• 한국유체기계학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.34-41
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• 2011

Fire characteristics can be analyzed more realistically by using more accurate properties related to the fire dynamics and one way to acquire these fire properties is to use one of the inverse property estimation techniques. In this study two optimization algorithms which are frequently applied for the inverse heat transfer problems are selected to demonstrate the procedure of obtaining pyrolysis properties of charring material with relatively simple thermal decomposition. Thermal decomposition is occurred at the surface of the charring material heated by receiving the radiative energy from external heat sources and in this process the heat transfer through the charring material is simplified by an unsteady 1-dimensional problem. The basic genetic algorithm(GA) and repulsive particle swarm optimization(RPSO) algorithm are used to find the eight properties of a charring material; thermal conductivity(virgin, char), specific heat(virgin, char), char density, heat of pyrolysis, pre-exponential factor and activation energy by using the surface temperature and mass loss rate history data which are obtained from the calculated experiments. Results show that the RPSO algorithm has better performance in estimating the eight pyrolysis properties than the basic GA for problems considered in this study.

• Carbon letters
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• 제6권4호
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• pp.255-256
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• 2005

In traditional Chinese medicine, some herbs are used after toasting or roasting. The process is called "Zhi Tan" in Chinese, which means charring, and the herbs after the treatment is called carbon medicine. Carbon medicine is widely used to arrest bleeding in traditional Chinese medicine. The paper introduces the records, development and applications of carbon medicine in ancient China. The earliest record found about carbon medicine was in the remains of Han dynasty (BC206-A.D.8). The paper also introduces the process of charring herbs and mechanism of carbon medicine in arresting bleeding. Calcium iron and tan released during the charring are believed as main factors for arresting bleeding, helped with porous surface structure of active carbon.

• 대한기계학회논문집B
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• 제23권9호
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• pp.1201-1212
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• 1999

A numerical analysis is performed to predict the thermal response and ablation rate for charring or non-charring material which is designed to be used as thermal protection system (TPS). The numerical program composed of in-depth energy balance equation and the aerotherm chemical equilibrium (ACE) program. The ACE program calculates various thermochemical state from ablation products. The developed numerical program is verified by comparing the reported results from literature. The sensitivity tests for input parameters are performed. The thermal behavior of ablating material is mainly affected by density of ablating material, convective heat transfer coefficient and recovery enthalpy of flow field.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제5권4호
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• pp.88-96
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• 2002

The CSCM Upwind method and Material Transport Analysis(MTA) have been used to predict the thermal response and shape changes for charring/non-charring material which can be used as thermal protection material(TPM) on blunt-body nose tip. We performed intensive flight trajectory simulations to compare 1-D MTA results with those of 2-D/Axisymmetric MTA by using MTAs and Navier-Stokes code. Theheat-transfer rate and pressure distribution were predicted at selected altitudes and wall temperature along the flight trajectory and the shape changes of blunt-body nose tip were predicted subsequently by using current procedure.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.943-951
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• 1992

본 연구에서는 삭막에 의한 표면후퇴 현상을 해석하기 위하여 Brogan이 제시 한 front node dropping기법을 적용하여 여러개의 상이한 재료로 구성된 조합 내열 부품에서 삭마와 숯이 동시에 발생하는 경우에 대한 내부 열반응 예측도 가능하게 하 였다. 이 수치기법은 해석하고자 하는 부분에 대한 격자생성(mesh generation)을 수 행하여 각 격자점의 좌표를 고정한 후, 삭마에 의하여 표면이 후퇴될 때 첫번째 격자 점은 두번째 격자점과 일치될 때 까지 존재하다가 제거되고, 두번째 격자점도 세번째 격자점과 일치될 때까지 존재하다가 제거된다. 이때 나머지 격자점의 위치는 항상 일정하게 고정되며 삭마가 정지될 때까지 이 과정이 계속된다. 또한 본 연구분야에 수치해석 기법으로 유한해석법(FAM:finte analytic method)을 국내외 최초로 적용하여 비선형성이 심한 것을 효과적으로 처리하므로써 안정한 해를 얻을 수 있었다. 유한 해석법은 1981년 Chen이 제안한 기법으로, 국소 격자계에 대하여 선형화된 지배 방정 식의 엄밀해를 구하여 전체 문제 영역에 확장하는 방법이다. 이 방법은 수치 계산식 의 유도과정이 매우 복잡하기는 하나, 그 결과가 정확하고 안정한 해를 얻을 수 있어 서 점차 적용 사례가 증가하고 있으며 본 문제의 수치 해석에 매우 적합한 기법으로 판단된다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집E
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• pp.282-287
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• 2001

The CSCM Upwind method and Material Transport Analysis (MTA) have been used to predict the thermal response and ablation rate for non-charring material to be used as thermal protection material (TPM) in KSR-III test rocket nozzle. The thermal boundary conditions such as cold wall heat-transfer rate and recovery enthalpy for MTA code are obtained from the upwind Navier-Stokes solution procedure. The heat transfer rate and temperature variations at rocket nozzle wall were studied with shape change of the nozzle surface as time goes by. The surface recession was severely occurred at nozzle throat and this affected nozzle performance such as thrust coefficient substantially.

• 국방과기술
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• 9호통권163호
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• pp.46-50
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• 1992

고온, 고압의 추진제 연소가스로부터 노즐 구조물을 보호하기 위해 사용되는 열 차폐용 삭마성 내열재료(ablative material)의 종류와 재료선정을 위한 시험방법, 설계 및 제작기법, 성능평가 기준 등에 관한 연구동향을 검토하고 본 연구팀의 연구결과를 제시하였습니다 고체추진제 연소 환경하에서의 노즐 보호재료로서는 고분자계 삭마성 내열재가 주로 사용되는데, 이 ablative material에는 여러 종류가 있으나 높은 heat flux와 빠른 mass flow에 대한 내열을 위해서는 페놀, 폴리이미드 등 열경화성 수지인 charring material이 모재로 주로 사용되며 강도향상을 위해서 탄소, 실리카, 석면, 유리등의 강화섬유가 보강재로 사용됩니다 현재는 모재로서 고분자계 수지외에도 세라믹과 같은 무기재료, 금속재료등과 강화섬유를 조합하여 내열성과 강도가 향상된 재료를 개발하는 연구도 진행되고 있습니다

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.106-113
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• 2010

화재특성을 보다 현실감 있게 분석하기 위해서는 관련된 화재 역학의 정확한 물성 정보를 필요로 하게 되며, 이러한 화재물성을 획득하는 하나의 방법으로서 역물성 분석이 고려될 수 있다. 본 연구에서는 역물성 해석의 한가지 방법으로서 역열전달 해석 등에 많이 응용되고 있는 유전 알고리즘을 이용하였다. 고체 형태의 화재 물질로서 비교적 단순한 반응 특성을 나타내는 탄화물이 외부로부터 열을 받아 열분해되는 과정을 비정상 상태의 일차원문제로 간략화하여 해석하였으며, 이 과정에서 관계되는 반응역학의 물성을 추정하기 위하여 유전 알고리즘을 이용하였다. 이러한 역물성 분석의 입력 자료로서는 주어진 물성값을 이용하여 1차원 비정상 문제의 해석 결과인 탄화물의 열분해 표면 온도와 질량소모율 등이 되며, 이들 입력 자료에 해당하는 8개의 화재 물성치를 추정하여 보았다. 추정된 8개의 물성치 중 최대, 최소 상대오차는 각각 151%(탄화물의 비열), 1.81%(탄화 전 초기재료의 비열)이며, 추정된 8개의 화재 물성치를 입력하여 계산한 표면 온도와 질량소모율의 가상실험값에 대한 평균 상대오차는 각각 0.99773%, 3.087802%로 비교적 정확한 값을 추정한 것으로 나타났다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.565-569
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• 2011

고체추진기관의 연소 환경에서 노즐 조립체의 온도, 삭마두께를 고려한 2차원 축대칭 열구조 해석을 하였다. 복합재료의 내부 열반응은 Arrhenius 모델을 이용하였으며, 표면 삭마반응은 Zvyagin 이론을 사용하였다. 표면 삭마에 의한 경계조건 및 격자 이동은 상용해석 코드에서 활용되는 Rezoning-remeshing 기법을 사용하였다. 형상이 복잡한 부품으로 이루어진 2차원 축대칭 노즐 조립체에 적용된 방법은 향후 3차원 FEM 열구조 해석에 활용을 목표로 발전될 것이다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제34회 춘계학술대회논문집
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• pp.113-122
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• 2010

고체추진기관의 연소 환경에서 복잡한 형상을 갖는 내열 복합재료의 온도, 밀도분포 및 삭마두께를 예측할 수 있는 방법을 개발하였다. 복합재료의 내부 열반응은 Arrhenius 모델을 이용하였으며, 표면 삭마반응은 Zvyagin 이론을 사용하였다. 표면 삭마에 의한 경계조건 및 격자 이동은 상용해석 코드에서 활용되는 Rezoning-remeshing 기법을 사용하였다. 형상이 복잡한 부품으로 이루어진 2차원 축대칭 노즐 조립체에 적용된 방법은 향후 3차원 FEM 열구조 해석에 활용을 목표로 발전될 것이다.