 가열에 의해 약 330 m/s의 고속 제트가 발생함을 확인하였다. 제트의 최대 속도와 침투 거리는 각각 주입된 전력량과 펄스 당 주입된 에너지에 비례하였다. 낮은 에너지에서는 오리피스 직경이 작을수록 더 높은 속도의 제트가 발생하였다. 공급 에너지가 같다면 전류를 높인 펄스가 펄스 폭을 높인 펄스보다 높은 속도의 제트를 발생시켰다. 펄스 폭이 약 $10{\mu}s$이고 펄스 당 에너지가 약 10 mJ인 경우가 효율적인 운전에 보다 더 적합한 것으로 확인되었다.

• 한국군사과학기술학회지
• /
• 제16권5호
• /
• pp.607-612
• /
• 2013

The effect of the flow actuator on the asymmetric vortex structure around the ogive-cylinder body with fineness ratio of 4 flying at the speed of Mach 0.1 at angle of attack of 50 degree is studied. The ogive-cylinder model is developed with the actuator placed near the nose tip and numerically simulated using the in-house CFD code named KFLOW. The numerical simulation employs two different actuator modeling: one is the boundary condition given by blowing normal to the surface and another shearing on the surface. The numerical simulation reveals that response of the vortex structure to the actuation is dependent on the type of modeling as well as the strength and direction of the actuation.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.502-502
• /
• 2011

기존 연구에서는 단일 타겟으로부터 증착된 코팅층 내에 다상으로 이루어진 나노 복합구조를 형성하기 위하여, 나노 합금분말을 방전플라즈마 소결법 등으로 급속 소결하여 타겟을 제조하는 방법이 고려되어 왔다. 반면, 비정질 재료가 우수한 비정질 형성능을 가지는 경우 주조 방법에 의해서도 타겟 제조가 가능하며, 특히 최근 들어 금속 비정질 합금에서 합금의 주요 구성 원소들이 양의 혼합열을 가지는 경우, 액상 또는 과냉각 액상에서 상분리 현상이 발생한다는 것이 밝혀졌다. 이러한 사실에 기초하면, 우수한 비정질 형성능을 가지는 합금 시스템에 합금 구성 원소와 양의 혼합열 관계를 갖는 원소를 첨가함으로써, 비정질 기지 내에 화학적 불균일성을 유도하여 다상으로 이루어진 복합 구조를 형성시키는 것이 가능하다. 본 연구에서는 이러한 합금 설계법을 이용하여, 비정질 기지 내에 존재할 수 있는 불균일성 정도를 합금 조성과 주조 조건의 변화를 통하여 나노 크기에서 원자 크기까지 조절하고, 이에 따른 재료 특성과의 상관관계를 밝히고자 하였다. 이를 위하여 우수한 비정질 형성능을 가지는 Cu-(Zr, Hf)-Al 벌크 비정질 합금계에서 (Zr, Hf)과 (Y, Gd)간의 양의 혼합열 관계에 주목하여 Cu-(Zr, Hf)-(Y, Gd)-Al 벌크 비정질 형성 합금계를 설계하였으며, 이 합금계 내에서 조성과 냉각속도의 조절에 따라 나타나는 불균일성의 정도와 특성변화의 영향을 체계적으로 고찰하였다. 결과로서, Cu-(Zr, Hf)-Al 합금계에서 (Zr, Hf)을 (Y, Gd)으로 15 at.% 이상 치환한 경우, Cu-(Zr, Hf)-rich 와 Cu-(Y, Gd)-rich 비정질상으로 이상분리가 일어났으며, 이렇게 생성된 비정질-비정질 복합재는 응력 하에서 소성 변형을 거의 보이지 않았다. 반면, 5 at.% 이하로 (Zr, Hf)을 (Y, Gd)으로 치환한 경우에는 비정질 기지에 SAXS 혹은 WAXS로 확인 가능한 원자 크기의 불균일성이 나타났으며, 이 경우 비정질 합금의 점성 유동의 변화를 통해 합금의 연신 특성이 향상되었다. 특히, 본 연구에서는 비정질 기지내 불균일 제어를 통한 기계적 특성 향상을 위해서 조성 제어뿐 아니라 동역학적인 요소를 고려한 냉각속도 조절을 통한 원자단위 불균일성의 최적화가 필요함을 규명하였다. 이러한 연구 결과는 분말화 및 소결 과정을 배제하고 제조된 단일 타겟을 통해 코팅층에 다수의 합금원소를 혼합하고 나노/원자 스케일의 복합구조 형성 및 고집적화가 가능한, 타겟 모물질 설계의 새로운 방향을 제시함으로써 다기능성 복합소재 코팅층의 연구에 크게 기여할 것으로 사료된다.