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벽 사이 간격이 원형 실린더 주위 유동의 비대칭성에 미치는 영향
김찬우(C.W. Kim),김연주(Y.J. Kim),이상봉(S.B. Lee) 한국전산유체공학회 2019 한국전산유체공학회지 Vol.24 No.4
To investigate an effect of gap distance on asymmetric features of the flow past a circular cylinder above a moving wall, the numerical simulations are performed for 0.2≤G/D≤10, where G/D is the ratio of gap distance between the cylinder and the wall. As the G/D decreases, the vortices formed in lower side of cylinder are getting to be suppressed. The asymmetric features of vortical behaviors in the lower and upper sides are hard to be clearly observed from the time histories of the drag and lift coefficients. We examined the temporal trajectories of C<SUB>d (L)</SUB> and C<SUB>d (U)</SUB>, where C<SUB>d (L)</SUB> and C<SUB>d (U)</SUB> denote the drag coefficients acting on the lower and upper side of cylinder respectively. The trajectories disclose three different features of flow regime. The first is alternately unsteady behaviors of unsuppressed upper- and suppressed lower-vortices where C<SUB>d (L)</SUB> is negatively proportional to C<SUB>d (U)</SUB>. The second is phase-shifted unsteady behaviors where a phase difference between C<SUB>d (L)</SUB> and C<SUB>d (U)</SUB> makes quasi-circular trajectories. The last is a steady state where C<SUB>d (L)</SUB> and C<SUB>d (U)</SUB> show a dot.
Expanded Poly-styrene (EPS) 판재 공급/적층 보조 자동화 시스탬 설계
김찬우(C. W. Kim),홍대희(D. Hong) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
전세계적으로 비정형 건축물의 수요가 증가함에 따라 비정형 건축물 제작 공법에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 비정형 부재를 제작하는 방식은 크게 두가지로 콘크리트를 압출하여 적층하는 방식과 거푸집을 제작하여 거푸집에 콘크리트를 타설하여 제작하는 방식이 있다. 거푸집을 제작하여 콘크리트를 타설하는 방식은 다양한 비정형 형상을 제작할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 거푸집의 제작에 있어 비용 및 시간이 크게 소요되어 생산성이 떨어지는 문제점이 있다. 이와 같은 한계점을 극복하기 위해 Expanded Poly-styrene (EPS) 판재를 레이저로 가공, 적층하여 비정형 거푸집을 제작하는 Sloped-laminated Object Manufacturing (S-LOM) 공법의 연구가 진행되고 있다. SLOM 공법을 적용하여 거푸집을 제작하기 위해 EPS 판재를 커팅하는 5 축 레이저 장비 및 EPS 판재를 커팅 장비로 공급하는 팔렛타이저, 팔렛체인저로 구성된 시스템을 사용한다. 본 연구에서는 시스템의 생산성을 높이기 위해 EPS 판재의 공급 및 적층 보조 자동화 장비를 개발하였다. 장비는 가공 전 EPS 판재의 공급 스테이션과 가공이 완료된 EPS 판재를 적층하는 스테이션으로 구성되어 있다. 공급 스테이션의 경우 EPS 판재가 커팅 장비로 공급될 때 마다 가공되지 않은 EPS 판재들의 높이를 올려주고, 적층 스테이션은 가공이 완료된 EPS 판재가 적층될 때 마다 EPS 판재들의 높이를 낮춰주게 된다. 이는 팔렛타이저의 움직임을 최소화하여 거푸집 제작 시간을 단축하여 생산성을 높이게 된다.
김동우(D. W. Kim),서원빈(W. B. Seo),김찬우(C. W. Kim),이하범(H. B. Lee) 대한기계학회 2022 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2022 No.5
슈퍼커패시터는 높은 전력 밀도 및 긴 수명, 고속 충전과 같은 특성을 통해 에너지 저장 분야에서 많은 관심을 받고 있다. 이러한 슈퍼커패시터는 산화 환원 반응이 전극 표면에서 발생하는 작동 특성상 전극의 표면적이 넓어질수록 전기화학적 성능이 우수해진다. 이를 달성하고자 높은 표면적을 가진 탄소질 전극이 주목받았는데, 그 중 LIG (Laser-induced Graphene) 형태가 비표면적이 크고 경제적이라는 이유로 많이 연구되었다. 하지만, LIG 구조에서는 그래핀이 PI 필름 상에 부착되어 특정한 그래핀 표면만이 전기화학적 활성의 대상이 된다. 따라서, 모든 표면적을 활용하기 어렵게 되고 높은 표면적을 달성하기에 비효율적이다. 이러한 문제를 개선하고자 해당 연구에서는 레이저를 PI필름 위에 조사하여 섬유 형태의 그래핀을 추출하고 이를 전극으로 활용한 슈퍼캐패시터를 제작하였다. 해당 방식으로 추출된 섬유 형태의 다공성 그래핀은 2D상의 그래핀에 비해 표면적을 보다 효율적으로 활용할 수 있다. 제작된 섬유 형태의 그래핀 전극은 C-V 테스트 결과를 통해 동일한 J/mm 조건의 LIG 전극에 비해 보다 더 우수한 성능을 가지고 있음을 확인하였다. 해당 연구를 통해 기존의 LIG 응용 방식보다 큰 정전용량을 갖춘 슈퍼캐퍼시터를 달성할 수 있을 것으로 기대된다.