• 대한기계학회논문집B
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• 제27권1호
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• pp.69-75
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• 2003

In this study, his technique was applied to a GDI spray in order to investigate the mixture distribution. In addition, the homogeneity degree and diffusion effect according to ambient temperature in the high pressure chamber were analyzed by using an entropy analysis method. From this experiment, we could find that entropy analysis is very effective method for the analysis of mixture formation, and the entropy values increase with the progress of uniformity in diffusion Process. we tried to provide the fundamental data for parameter which effects on the spray macroscopic characteristics with mixture ratio of diesel and gasoline. In addition, the mixture formation was analyzed by using entropy analysis. The entropy analysis is based on the concept of statistical entropy, and it identifies the degree of homogeneity in the fuel concentration. From the entropy analysis results we could find that the direct diffusion phenomena is a dominant factor in the formation of a homogeneous mixture at downstream of GDI spray especially in vaporizing conditions. As to increasing ambient temperature and increasing gasoline rate, the entropy intensity using the statistic thermodynamics method is increased because evaporation rate is higher gasoline than diesel.

• 동력기계공학회지
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• 제16권6호
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• pp.5-10
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• 2012

Spray structures and penetration lengths of Gasoline, M85, E85, and LPG by a GDI 6-hole fuel injector were examined in a constant volume chamber. The chamber pressure was controlled at 0.1 MPa and 0.9 MPa. The effects of fuel injection pressure and chamber pressure on the spray structures and penetration lengths were investigated using the 2-dimensional Mie scattering technique. It was found that the sprays developed linearly till ASOI 1.7ms after start of injection and vortices were happened around jets on the way of spray development. And the high chamber pressure, 0.9 MPa kept the fuel sprays development down and the penetration length was reduced to about 55% compared with that of 0.1 MPa. In additions high pressure of fuel injection, 12 MPa increased the spray penetration length more about 7~10% than that of 7 MPa.

• 한국분무공학회지
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• 제25권4호
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• pp.145-153
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• 2020

The purpose of this study is to compare the injection and spray characteristics of single-hole GDI injectors using injection rate and mie-scattering spray images. Five types of single-hole injectors with different nozzle hole diameters were used, and the spray rate, spray tip penetration, spray area, and spray width were analyzed. As a result, the diameter of the nozzle hole had a direct effect on the injection and spray characteristics. It was confirmed that the larger the diameter of the nozzle hole, the higher the injection quantity, the spray tip penetration, the spray area, and the spray width. In addition, it was confirmed that the near-field spray, which has little influence of ambient air, has a great correlation with the injection rate.

• 한국분무공학회지
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• 제26권4호
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• pp.189-196
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• 2021

Spray drift of agricultural nozzles has become a big issue because it causes low precision targeting and environmental pollution. In order to reduce the spray drift, study spray characteristics of agricultural nozzles is virtually important. In this study, shadowgraph and Mie-scattering visualization techniques were used to study the macroscopic spray and atomization characteristics of an agricultural nozzle. PDPA was used to measure the atomization characteristics of spray. The injection pressure is set to 1 bar, 3 bar and 5 bar, which covers the working range of the nozzle. For the PDPA experiment, 75 points were measured in an area of 160 mm × 120 mm at 10 mm intervals directly below the nozzle to grasp the overall atomization characteristics of the spray. It was found that the spray width and sheet width showed a linear correlation. As the injection pressure increased, the sheet expansion in the 0-degree direction and the sheet swing in the 90-degree direction jointly promoted the breakup of the sheet. In addition, the area close to the central axis had a large droplet velocity, and since a large droplet velocity promoted atomization of spray, the area close to the central axis had a smaller spray droplet diameter than the left and right regions.

• 한국항공우주학회지
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• 제50권12호
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• pp.889-898
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• 2022

본 논문에서는 3차원 전자기장의 병렬 해석 기법을 제안하였다. 시간 조화 벡터 파동 방정식 및 유한요소 기법에 기반한 전자기장 산란 해석이 수행되었으며, 모서리 기반 요소 및 2차 흡수 경계 조건이 도입되었다. 개발한 알고리즘은 유한요소망을 분할한 뒤 각 프로세서에 할당함으로써 요소별 수치적분 및 행렬 조립 과정의 병렬화를 달성하였다. 이때 부영역 생성을 위해 그래프 분할 라이브러리인 METIS가 도입되었다. 대형 희박행렬 방정식의 계산은 다중 프론탈 기법 기반 병렬 연산 라이브러리인 MUMPS를 통해 수행되었다. 개발된 프로그램의 정확도는 Mie 이론해 및 ANSYS HFSS 결과와의 비교를 통해 검증되었다. 또한 사용된 프로세서 수에 따른 가속 지표를 측정하여 확장성을 확인하였다. 완전 전기 도체 구, 등·이방성 유전체 구 및 유도탄 예제 형상에 대한 전자기장 산란 해석이 수행되었다. 개발된 프로그램의 알고리즘은 추후 유한요소 분할 및 합성법에 활용될 예정이며, 더욱 확장된 병렬 연산 성능을 목표하고자 한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제13권9호
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• pp.937-946
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• 2002

본 논문에서는 도체로부터의 안정된 전자기 산란 응답을 계산하는 새로운 해법을 제안한다. 이 방법은 기존의 MOT (marching-on in time) 기법을 이용하지 않고, 가중 라게르 (Laguerre) 다항식으로 유기전류의 과도 응답을 표현하여 시간 영역의 적분방정식을 푼다. 이 시간 영역의 기저함수를 사용함으로써 적분식의 미분항을 해석적으로 처리하여 과도 응답을 구할 수 있다. 또한 적용되는 이 기저함수는 시간이 진행함에 따라 영으로 수렴하는 특성 때문에, 유기전류의 과도응답도 후기 진동을 가지지 않고 영으로 수렴한다. 제안되는 방법의 타당성을 보이기 위하여 시간 영역 전장 적분방정식의 해를 MOT 및 해석해와 주파수 영역으로부터 구한 해의 이산 푸리에 역변환 (inverse discrete Fourier transform, IDFT)과도 비교한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제22권3호
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• pp.399-407
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• 1998

The infrared reflection coatings with pigment can be used to protect the surfaces of combustible materials exposed to fire. To obtain high reflectivities in the infrared range (0.5-10.mu.m) important to fire, several dielectric pigments, such as titanium dioxide, iron oxide, and silicon, can be synthesized to polymer coatings. The theoretical analysis shows that the coating design with particles diameter in the 1.5 to 2.5.mu.m range and volume fraction in the 0.1 to 0.2 range is estimated to be optimal. In the analysis of the radiation, the dependent scattering, absorption by polymeric binder, and the internal interface reflection are considered. In addition, the temperature distribution in the semi-transparent coating layer and an opaque substrate (PMMA) is also presented.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.327-327
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• 2010

디스플레이 및 반도체 산업이 발전함에 따라 회로의 선폭이 점차 줄어들고 있으며, 이에 따라서 대표적인 오염원이 되는 오염입자의 임계 직경(critical diameter) 또한 작아지고 있다. 현재 반도체 및 디스플레이 산업에서 사용되는 측정방법은 레이저를 이용하여 공정 후 표면에 남아 있는 오염입자를 측정하는 ex-situ 방법이 주를 이루고 있다. Ex-situ 방법을 이용한 오염입자의 제어는 웨이퍼 전체를 측정할 수 없을 뿐만 아니라 실시간 측정이 불가능하기 때문에 공정 모니터링 장비로 사용이 어려우며 오염입자와 공정 간의 상관관계 파악에도 많은 제약이 따르게 된다. 이에 따라 저압에서 in-situ 방법을 이용한 실시간 오염입자 측정 기술 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 저압 환경에서 실시간으로 입자를 모니터링 할 수 있는 장비를 입자의 광산란 원리를 이용하여 개발하였다. 빛이 입자에 조사되면 크게 산란 및 흡수현상이 일어나게 되는데, 이 때 발생하는 산란광은 입자의 크기와 관계가 있으며 Mie 이론으로 널리 알려져 있다. 현재 이를 이용한 연구가 국내 및 국외에서 진행되고 있다. 수 백 nm 대의 입자를 측정하기 위해서는 빛의 강도가일정 수준 이상 되어야 하며, 이를 측정할 수 있는 수신부의 감도 또한 중요하다. 본 연구에서는 빛의 직경을 100 um 이하까지 집속할 수 있는 광학계를 상용 프로그램을 이용하여 설계하였으며, 강도가 약한 산란광 측정을 위하여 노이즈 제거 필터링 기술 등이 적용된 수신부 센서를 개발하여 전체 시스템에 적용하였다. 교정은 상압과 저압에서 수행 하였으며 약 5%의 측정효율로 최소 300 nm 이하의 입자까지 측정이 가능함을 확인 하였다. 또한, 타사의 실시간 입자 측정 센서와의 비교 실험을 통하여 성능평가를 수행하였다. 기존 광산란 방식 센서보다 높은 성능의 센서를 개발하기 위하여 추후 연구를 진행할 계획이며, 약 200 nm 이하의 입자까지 측정이 가능할 것으로 기대된다.

• 동력기계공학회지
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• 제14권2호
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• pp.5-11
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• 2010

분사연료의 혼합기형성과정 최적화를 통한 연소제어 기술은 디젤기관의 기관운전 및 배기특성을 향상시키기 위하여 매우 중요하다. 또한 분무의 혼합기형성 최적화를 위해서는 분사된 연료와 주위기체와의 혼합과정에 영향을 미치는 분무내부의 유동특성에 대한 연구는 필수 불가결하다. 따라서 본 연구에서는 고온 고압의 증발장에서 분무의 액상 거동에 주목하고, 그 거동특성을 통하여 증발디젤분무의 혼합기형성을 해석한다. 비정상 증발분무의 중심축에 레이저 시트광을 입사한 후, 액상분무 액적의 Mie 산란광에 의한 2차원 화상을 획득하여 증발분무 액상의 속도분포 및 와도(vorticity) 등을 구하였다. 분무의 속도분포 및 와도는 2차원 화상에 PIV법을 적용하여 계산하였다. 그림 1에 본 연구에서 구한 속도분포의 일례를 보인다. 본 연구의 결과로 상변화를 동반하는 비정상 증발장에서 구한 분무액상의 거동 특성은 상변화가 일어나지 않는 비증발장에 있어서의 분무거동특성과 유사함을 확인하였다.

• 대기
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• 제30권1호
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• pp.75-89
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• 2020

Current in-situ airborne probes that measure the sizes of ice crystals smaller than 50 ㎛ are based on the concept that the measured intensity of light scattered by a particle in the forward and/or backward direction can be converted to particle size. The relationship between particle size and scattered light used in forward scattering probes is based on Mie theory, which assumes the refractive index of particle is known and all particles are spherical. Not only are small crystals not spherical, but also there are a wide variety of non-spherical shapes. Although it is well known that the scattering properties of non-spherical ice crystals differ from those of spherical shapes, the impacts of non-sphericity on derived in-situ particle size distributions are unknown. Thus, precise relationships between the intensity of scattered light and particle size and shape are required, as based on accurate calculations of scattering properties of ice crystals. In this study, single-scattering properties of ice crystals smaller than 50 ㎛ are calculated at a wavelength of 0.55 ㎛ using a numerically exact method (i.e., discrete dipole approximation). For these calculations, hexagonal ice crystals with varying aspect ratios are used to represent the shapes of natural small ice crystals to determine the errors caused by non-spherical ice crystals measured by forward scattering probes. It is shown that the calculated errors in sizing nonspherical ice crystals are at least 13% and 26% in forward (4~12°) and backward (168~176°) directions, respectively, and maximum errors are up to 120% and 132%.