노즐 팁 유로의 형상변화에 따른 분무의 거동특성에 관한 연구

고동국 대한기계학회 2024 大韓機械學會論文集B Vol.48 No.9

본 논문은 고속 살포 방제기(SS)에 사용되는 노즐의 국산화와 기술적 자립화를 확보하고 노즐의 교체주기를 효과적으로 개선하기 위해 방제노즐의 유로 형상이 분무의 거동에 미치는 영향을 해석적 방법을 통해 분석한 것이다. 해석변수는 노즐 팁의 유로 각도와 유로 수이다. 유로 각도가 60°이고 유로 수가 3개인 경우 분무의 형상은 중공형 액막을 형성하고 분무의 거동은 불규칙하였다. 유로 각도가 80°이고 유로 수가 3개인 경우에는 분무가 반경방향으로 넓고 고르게 확산되어 미립화 성능은 개선되었다. 유로 각도가 80°이고 유로 수가 6개인 경우 분무는 축방향으로 길게 토출되었다. This paper analyzes the effect of flow-path shape on the spray behavior of a speed-sprayer nozzle to secure the technological independence of nozzles and improve the nozzle-replacement cycle. The analysis variables were the flow-path angle and number of the nozzle tip. The shape of spray formed a hollow liquid film and the spray behavior was irregular when the flow-path angle and number were 60° and 3, respectively. The spray dispersed widely and uniformly in the radial direction when the flow-path angle and number were 80° and 3, respectively. Consequently, the atomization performance improved. The spray was ejected long in the axial direction when the flow-path angle and number were 80° and 6, respectively.

탄소섬유용 저온 탄화로 내의 배출가스 및 열유동에 대한 수치해석 모델링

고동국,자헤르 라마단,김민우,이교우,임익태 한국기계기술학회 2023 한국기계기술학회지 Vol.25 No.3

In this study, numerical modeling on the gas flow and off-gases in the low temperature carbonization furnace for carbon fiber was analyzed. The furnace was designed for testing carbonization process of carbon fibers made from various precursors. Nitrogen gas was used as a working gas and it was treated as an incompressible ideal gas. Three-dimensional computational fluid dynamics for steady state turbulent flow was used to analyze flow pattern and temperature field in the furnace. The off-gas mass fraction and cumulative emission gas of species were incorporated into the CFD analyses by using the user defined function(UDF). As a results, during the carbonization process, the emission of CO2 was the dominant among the off-gases, and tow moving made the flow in the furnace be uniform.

호흡기관의 프랙탈 구조를 주제로 한 3D 프린팅 기술 활용 STEAM 프로그램 개발 및 적용 효과

고동국,홍승호 한국초등과학교육학회 2018 한국초등과학교육학회 학술대회 Vol.74 No.-

‘다큐멘터리 영상 제작’을 활용한 초등과학 ‘식물의 생활’ 단원에 대한 STEAM 프로그램 수업 효과

고동국,고민영,홍승호 한국초등과학교육학회 2017 한국초등과학교육학회 학술대회 Vol.72 No.-

태양열 온풍기내부의 집열면 조건이 덕트 출구 공기의 온도에 미치는 영향

고동국 한국기계기술학회 2015 한국기계기술학회지 Vol.17 No.3

This paper analyzed air temperatures at outlet according to condition of absorber plate of the solar air heater. Effects on air temperature at outlet of duct according to absorber plate temperature were analyzed by using numerical analysis technique. And also the effects on air temperatures at outlet were analysed by the height and position of absorber plate. As the results, air temperatures at outlet of duct was small influenced in velocity 5 m/s of inlet according to absorber plate temperature. And the highest outlet average temperature distribution appeared at the height of 2 cm and the bottom absorber plate of duct at the inlet aspect ratio 2.

위성통신을 위한 강인한 TDMA Frame 구조 및 초기동기 기법

고동국,윤원식,Ko, Dong-Kuk,Yoon, Won-Sik 한국정보통신학회 2012 한국정보통신학회논문지 Vol.16 No.8

위성통신에서 이용 효율을 높이기 위해 Time division multiple access (TDMA)를 사용하였으며, 대표적으로 Digital Video Broadcasting- Satellite Second Generation (DVB-S2) 등으로 표준화되어 운용되어 왔다. 본 논문에서는 이미 표준화된 DVB-S2를 직접 사용하기 어려운 특수한 용도의 시스템이 필요하였고, 이를 위하여 다소 주파수 운용효율 저하를 감수하더라도 열악한 전파환경에서도 신뢰성있게 운용이 가능한 TDMA 프레임 구조를 연구하였다. 프레임 주기가 12초로 수~수십 msec인 일반적인 TDMA 시스템 프레임 구조와 차이가 많고, 이에 따른 시간 및 주파수 드리프트 등을 고려하였다. 그리고 주파수 옵셋이 25 kHz이고 낮은 Signal To Noise Ratio(SNR) 에서도 초기 타이밍 동기 및 주파수와 페이저 초기 동기를 확보하는 방식을 제시하였다. 이를 검증하기 위하여 시뮬레이션 및 연동시험을 수행한 결과 SNR -2.5 dB에서도 안정적으로 동기가 확보됨을 알 수 있다. A TDMA system in satellite communication has been utilized. Especially DVB-S2 was standardized and now operated in satellite broadcasting system. In this paper, we propose a TDMA frame structure appropriate for special purpose which has the good reliablilty in a poor RF environment even if frequency efficiency is decreased. TDMA frame duration is 12 seconds which is long duration in comparison with general TDMA system with several ms. Designing the frame structure, time and frequency shift in single frame duration are considered. Simulation results show that the proposed frame structure and synchronization method has robust synchronization performance when the terminal is even in low SNR as well as 25 kHz frequency offsets.

태양열 온풍기내부의 집열면 조건이 덕트 출구공기의 온도상승에 미치는 영향

고동국 한국기계기술학회 2015 한국기계기술학회지 Vol.17 No.3

This paper analyzed the increasing air temperature at outlet according to condition of absorber plate of the solar air heater. Effects on the increasing air temperature at outlet of duct according to absorber plate temperature were analyzed by using numerical analysis technique. And also the effects of the height and position of absorber plate on increasing temperature at outlet were analysed. As the results, Outlet air temperature was small influenced in velocity 5m/s of inlet according to absorber plate temperature. And the highest outlet average temperature distribution appeared at the height of 2cm and the bottom absorber plate of duct at the inlet aspect ratio 2.

태양열 집열면이 있는 4각 덕트 내의 열전달 특성에 관한 연구

고동국,조대진,윤석주,박상규 대한설비공학회 2002 설비공학 논문집 Vol.14 No.12

This paper analyzed the characteristics of heat transfer in quadangle duct with absorber plate by solar radiation. Effects o( Reynolds number on increasing temperature at outlet for variation of absorber plate temperature were analyzed by using numerical analysis technique. And also the effects of turbulent intensity of inlet flow on increasing temperature at outlet for various duct height and effects of inlet aspect ratio of quadrangle duct and position of heating surface on the outlet temperature were analysed. As the results, Outlet temperature was greatly influenced in low Reynolds number. And the highest outlet temperature distribution appeared on the inlet aspect ratio 2 because of the buoyancy effect.

반도체 제조용 CVD 및 Etcher장비의 탄소배출량과 에너지 소비량 모니터링

고동국,임익태,배성우,김광선 한국반도체디스플레이기술학회 2013 반도체디스플레이기술학회지 Vol.12 No.3

The purpose of this study is to develop a system that can monitor the amounts of energy consumption during CVD and etching process for semiconductor manufacturing. Specifically, this system is designed to measure the CO2 emission amounts quantitatively by measuring the flow rate of gas used and amount of power consumed during the processes. The processes of CVD equipment can be classified generally into processing step and cleaning step and all the two steps were monitored. In CVD and etcher equipments, various gases including Ar and O2 are used, but Ar, O2 and He were monitored with the use of the LCI data of Korea Environmental Industry & Technology Institute and carbon emission coefficients of EcoInvent. As a result, it was found that the carbon emission amounts of CVD equipment for Ar, O2 and He were 0.030kgCO2/min, 4.580×10-3kgCO2/min and 6.817×10-4kgCO2/min, respectively and those of etcher equipment for Ar and O2 are 5.111×10-3kgCO2/min and 7.172 kgCO2/min, respectively.

TPACK 기반 STEAM-PBL 프로그램 개발 및 적용 효과 - ‘우리 몸의 구조와 기능’ 단원 중 순환기관을 중심으로 -

고동국,홍승호 한국초등과학교육학회 2020 한국초등과학교육학회 학술대회 Vol.78 No.-

본 연구에서는 초등과학과 교육과정의 ‘우리 몸의 구조와 기능’ 단원 중 순환기관을 학습 주제로 하여 3D 프린팅 기술을 활용하는 TPACK(Technologyical Pedagogical Content Knowledge) 기반의 STEAM-PBL(프로젝트 기반 학습) 프로그램을 개발하고 적용한 효과를 알아보았다. 프로그램은 ‘우리 몸의 구조와 기능’ 단원 중 순환기관을 주제로 STEAM 교육과 PBL의 방법을 활용하여 8차시로 제작하였으며, TPACK 요소를 활용하여 스마트기기, 3D 프린터를 활용하는 테크놀로지 지식(Technological Knowledge), 조사학습, 프로젝트학습, 역할놀이 학습을 활용한 교육학 지식(Pedagogical Knowledge), 순환의 의미와 순환기관의 생김새와 하는 일을 학습 주제로 하는 내용학 지식(Content Knowledge)을 포함하였고, 각 요소가 효과적으로 상호작용할 수 있도록 구성하였다. 프로그램의 구체적인 내용은 STEAM 준거 틀에 따라 상황 제시에서는 인공 장기의 활용 모습과 심장이 제 기능을 하지 못할 때 나타나는 상황을 살펴보고, 순환기관에 문제가 생긴 사람을 위해 3D 프린터를 활용하여 인공 순환기관을 제작하도록 프로젝트 주제를 제시하였다. 창의적 설계 단계에서는 순환의 의미, 순환기관의 생김새와 하는 일에 대하여 스마트기기로 조사학습을 통해 이해하고 실험 활동을 통해 혈액 순환의 원리를 살펴보도록 하였다. 그리고 3D 모델링, 프린팅 방법에 대하여 알아보고 모둠원과의 협동학습을 통해 인공순환기관의 모습을 디자인하여 3D 프린터를 활용하여 직접 제작하였다. 감성적 체험 단계에서는 제작한 산출물을 활용하여 역할놀이의 방법으로 순환기관의 하는 일과 작품의 특징을 소개하도록 하였다. 개발된 프로그램은 J도 J시 O초등학교 5학년 29명의 학생들을 실험 집단으로 설정하여 적용하였고 동일 학교의 또 다른 5학년 29명의 학생을 비교 집단으로 설정하여 교과서 중심으로 제작된 6차시의 순환기관 학습 프로그램을 적용하였다. 프로그램의 효과를 알아보기 위해서 실험 집단과 비교집단을 대상으로 사전, 사후에 학업성취도 능력, 창의적 문제해결력, 과학흥미도 검사를 실시하였고, 그 결과는 독립표본 t-검정으로 통계 분석하였다. 또한 TPACK 기반 STEAM-PBL 수업의 만족도를 알아보기 위해 실험 집단에 한해 만족도 검사를 추가적으로 실시하였다. 프로그램 적용 결과, 실험 집단이 창의적 문제해결력과 과학흥미도에서 비교 집단에 비하여 유의미하게 향상된 결과가 나타났으며, 수업 만족도도 높게 나타났다. 이것은 스마트기기를 활용하여 순환기관에 대한 정보를 조사하는 과정, 3D 프린터를 활용하여 창의적으로 산출물을 제작하는 과정, 제작한 산출물을 활용하여 역할놀이를 통해 발표하는 과정이 학생들에게 긍정적인 영향을 미쳤기 때문이라고 생각된다. 이에 반해 학업 성취도 능력에서는 유의미한 차이가 나타나지 않았는데, 실험 집단과 비교 집단에 적용한 프로그램 모두 순환기관에 대하여 충분히 학습할 수 있도록 차시가 구성되었고 학생들에게 적용한 학업성취도 측정 검사 도구의 난이도가 비교적 낮았기 때문에 큰 차이가 없었던 것이라 판단된다.