• 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.

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

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제18권1호
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• pp.52-57
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• 2018

Surface dielectric barrier discharge (SDBD), which is widely used to control turbulence in aerodynamics, has a significant effect on the radar cross-section (RCS). A four-way linearly synthesized SDBD air plasma actuator is designed to bolster the plasma effects on electromagnetic waves. The diffraction angle is calculated to predict the RCS because of the periodic structure of staggered electrodes. The simplified plasma modeling is utilized to calculate the inhomogeneous surface plasma distribution. Monostatic RCS shows the diffraction in the plane perpendicular to the electrode array and the notable distortion by plasma. In comparison, the overall pattern is maintained in the parallel plane with minor plasma effects. The trends also appear in the bistatic RCS, which has a significant difference in the observation plane perpendicular to the electrodes. The peaks by Bragg's diffraction are shown, and the RCS is reduced by 10 dB in a certain range by the plasma effect. The diffraction caused by the actuator and the inhomogeneous air plasma should be considered in designing an SDBD actuator for a wide range of application.

• 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.

• 한국가시화정보학회지
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• 제17권1호
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• pp.53-59
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• 2019

Particle image velocimetry is performed in order to analyze flowfield induced by a dielectric barrier discharge plasma actuator. The velocity vector fields are obtained for the two different input voltage conditions; the voltage 3 and 5 kV at the frequency 10 kHz. The obtained flowfields show that the air is accelerated and its speed increase almost linearly over the covered electrode. The amount of momentum induced by the DBD plasma actuator is estimated from the obtained velocity fields, and the estimated values reasonably agree with the previous experiment.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권8호
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• pp.646-652
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• 2017

큰 부피의 플라즈마를 발생시키기 위하여 플라즈마 층을 포함하는 유전체 장벽 방전 구조(dielectric barrier discharge)를 제안하고, 발생기 동작 유무에 따른 모노스태틱 레이다 단면적(mono-static radar cross section)을 측정함으로써 대기압 플라즈마가 전자기파에 미치는 영향을 분석하였다. 다수의 전극을 평면으로 평행 배열함으로써 플라즈마 층의 부피를 증가시켰으며, 전극 배열과 수직인 방향의 전기장을 포함하는 전자기파를 입사시킴으로써 발생기와의 원치 않는 커플링을 최소화 시켰다. 실험 결과, 모노스태틱 레이다 단면적을 2 GHz부터 25 GHz까지 측정하였을 때, K band에서 최대 8 dB까지 감소하는 것을 확인하였다. 또한, 고전압 발생기의 인가 전압을 최대 20 kV까지 변화시킴으로써 원하는 주파수에서 플라즈마로 인한 감소치를 유연하게 조절 가능함을 보였다.

• 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.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.324-330
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• 2013

본 논문은 대기압 환경에서 발생하는 유전체 장벽 방전(dielectric barrier discharge: DBD) 플라즈마의 전자파 산란 특성을 측정하였다. 본 논문에서는 기본적인 DBD 플라즈마 발생기 구조를 병렬로 연결하여 넓은 면적의 플라즈마 발생기를 제작하였고, 14 kV, 4 kHz의 고전압 발생장치를 이용해 플라즈마가 발생하는 것을 확인하였다. 두 개의 혼 안테나와 벡터 네트워크 분석기를 이용해 S-parameter의 비교를 통해 전자파 산란 특성을 측정하였다. 전방 산란의 경우 제작된 플라즈마 발생기의 구조적 특성으로 인해 안테나의 편파에 따라 다른 결과 값을 얻었다. 편파가 수평일 때 최대 2 dB의 산란파 감쇠 특성을 확인할 수 있었다. 또한, 편파가 수평일 경우, 플라즈마 발생기 뒤에 PEC를 설치한 후 후방 산란 특성을 측정하였다. 그 결과, 5 GHz에서 안테나 관찰 각도가 $40^{\circ}C$, $60^{\circ}C$일 때 최대 2 dB 산란파 감쇠 특성을 얻었다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제17권3호
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• pp.153-158
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• 2017

This work reports on the effect of plasma area on the frequency characteristics of the monostatic radar cross section (RCS) of a square metallic plate. A dielectric barrier discharge (DBD) plasma actuator consisting of 10 rings is proposed. The actuator is fabricated in three different configurations such that only three inner rings, seven inner rings, and all rings can be biased. By applying an 18-kV bias at 1 kHz, the three types of DBD actuators generate plasma with a total area of 16.96, 36.74, and $53.69cm^2$, respectively, in a ring or circular form. The experimental results reveal that when the DBD actuator is placed in front of a $20mm{\times}20cm$ conducting plate, the monostatic RCS is reduced by as much as 18.5 dB in the range of 9.41-11.65 GHz. Furthermore, by generating the plasma and changing the area, the frequency of maximum reduction in the monostatic RCS of the plate can be controlled. The frequency is reduced by nearly 20% in the X band when all rings are biased. Finally, an electromagnetic model of the plasma is obtained by comparing the experimental and full-wave simulated results.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제18권1호
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• pp.63-69
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• 2018

This work demonstrates attenuation effects of plasma on waves propagating in the 26.5-40 GHz range. The effect is investigated via experiments measuring the transmission between two Ka-band horn antennas set 30 cm apart. A dielectric-barrier-discharge (DBD) plasma generator with a size of $200mm{\times}100mm{\times}70mm$ and consisting of 20 layers of electrodes is placed between the two antennas. The DBD generator is placed in a $400mm{\times}300mm{\times}400mm$ acrylic chamber so that the experiments can be performed for plasma generated under various conditions of gas and pressure, for instance, in air, Ar, and He environments at 0.001, 0.05, and 1 atm of pressure. Attenuation is calculated by the difference in the transmission level, with and without plasma, which is generated with a bias voltage of 20 kV in the 0.1-1.4 kHz range. Results show that the attenuation varies from 0.05 dB/m to 9.0 dB/m depending on the environment. Noble gas environments show higher levels of attenuation than air, and He is lossier than Ar. In all gas environments, attenuation increases as pressure increases. Finally, electromagnetic models of plasmas generated in various conditions are provided.