로프웨이 운송시스템 그립 구조 및 롤러의 소재 분석

석명은,서승일,문지호 한국방재학회 2016 한국방재학회논문집 Vol.16 No.6

로프웨이 운송시스템은 산지 70 %의 국내 지형을 고려하였을 때 향후 발전 가능성이 많은 교통수단이지만 그에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 논문에서는 로프웨이 운송시스템의 그립 구성 및 취약부를 분석하고 유지보수 요구도가 높은 부품에 해당하는 롤러 소재를 분석하였다. 특히 국외에서 제작한 롤러 소재와 국내에서 제작한 롤러 소재를 비교하여 국산 부품의 취약점에 대해 논의하고 대체가능한 소재를 제시하였다. 마지막으로 국내 실정에 맞는 로프웨이 운송시스템의 연구개발 방향과 핵심 부품 국산화 방안에 대하여 논의하였다. 이에 본 논문은 그립 롤러 부품 소재 선택에 대하여 방향을 제시하고 로프웨이 시스템의 안전도 향상에 기여할 것으로 기대된다. Approximately 70% of Korea’s land consists of mountain regions and ropeway transportation system has great future potential in Korea. However, ropeway transportation system has not been studied sufficiently yet in Korea. In this study, the mechanism of grip operation was investigated and vulnerable parts of the grip were identified. Further, an alternative material for the roller part was proposed by comparing the material properties of roller manufactured in overseas countries with those manufactured in Korea. Finally, the direction of the R&D and key issues for localization of the core part manufacturing of the ropeway system were discussed. The result of this study may provide a guideline for selecting grip roller materials and improvement of the safety.

분자동역학 시뮬레이션을 활용한 물성 계산 고찰

석명은 한국기계기술학회 2024 한국기계기술학회지 Vol.26 No.1

디지털 트윈 기술의 도입은 소재/제품 개발 및 공정의 전주기 과정에서 보다 통합적이며 단절없는 디지털 가상화를 요구하고 있다. 이러한 요구는 미시적 반응, 표면 및 계면 현상을 아우르는 모델링 기법과 거시적 물리 모델 혹은 인공지능 모델의 광범위한 적용을 필요로 한다. 이는 다양한 환경조건에서 소재의 물성 데이터베이스와 미시적 현상 모사가 필요함을 의미하며, 분자동역학 시뮬레이션이 이를 달성하기 위하여 유용하게 활용될 수 있다. 본 논문에서는 평형 및 비평형 분자 동역학 시뮬레이션 방법을 활용한 물성 계산 방법을 개괄하고, 열 및 기계적 물성등 주요 물성 계산 사례들을 검토하여 제시하였다. 본 논문은 분자 동역학 시뮬레이션을 활용한 물성 계산 프레임 워크 개발과 보다 정확하며 신뢰도 높은 계산 수행에 통찰을 제공할 것으로 기대 된다.

기능화된 탄소나노튜브 멤브레인의 이온 선택성에 관한 분자동역학 연구

석명은 한국막학회 2018 멤브레인 Vol.28 No.6

Carbon nanotube (CNT) based membranes are promising candidates for separation membranes by showing high water transport rate and ion rejection rate according to their radii. The ion selectivity is an important factor to discover the full potential of CNT membranes, and it is affected by the functionalization of CNTs. With multivalent/size ion mixtures, the ion selectivity is affected by not only ion-functional groups interaction but also ion-ion interactions and ion size exclusion in a complex manner. In this study, molecular dynamics simulations are performed to study the ion selectivity of functionalized carbon nanotubes when multivalent/size ions are contained. The permeation energy barriers are calculated by plotting potential of mean force profiles, and various factors, such as CNT size and partial charges, affecting ion selectivity are investigated. The results presented here will be useful for designing CNT membranes for ion separation, biomimetic ion channels, etc. 탄소나노튜브(CNT) 기반의 멤브레인은 높은 물 전달률과 직경에 따른 이온 배제율로 해수담수, 물질 정화 등을 위한 분리막으로써의 가능성을 보여 주었다. 이온 선택성은 CNT 기반 멤브레인의 응용 분야를 확대하기 위한 중요한 요소이며, 기능기를 이용하여 이온 선택성의 조절이 가능함이 보고되었다. 다양한 원자가/크기의 이온이 혼합될 경우, 이온-기능기간 작용력 뿐만 아니라 이온-이온간의 작용력, 이온의 크기에 의한 반발력 등이 복합적으로 작용한다. 이에 본 연구에서는 분자동역학 전산모사를 통하여, 상이한 원자가/크기를 가진 이온의 혼합이 기능화된 CNT의 이온 선택성에 미치는 영향을 연구하였다. Potential of Mean Force 계산을 통하여 이온 투과에 대한 자유 에너지 장벽을 계산하였으며, CNT 크기 변화, 전하량 변화를 통하여 이온 선택성과 배제에 영향을 미치는 요소를 분석하였다. 본 연구는 CNT 멤브레인을 이용한 분리막 설계, 생체 이온 전달 채널 모사 등에 유용할 것으로 기대한다.

분자동역학을 이용한 박막의 열경계저항 예측 및 실험적 검증

석명은,김윤영 한국전산구조공학회 2019 한국전산구조공학회논문집 Vol.32 No.2

Non-equilibrium molecular dynamics simulation on the thermal boundary resistance(TBR) of an aluminum(Al)/silicon(Si) interfacewas performed in the present study. The constant heat flux across the Si/Al interface was simulated by adding the kinetic energy inhot Si region and removing the same amount of the energy from the cold Al region. The TBR estimated from the sharp temperaturedrop at the interface was independent of heat flux and equal to 5.13±0.17 K·m2/GW at 300 K. The simulation result wasexperimentally confirmed by the time-domain thermoreflectance technique. A 90 nm thick Al film was deposited on a Si(100) waferusing an e-beam evaporator and the TBR on the film/substrate interface was measured using the time-domain thermoreflectancetechnique based on a femtosecond laser system. A numerical solution of the transient heat conduction equation was obtained usingthe finite difference method to estimate the TBR value. Experimental results were compared to the prediction and discussions on thenanoscale thermal transport phenomena were made. 본 논문에서는 비평형 분자동역학 시뮬레이션 기법을 사용하여 알루미늄 박막과 실리콘 웨이퍼 간 열경계저항을 예측하였다. 실리콘의 끝 단 고온부에 열을 공급하고, 같은 양의 열을 알루미늄 끝 단 저온부에서 제거하여 경계면을 통한 열전달이 일어나도록 하였으며, 실리콘 내부와 알루미늄 내부의 선형 온도 변화를 계산함으로써 경계면에서의 온도 차이에 따른열저항 값을 구하였다. 300K 온도에서 5.13±0.17m2·K/GW의 결과를 얻었으며, 이는 열유속 조건의 변화와 무관함을 확인하였다. 아울러, 펨토초 레이저 기반의 시간영역 열반사율 기법을 사용하여 열경계저항 값을 실험적으로 구하였으며, 시뮬레이션 결과와 비교검증 하였다. 전자빔 증착기를 사용하여 90nm 두께의 알루미늄 박막을 실리콘(100) 웨이퍼 표면에 증착하였으며, 유한차분법을 이용한 수치해석을 통해 열전도 방정식의 해를 구해 실험결과와 곡선맞춤 함으로써 열경계저항을 정량적으로 평가하고 나노스케일에서의 열전달 현상에 관한 특징을 살펴보았다.

특별기고 - 농업 risk management의 과제(農業 リスクマネジメントの 課題 )

石名坂邦昭 (석명판방소 ) ( Kuniaki Ishinazaka ) 한국리스크관리학회 1990 위험관리학회지 Vol.1 No.-

Influence of Deposition Techniques on the Thermal Boundary Resistance of Aluminum Thin-Films

석명은,김윤영 한국정밀공학회 2019 International Journal of Precision Engineering and Vol.20 No.8

The influence of film deposition techniques on the thermal boundary resistance of an aluminum (Al)/silicon (Si) interface was investigated in this study. Al films 100 nm in thickness were deposited on Si(100) wafers using an e-beam evaporator and a direct current (DC) magnetron sputtering system. Their microstructural characteristics were inspected using scanning electron microscopy with energy dispersive spectroscopy, atomic force microscopy, and X-ray diffraction. The thermal boundary resistance values of the samples were measured using the time-domain thermoreflectance technique and numerically analyzed based on the transient Fourier heat conduction equation. A non-equilibrium molecular dynamics (MD) study was carried out to understand the effect of the atomic disorder at the film/substrate interface. Results show that the film produced by DC sputtering has a rougher surface than that of the e-beam evaporated one and a higher thermal boundary resistance. This is in agreement with the qualitative trend observed from the MD simulation that showed increases in thermal boundary resistance with the depth of atom intermixing.

연구논문 - 생물 / 환경 : HFC -134a / VCM 혼합물의 흡착특성

석명호,임선기,박건유,이병권 ( Myung Ho Seok,Son Ki Ihm,Kun You Park,Byung Gwon Lee ) 한국공업화학회 1995 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.1994 No.1

동결건조 공정에서 동결제의 응고조건이 기공특성에 미치는 영향

석명진,김지순,오승탁,Suk, Myung-Jin,Kim, Ji Soon,Oh, Sung-Tag 한국분말야금학회 2014 한국분말재료학회지 (KPMI) Vol.21 No.5

The present study demonstrates the effect of solidification condition on the pore structure in freeze drying process using the slurries of CuO/sublimable vehicles. Camphene and Camphor-45 wt% naphthalene based slurries with 14 vol% CuO powder were frozen into a mold at $-25^{\circ}C$, followed by sublimation at room temperature. The green bodies were hydrogen-reduced and sintered at $500^{\circ}C$ for 1 h. The porous Cu specimen, frozen the CuO/camphene slurry into the heated mold of the upper part, showed large pores with unidirectional pore channels and small pores in their internal wall. Also, it was observed that the size of large pores was decreasing near the bottom part of specimen. The change of pore structure depending on the freezing condition was explained by the nucleation behavior of camphene crystals and rearrangement of solid powders during solidification. In case of porous Cu prepared from CuO/Camphor-naphthalene system, the pore structure exhibited plate shape as a replica of the original structure of crystallized vehicles with hypereutectic composition.

Oscillatory Growth of Nonfaceted Dendrite and Faceted Plate during Unidirectional Solidification

석명진,Shan Liu 대한금속·재료학회 2009 METALS AND MATERIALS International Vol.15 No.3

Nonfaceted dendrite and faceted plate in succinonitrile-0.7 wt.% salol and camphor-47.4 wt.% and -35 wt.% naphthalene mixtures were in situ observed during unidirectional solidification. Nonfaceted dendrite oscillates in the growth direction during unidirectional solidification, alternatively repeating fast and slow growth. The faceted phase, whose growth is operated by a two dimensional nucleation mode, also shows oscillation of growth velocity. The oscillation in the faceted phase is due to the intrinsic growth nature, while in the nonfaceted phase it is due to experimental artifacts, that is, thermal fluctuations in the cold and hot zones. The implications of the observed dendrite tip fluctuation in relation with the initiation of dendrite sidebranching have been discussed. Nonfaceted dendrite and faceted plate in succinonitrile-0.7 wt.% salol and camphor-47.4 wt.% and -35 wt.% naphthalene mixtures were in situ observed during unidirectional solidification. Nonfaceted dendrite oscillates in the growth direction during unidirectional solidification, alternatively repeating fast and slow growth. The faceted phase, whose growth is operated by a two dimensional nucleation mode, also shows oscillation of growth velocity. The oscillation in the faceted phase is due to the intrinsic growth nature, while in the nonfaceted phase it is due to experimental artifacts, that is, thermal fluctuations in the cold and hot zones. The implications of the observed dendrite tip fluctuation in relation with the initiation of dendrite sidebranching have been discussed.

Sb - InSb 및 Sn - Bi 공정합금계에서의 Halo 의 형성

석명진,최길현,문인형 대한금속재료학회 1990 대한금속재료학회 학술대회 개요집 Vol.1990 No.1