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주윤재(Yun Jae Ju),조재흥(Jae Heung Jo),유재명(Jae Myung Ryu) 한국광학회 2019 한국광학회지 Vol.30 No.2
야간 감시를 위해 원적외선에서 사용하는 4개의 구면 및 비구면 거울을 갖는 반사식 전방위 비전 시스템 광학계를 제안한다. 이 반사식 전방위 비전 시스템은 유사 카세그레인식 수광부 반사경 시스템과 역 유사 카세그레인식 결상부 반사경 시스템으로 설계되었으며, 그에 따른 설계 과정과 성능 분석을 상세히 제시한다. 이 비전 시스템의 반화각과 F-수는 각각 40~110°와 1.56으로 설정하였다. 그리고 원적외선 파장 영역에서 비전 시스템을 사용하기 위해서 상의 크기가 원적외선용 마이크로 볼로미터의 크기와 가능한 같아야 하므로 상의 크기를 5.9 mm × 5.9 mm에 맞추어 설계를 진행하였다. 최적화 설계 후 40~110°의 반화각 범위에서의 상 크기의 비율은 48.86%이며, 나이퀴스트 주파수인 20 lp/mm의 공간주파수에서 원적외선의 변조전달함수 값이 0.381에 도달하였다. 또한 20 lp/mm의 공간주파수에서 원적외선 영역에 대한 공차의 누적 확률은 99.75%였다. 또한 역 유사 카세그레인식 구조의 결상부 부경을 온도 변화에 따른 변조전달함수 값을 개선시키는 보상자로 선택하여 반사식 전방위 비전 시스템의 운용 온도 범위인 -32°C에서 +55°C의 온도 범위에서 비열화 해석 및 보상화 과정을 진행하였다. A reflecting omnidirectional optical system with four spherical and aspherical mirrors, for use with long-wavelength infrared light (LWIR) for night surveillance, is proposed. It is designed to include a collecting pseudo-Cassegrain reflector and an imaging inverse pseudo-Cassegrain reflector, and the design process and performance analysis is reported in detail. The half-field of view (HFOV) and F-number of this optical system are 40-110° and 1.56, respectively. To use the LWIR imaging, the size of the image must be similar to that of the microbolometer sensor for LWIR. As a result, the size of the image must be 5.9 mm × 5.9 mm if possible. The image size ratio for an HFOV range of 40° to 110° after optimizing the design is 48.86%. At a spatial frequency of 20 lp/mm when the HFOV is 110°, the modulation transfer function (MTF) for LWIR is 0.381. Additionally, the cumulative probability of tolerance for the LWIR at a spatial frequency of 20 lp/mm is 99.75%. As a result of athermalization analysis in the temperature range of -32°C to +55°C, we find that the secondary mirror of the inverse pseudo-Cassegrain reflector can function as a compensator, to alleviate MTF degradation with rising temperature.
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이차피동냉각시스템의 열교환기 설계를 위한 응축열전달 상관식 연구
주윤재(Yun Jae Ju),강한옥(Han-Ok Kang),이태호(Tae-Ho Lee),박천태(Cheon-Tae Park),이희준(Hee Joon Lee) 대한기계학회 2013 大韓機械學會論文集B Vol.37 No.12
최근 원자로 시스템에서 응축열교환기를 이용한 피동안전냉각 개념이 활발히 연구되고 있다. 이차피동냉각시스템의 수직형 응축열교환기 설계를 위하여, 열적 크기 산정 프로그램(TSCON)을 구현하고 검증하였다. TSCON 검증을 위해 이차피동냉각시스템 응축열교환기 실험에서 수집된 1,157 개의 순수증기 응축열전달 실험데이터를 현존하는 응축열전달 상관식들을 이용하여 비교 검증하였다. 그 결과 2009년 Shah 에 의해 출판된 응축열전달 상관식이 수집된 실험데이터를 34.8% 오차로 예측하는 것으로 계산 되었으며, TSCON 의 응축열전달 상관식으로서 적합한 것으로 나타났다. Recently, condensation heat exchangers have been studied for applications to the passive cooling systems of nuclear plants. To design vertical-type condensation heat exchangers in secondary passive cooling systems, TSCON(Thermal Sizing of CONdenser), a thermal sizing program for a condensation heat exchanger, was developed at KAERI(Korea Atomic Energy Research Institute). In this study, the existing condensation heat transfer correlation of TSCON was evaluated using 1,157 collected experimental data points from the heat exchanger of a secondary passive cooling system for the case of pure steam condensation. The investigation showed that the Shah correlation, published in 2009, provided the most satisfactory results for the heat transfer coefficient with a mean absolute error of 34.8%. It is suggested that the Shah correlation is appropriate for designing a condensation heat exchanger in TSCON.
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