태양의 집광 열유속을 이해하는 것은 태양에너지를 이용하는 시스템의 해석과 설계에 중요하다. 본 연구는 우수한 유연성과 확장성을 가진 몬테카를로 광선추적법에 기반하면서 태양주연감광과 반사판 표면 기울기 에러를 고려하는 알고리듬 개발과 이를 통한 태양 열유속 해석에 초점을 맞추고 있다. 검증을 위해 한국에너지기술연구원 태양로에서 측정된 열유속과 비교했을 때, 모델링 결과가 측정 에러 범위인 10% 이내에서 잘 일치하였다. 개발된 모델을 통해 태양로의 집광 성능을 2 mrad 의 추적 정밀도에 최대로 도달 가능한 집광비가 4400 sun 으로 평가하였다. 열유속의 측정 위치에 따른 변화와 수광각에 따른 분포를 통해 화학반응기나 보조집광기 설계에 필요한 상세한 정보를 제공하였다.
식물성 고분자인 대두단백질을 기반으로 하는 환경친화성 고분자 신소재에 관한 연구를 위해 가소제(1,3-propandiol, glycerol) 및 가교제(glutaraldehyde, epichlorohydrin, glyoxal, urea)에 의한 대두단백질 수지의 열적 특성을 TGA를 이용하여 분석하였고, 기계적 특성 분석과 SEM을 통하여 파단면을 관찰하였다. 그 결과, 가소제인 1,3-propandiol과 glycerol을 SPI (대두단백질)에 첨가함으로써 수지의 유연성이 증가하였고, 1,3-propandiol에 비하여 glycerol의 가소화 효과가 상대적으로 크게 나타났으며, 가교제인 glycerol, epichlorohydrin, glyoxal의 적용으로 첨가량이 증가할수록 대두단백질 수지의 강도와 열안정성이 증가하는 반면, urea의 경우, 대두단백과의 가교가 용이하지 않아 열안정성이 오히려 낮아지고, 강도가 감소함을 알 수 있었다.
Our laboratory originally developed the compact, multi-spectral, automatic aerial photographic system PKNU3 to allow greater flexibility in geological and environmental data collection. We are currently developing the PKNU3 system, which consists of a color-infrared spectral camera capable of simultaneous photography in the visible and near-infrared bands; a thermal infrared camera; two computers, each with an 80-gigabyte memory capacity for storing images; an MPEG board that can compress and transfer data to the computers in real-time; and the capability of using a helicopter platform. Before actual aerial photographic testing of the PKNU3, we experimented with each sensor. We analyzed the lens distortion, the sensitivity of the CCD in each band, and the thermal response of the thermal infrared sensor before the aerial photographing. As of September 2004, the PKNU3 development schedule has reached the second phase of testing. As the result of two aerial photographic tests, R, G, B and IR images were taken simultaneously; and images with an overlap rate of 70% using the automatic 1-s interval data recording time could be obtained by PKNU3. Further study is warranted to enhance the system with the addition of gyroscopic and IMU units. We evaluated the PKNU 3 system as a method of environmental remote sensing by comparing each chlorophyll image derived from PKNU 3 photographs. This appraisement was backed up with existing study that resulted in a modest improvement in the linear fit between the measures of chlorophyll and the RVI, NDVI and SAVI images stem from photographs taken by Duncantech MS 3100 which has same spectral configuration with MS 4000 used in PKNU3 system.
플렉서블, 웨어러블 디바이스 등을 포함한 차세대 전자 기기의 기계적 신뢰성 향상을 위하여 다양한 유연 접합부에서 높은 수준의 기계적 신뢰성이 요구되고 있다. 기존 고분자 기판 접합을 위한 에폭시 등의 유기 접착소재는 접합부 두께 증가가 필연적이며, 반복 변형, 고온 경화에 의한 열기계적 파손 문제를 수반한다. 따라서 유연 접합을 위해서 접합부 두께를 최소화하고 열 손상을 방지하기 위한 저온 접합 공정 개발이 요구된다. 본 연구에서는 플렉서블 기판의 유연, 강건, 저 열 손상 접합이 가능한 플렉서블 레이저 투과 용접(flexible laser transmission welding, f-LTW)를 개발하였다. 유연 기판 위 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)를 박막 코팅하여 접합부 두께를 줄였으며, CNT 분산 빔 레이저 가열을 통한 고분자 기판 표면의 국부적 용융 접합 공정이 개발되었다. 짧은 접합 공정 시간과 기판의 열 손상을 최소화하는 레이저 공정 조건을 구축하였으며 고분자 기판과 CNT 접합 형성 메커니즘을 분석하였다. 또한 접합부의 강건성 및 유연성 평가를 위해 인장강도 시험, 박리 시험과 반복 굽힘 시험을 진행하였다.
에어로젤은 지금까지 알려진 가장 단열성이 우수한 소재이지만 유연성이 없고 강도가 매우 낮아 부직포나 섬유에 에어로젤을 담지한 블랭킷이 현실적으로 가장 활용이 가능한 형태이다. 그러나 에어로젤 블랭킷도 분말 발생을 피할 수 없고 유연성이 부족하고 변형 가능성이 있는 문제가 있으므로 아직은 범용으로 사용되지는 못하고 있다. 본 연구에서는 이를 해결하기 위하여 진공 처리, 표면 처리, 복합 소재화 기술을 적용하였고 일부 시제품도 제작하였다. 에어로젤 블랭킷을 알루미늄 시트로 감싼 다음 네 끝을 봉하고 진공을 뽑으면 단열성이 블랭킷 자체보다도 우수한 소재가 될 수 있다. 에어로젤 블랭킷을 수지로 도포하여 표면 처리하면 에어로젤 성형체를 만들 수 있다. 에어로젤 블랭킷에 여러 겹으로 수지나 섬유로 라미네이팅하여 복합체로 만들면 유연성을 지닌 단열소재로 활용할 수 있다. 특히 기공이 조절된 테플론 멤브레인을 활용한 복합체는 투습 및 방수 기능까지 보유하여 의복에 사용할 수 있다. 수지와 섬유의 에어로젤 블랭킷 복합체를 활용하여 방한화용 깔창과 야외용 깔개 시제품도 제작하였다. 에어로젤을 활용하여 제작한 깔창 및 야외 깔개의 열전도는 20 mW m-1 K-1 이하로 단열성이 뛰어났으며, 유연성과 내구성도 우수하였다.
암반공동을 이용한 열에너지 저장은 대용량 저장이 가능하며 열저장매체를 선택할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 사일로 형태의 열저장공동이 지반 내 두 개 이상 배치될 때 공동 사이에 형성되는 암반 필라의 안정성에 대해 3차원 유한차분해석 프로그램인 $FLAC^{3D}$를 이용하여 분석하였으며, 저장된 열에너지로 인해 암반에 발생하는 열응력을 반영할 수 있도록 열-역학적 연계모델을 사용하였다. 해석 결과, 열에너지 장기 저장으로 인해 암반 필라에 작용하는 최대주응력이 상당량 증가하였으며, 필라 폭이 좁아질수록 근접한 열원 때문에 열응력 증가량도 커짐을 확인하였다. 필라 안정성에 영향을 미치는 주요인자로서 저장공동 간격, 측압계수, 심도를 선정하고 민감도 분석을 실시한 결과, 측압계수, 저장공동 간격, 심도 순서로 영향력이 크게 평가되었다. 저장공동 간격의 경우 동일한 크기의 공동 건설 시 필라 폭을 최소 저장공동 직경 이상 확보해야 할 것으로 판단되었다. 큰 규모의 저장공동 주변에 소규모 수직갱이 설치될 때는 최소한 저장공동 직경의 0.5배 이상 이격함으로써 크기 차이로 인해 수직갱에 응력이 집중되는 현상을 해소할 수 있었다. 또한 최대수평주응력 작용방향과 공동 중심을 잇는 축이 평행하도록 배치하여 저장공동에 의한 방패효과가 발휘될 수 있게 함으로써 현지응력이 공동 사이 암반 필라에 미치는 영향을 최소화할 수 있었다.
Park, Seung-hun;Kim, Dojoong;Byungohk Rhee;Jaisuk Yoo;Lee, Jonghwa
Journal of Mechanical Science and Technology
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제17권3호
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pp.357-369
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2003
Electromagnetic valve (EMV) actuation system is a new technology for improving fuel efficiency and at the same time reducing omissions in internal combustion engines. It can provide more flexibility in valve event control compared with conventional variable valve actuation devices. The electromagnetic valve actuator must be designed by taking the operating conditions and engine geometry limits of the internal combustion engine into account. To help develop a simple design method, this paper presents a procedure for determine the basic design parameters and dimensions of the actuator from the relations of the valve dynamics, electromagnetic circuit and thermal loading condition based on the lumped method. To verify the accuracy of the lumped method analysis, experimental study is also carried out on a prototype actuator. It is found that there is a relatively good agreement between the experimental data and the results of the proposed design procedure. Through the whole speed range, the actuator maintains proper performances in valve timing and event control.
A graphene layer is most important materials in resent year to enhance the electrical properties of semiconductor device due to high mobility, flexibility, strong mechanical resistance and transparency[1,2]. The resistance switching memory with the graphene layer have been reported for next generation nonvolatile memory device[3,4]. Also, the graphene layer is able to improve the electrical properties of memory device because of the high mobility and current density. In this study, the resistance switching memory device with metal-oxide nano-particles embedded in polyimide layer on the graphene mono-layer were fabricated. At first, the graphene layer was deposited $SiO_2$/Si substrate by using chemical vapor deposition. Then, a biphenyl-tetracarboxylic dianhydride-phenylene diamine poly-amic-acid was spin coated on the deposited metal layer on the graphene mono-layer. Then the samples were cured at $400^{\circ}C$ for 1 hour in $N_2$ atmosphere after drying at $135^{\circ}C$ for 30 min through rapid thermal annealing. The deposition of aluminum layer with thickness of 200 nm was done by a thermal evaporator. The electrical properties of device were measured at room temperature using an HP4156a precision semiconductor parameter analyzer and an Agilent 81101A pulse generator. We will discuss the switching mechanism of memory device with metal-oxide nano-particles on the graphene mono-layer.
Roll-to-roll (R2R) hot embossing systems have been developed and are widely used in various industrial domains. These systems press and heat flexible films between a press roll and a back-up roll, as said films pass through the two rolls. In previous studies, a heating roll was used for heating. However, in this study, a hybrid roll for R2R hot embossing is conceptualized and developed. This R2R system can be used for generating fine patterns on large and continuous films. The hybrid roll of our system can cool and heat the films simultaneously, thus affording greater flexibility in process design. Thermal and structural analyses were performed for developing the hybrid roll. In addition, a hybrid roll was designed based on analytical results. Experiments were conducted for measuring the performance of the developed hybrid roll.
In electronics industry, the coming electronic devices will be expected to be high integration and convergence electronics. And also, it will be expected that the coming electronics will be flexible, bendable and wearable electronics. Therefore, the demands and interests of bonding technology between flexible substrate and chip for mobile electronics, e-paper etc. have been increased because of weight and flexibility of flexible substrate. Considering fine pitch for high density and thermal damage of flexible substrate during bonding process, the micro solder bump technology for high density and low temperature bonding process for reducing thermal damage will be required. In this study, we researched on bonding technology of chip and flexible substrate by using 25um Cu pillar bumps and Sn-Bi solder bumps were formed by electroplating. From the our study, we suggest technology on Cu pillar bump formation, Sn-Bi solder bump formation, and bonding process of chip and flexible substrate for the coming electronics.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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