• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.45 no.10
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• pp.844-854
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• 2017

The Expansion-Deflection(E-D) nozzle is a nozzle that has a performance gain through the altitude compensation effect by changing the effective area within the nozzle according to the altitude. An E-D nozzle has been known to reduce the length of the nozzle and achieve the payload gain of the launch vehicle. Due to the potential advantages of an E-D nozzle, related research has been carried out in the United Kingdom, Germany, Australia and Europe etc. In the UK, the flow characteristics of the E-D nozzle and the performance comparison with the dual-bell nozzle which is altitude compensation nozzle were studied. In order to understand the transition characteristics of the E-D nozzle in DLR, the transition characteristics according to the nozzle pressure ratio change were analyzed. In Europe, numerical study using the E-D nozzle concept on upper stage of the launch vehicle Ariane 5 ESC-B was carried out to confirm the possibility of payload gain according to the nozzle length reduction. In this paper, research trends of an E-D nozzle performed outside the country are classified and analyzed according to their characteristics and utilized as basic data of E-D nozzle research in the future.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.22 no.6
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• pp.19-27
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• 2018

In this study, a numerical study was conducted to characterize the E-D nozzle which changes according to the nozzle pressure ratios. Three different numerical analysis models were designed by changing the pintle inflection angles. When the nozzle pressure ratio is low, the outside air flows into the E-D nozzle to form an open flow field. As the nozzle pressure ratio increases, the flow transition occurs to become the closed flow field where the recirculation region is isolated inside the nozzle. Also, the highest thrust coefficient was obtained in the analytical model with high pintle inflection angle at all nozzle pressure ratios.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.22 no.1
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• pp.16-27
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• 2018

A basic numerical analysis was performed to confirm the possibility of combining a dual bell nozzle and an Expansion-Deflection(E-D) nozzle. The dual bell nozzle was designed based on the first-stage nozzle of the Korean Space Launch Vehicle that is being developed, and the E-D nozzle concept was applied to the dual bell nozzle. The inlet condition was analyzed by applying eight types of frozen flow analysis, and k-${\omega}$ SST was selected as the turbulence model. The number of optimal grids was obtained as 240,000 through the grid sensitivity analysis. As a result, it was confirmed that the transition altitude increased owing to over-expansion when the E-D nozzle concept was applied to the dual bell nozzle, and the specific impulse gain was obtained at high altitudes compared with the KSLV-II first-stage engine.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2017.05a
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• pp.679-681
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• 2017

Numerical analysis was carried out by applying the concept of E-D(expansion-deflection) nozzle to dual bell nozzle. We used the CEA code to calculate the chemical composition of the nozzle and to analyze the freezing flow of 8 species. The turbulence model was chosen as the $k-{\omega}$ SST. We applied the concept of E-D nozzle to the dual bell nozzle and performed the calculated transition altitude and performance. As a result of the interpretation, the application of the E-D nozzle concept led to the formation of over-expansion conditions, which resulted in an increase in the transition altitude.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.20 no.3
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• pp.87-95
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• 2016

A study on the effect of altitude-compensation and the possibility of throttling is performed by designing an E-D nozzle that is a type of altitude-compensation nozzles. In order to examine the effect of the altitude-compensation, a CFD analysis is conducted by using three kinds (sea level, altitude at 10 km and 16 km) of the atmosphere condition while maintaining the chamber pressure. Results show that the effective nozzle exit area is also gradually increased when the altitude get increased. Understanding the possibility of throttling, a CFD analysis is conducted by moving the location of the pintle. Just as same as a general pintle thruster, the chamber pressure and thrust are increased when the nozzle throat area get decreased.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2005.11a
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• pp.34-39
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• 2005

In this study, 3-D nozzle shape and the shape of nozzle at exit plane were adopted as design parameter of 3-D supersonic nozzle and numerical analyses for these parameters have been performed to investigate the flow and performance characteristics for design parameters of the turbine. Firstly, comparing results for nozzle shape, rectangular nozzle had less total pressure loss occurred in axial gap and more power by 1.5% than circular nozzle did. Next, comparing the results for the shape of nozzle at exit plane, it is found that the performance of partial admission turbine was largely depended upon the gap between nozzle wall at exit plane and the hub / tip of rotor blade and the length between nozzles.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.16 no.9
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• pp.6397-6402
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• 2015

This research was performed to review operating parameters, optimum condition and check characteristic of microbubble generation for using bubble size distribution according to venturi specification. Optimum operating condition have airflow rate 0.3 LPM, 3 bar(pressure tank) and connecting nozzle directly(without valve), it is advantageous to generate microbubble. In case of characteristic of microbubble generation according to venturi specification, effect that nozzle specification affects bubble size distribution is low impact. But considering performance aspects, when using nozzle that throat diameter 3-4 mm, $D_{50}$ are $54.98-61.19{\mu}m$(D3L15, D4L15), fraction of bubble less than $50{\mu}m$ are 0.326, 0.345. And it is superior to others. Besides, $D_{50}$ and fraction of bubble less than $50{\mu}m$ of throat length 20 mm are $49.40-54.98{\mu}m$, 0.447, respectively And nozzle that throat length 20 mm is relatively tendency to generate microbubble stably.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2006.06a
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• pp.179-179
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• 2006

산업기술의 고도화에 따른 IT 산업의 급속한 발전으로 각종 전자, 정보통신기기에 대해 더욱 소형화 고성능화를 요구하고 있다. 이와 같은 경향에 따라 더욱 향상된 기능을 가지고 각종 소자 부품의 개발과 동시에 유독 물질 발생이 없는 청정생산기술 개발에 대한 요구가 끊임없이 제기 되어 왔다. 이러한 요구에 부응하여 기술들이 개발되고 있으며 그 중의 하나로 잉크젯 프린팅 기술이 연구되고 있다. 특히 Dod(Drop on Demand) 방식의 잉크젯은 가정용 프린터로 개발되어 널리 보급된 기술이지만, 이 기술을 PCB 제조기술에 전용하면 친환경 생산공정으로 부품 성장밀도를 증대 시킬 수 있다. 기존의 PCB 제조기술은 전극과 신호 패턴을 형성시키기 위하여 노광공정과 에칭공정을 반복적으로 사용하고 있는데, 노광공정에서 쓰이는 마스크와 유틸리티 설비 유지 비용의 문제가 대두되고 있다. 노즐로부터 분사된 잉크 액적들의 집합으로 기판위에 점/선/면의 인쇄이미지를 구현하게 된다. 그러므로 인쇄 해상도는 잉크액적 및 인쇄 방법, 기판과의 상호작용에 크게 의존하게 된다. 잉크 액적과 기판의 상호작용에 영향을 미치는 요소로는 잉크의 물리화학적 물성(밀도, 점도, 표면장력), 잉크 액적의 충돌 조건(액적 지름, 부피, 속도), 그리고 기판의 특성(친수/소수성, Porous/Nonporous, 표면조도 등)을 들 수 있겠다. 우선적으로 노즐을 통과해서 분사되는 액적의 크기에 따라 기판위에 형성되는 라인의 두께 및 폭이 결정된다. 떨어진 액적이 기판위에서 퍼지는 것을 UV 조사를 통한 가경화 과정을 통해서 최종적으로 라인의 투께 및 폭을 조절하려고 한다. 따라서 선폭 $75{\mu}m$의 일정한 미세 배선을 형성시키기 위해 액적 크기 조절과 탄착 resist 액적 표면의 UV 가경화 조건으로 구현하려고 한다. 또한 DPI(Dot Per Inch) 조절을 통한 인쇄로 탄착 resist의 두께 확보 후 에칭시 박리되는 현상을 억제 시키려 한다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2012.05a
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• pp.426-430
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• 2012

본 연구에서는 3차원 수치 해석 기법으로 SDR 반응기 내 유동 특성을 모사하여 유동 분포 및 체류 시간등을 확인하고 혼합 특성 개선을 위한 방법에 대해 연구하였다. 본 연구 대상 SDR 반응기는 입구 덕트와 반응기 본체의 접속 구간에 가이드 베인(Guide vane)이 설치되어 있고 그 바로 하부 지점에 흡수제를 분무하는 노즐이 설치되어 있다. 이는 처리가스가 반응기로 유입될 때 가이드 베인에 의해 선회류를 형성하여 분무된 흡수제와의 혼합을 촉진시키기 위한 목적으로 설치하였다. 시간당 1,971$m^3/min$ at $260^{\circ}C$의 처리가스가 반응기 상부로 유입되어 가이드 베인을 거쳐 선회류를 형성한 후흡수제와 혼합되어 하부로 배출되는 구조이다. 유동 특성을 분석한 결과, 처리가스가 반응기 중앙으로 강하게 편중되고 있었으며 반응기 양 측면으로 부상 기류가 형성되고 있음을 확인할 수 있다. 또한 강한 편류에 의해 체류시간도 매우 짧은 것으로 판단되는 바, 가이드 베인의 기류 안내 각도가 적합하지 못함을 확인할 수 있었다. 이는 곧 혼합 특성 저하에 따른 미반응 액적의 다량 발생과 함께 고착에 의한 스케일 형성 가능성이 매우 클 것으로 예상되므로 혼합 특성을 개선할 수 있는 설계 변경이 필요할 것으로 판단되었다. 따라서 편류를 해소하고 노즐 근처에서의 체공시간을 확보할 수 있도록 가이드 베인의 안내 각도를 더 크게 변경한 결과, 기존 설계상에서 본체 중앙에 형성되는 편류가 해소되고 선회류의 전개 각도가 커지면서 체류시간 역시 약 5초 이상으로 유지되고 있음을 확인할 수 있었다. 따라서 가이드 베인의 각도만 변경하더라도 본체 형상의 추가적인 변경없이 유동의 혼합 특성을 개선시킬 수 있을 것으로 판단되었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.1550-1551
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• 2007

노즐 직경 $30\;{\mu}$인 MEMS 압전 잉크젯 헤드를 이용하여 Ag 나노 잉크를 PDMS 처리된 PI(Polyimide) 기판 위에 토출하였다. 구동주파수 5 KHz에서 액적부피 1.5 pl, 속도가 약 4.5 m/s인 액적이 토출 되었다. 인쇄된 액적의 크기는 직경 약 $12\;{\mu}m$이었다. 메니스커스의 거동에 맞춘 구동파형의 입력에 의해 새틀라이트 없는 매우 작은 액적을 토출할 수 있었다.