함정용 가스터빈 압축기 블레이드 파손에 대한 원인분석 및 기술적 보완방안에 대한 연구

정운화(Un-Hwa Jung),최시영(Si-Young Choi) 한국산학기술학회 2022 한국산학기술학회논문지 Vol.23 No.11

한국 해군의 전투함에 가스터빈 엔진의 탑재가 많아지면서, 가스터빈 압축기 블레이드 손상에 대한 보고가 증가할 것으로 예측되고 있다. 가스터빈 압축기 블레이드 손상이 발생되어 날개 손상형태를 관찰하면 이물질이 유입된 것으로 판단되지만, 그 유입물질이 어디에서, 어떤 원인으로 발생했는지를 밝히는 것은 아주 어렵다. 왜냐하면 손상을 유발한 대부분의 이물질이 연소되거나, 소실되어 원인규명이 불가한 경우가 대부분으로 외부 이물질에 의한 손상으로 간주하여 왔다. 하지만 미연방 항공청에서는 가스터빈 압축기 블레이드 이물질에 의한 고장을 두 가지로 분류한다. 첫번째는 외부물질손상(Foreign Object Damage)이며, 이는 해수, 모래가 섞인 흡입 공기 등과 같은 외부물질의 흡입으로 인해 발생한다. 두번째는 내부물질손상(Domestic Object Damage)으로 함정의 급기동(과속)과 같은 비정상적인 작동환경에서 유체유발 고주기 피로 및 플러터 현상 등에 의한 복합적 현상으로 피로 및 충격에 의한 터빈내부의 부품균열로 인해 블레이드를 손상하는 경우가 있다. 해군의 경우 이물질에 대한 대책으로 함정 승조원들의 철저한 절차 준수, 정비 교육, 예방적 조치 등을 실시하지만 여전히 가스터빈 압축기 블레이드 고장이 발생되고 있다. 따라서 그 대책으로 가스터빈 압축기 블레이드에 대한 플러터 건전성 평가 등, 관련 소프트웨어를 상시 함정에 설치하여 외부물질손상(FOD)대책 외에 내부물질손상(DOD)에 대한 예측·통제·관리를 통하여 이러한 문제점을 개선하고자 관련 기술적 보완방안을 제언하고자 한다. As the number of gas turbine engines mounted on Korean naval battleships increases, reports of damage to gas turbine compressor blades are expected to increase. When the blades and wings of a gas turbine compressor is observed to be damaged, it seems to have occurred from foreign materials flowed into the compressor, and it is difficult to figure out where the material was generated. This is because most of the foreign material that causes the damage was burned or destroyed, and the origin could not be identified. However, the Federal Aviation Agency classifies into two categories the failures caused by a gas turbine blade that crushes debris. The first is foreign object damage(FOD), which is caused by the intake of foreign material such as seawater and air mixed with sand. The second is domestic object damage(DOD). In abnormal operating environments such as an emergency start-up or during overspeed conditions, the blade may be damaged due to cracks in the components of the turbine when complex situations occur, such as fatigue, fluid-induced high-cycle fatigue, and flutter. In those cases, navy ship crew members must act as countermeasures against foreign material intake by following predetermined procedures, maintenance training, and preventive measures. But turbine blades still fail. As another countermeasure, related software (e.g., flutter soundness evaluation) for gas turbine compressor blades is installed on the ship at all times to prevent these problems through prediction, control, and management of DOD, in addition to FOD countermeasures.

180톤 어업지도선 물분사 추진기의 성능시험 연구

정운화(Un-Hwa Jung),김문찬(Moon-Chan Kim),전호환(Ho-Hwan Chun),이승호(Seung-Ho Lee) 대한조선학회 2009 大韓造船學會 論文集 Vol.46 No.2

광흡수층 적용을 위한 PLD용 Cu₂ZnSnSe₄ 타겟 제조와 증착 박막의 특성

정운화(Jung, Woon-hwa),라흐멧 아드히 위보우(Rachmat, Adhi Wibowo),김규호(Kim, Kyoo-ho) 한국신재생에너지학회 2009 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2009 No.06

Cu₂ZnSnSe₄(CZTSe) is one of the promising materials for the solar cell due to its abundant availability in the nature. In this study, we report the fabrication of CZTSe thin film by Pulsed Laser Deposition(PLD) method using quaternary compound target on sodalime glass substrate. The quaternary CZTSe compound target was synthesized by solid state reaction method using elemental powders of Cu, Zn, Sn and Se. Powders were milled in high purity ethanol using zirconia ball with mixed size of 1 and 3 mm at the same proportions for 72 hours milling time. The structural, chemical and mechanical properties of the synthesized CZTSe powders were investigated prior to the deposition process. The CZTSe compound powder, and 500?C of sintering temperature shows the best properties for PLD target. Results show that the as-deposited CZTSe thin films with the precursors by PLD have a composition near-stoichiometric.

잠수함용 프로펠러 표면부 균열 발생에 대한 연구

정운화(Un-Hwa Jung),이형신(Hyeong-Sin Lee) 한국산학기술학회 2022 한국산학기술학회논문지 Vol.23 No.1

고도굴곡 후방십자인대 대치형 인공슬관절 전치환술 후 관절운동

정운화(Won-Hwa Jung),하용찬(Yong-Chan Ha),이정수(Jung-Su Lee) 대한정형외과학회 2007 대한정형외과학회지 Vol.42 No.1

목적: 슬관절 전치환술에 사용된 고도 굴곡 후방십자인대 대치형(Superflex™, Stryker Howmedica Osteonics, Allendale, NJ, USA) 슬관절 전치환술 후 관절운동의 변화와 단기 추시 결과를 전향적 연구를 통하여 분석하였다. 대상 및 방법: 2002년 4월부터 2002년 12월까지 고도 굴곡 후방십자인대 대치형 인공 슬관절을 사용하여 수술을 시행한 환자 77명 108예 중 최소 3년 이상 추시된 69명(남자: 1명, 여자: 68명) 98예의 슬관절을 대상으로 하였다. 수술 시 평균연령은 68.1세(53-81세)였고 추시 기간은 최소 3년이었다. 수술 후 1, 2, 3, 6개월, 1년, 2년 및 3년에 환자의 관절운동 범위를 포함한 임상적 평가를 시행하였다. 술전 및 최종 추시 시, 운동범위에 영향을 미칠 수 있는 인자(수술 전 굴곡구축, 수술 전 운동범위, EMI, 술 전 내반각 정도, 술 후 슬관절 점수 및 기능점수)를 검사하여 수술 후 운동 범위에 미치는 영향을 분석하였다. 결과: 수술 후 환자의 최종추시에서 환자의 운동은 평균 128도(범위, 110-145도)였으며, 편안한 자세에서 양반 다리가 가능한 경우는 52명(75.4%)이었고, 편한 자세로 꿇어앉을 수 있는 경우는 20명(29%)이었다. 수술 푸 최종 추시상 슬관절 운동에 영향을 미치는 인자는 수술 전 운동범위가 가장 중요한 요인이었고, 슬관절 점수는 평균 96점(80-100점), 슬관절 기능점수는 93.6점(60-100점)으로 평가하였다. 결론: 고도굴곡형 슬관절 전 치환술에서 관절운동범위는 우수하다고 판단되며, 관절운동범위를 결정하는 것은 환자의 수술 전 관절운동범위라 생각되어진다. Purpose: The purpose of this prospective study was to determine the factors that can be used to predict the postoperative range of motion, and to evaluate the short-term clinical results after total knee arthroplasty (Superflex™, Stryker Howmedica Osteonics, Allendale, NJ, USA). Materials and Methods: A total of 69 patients (98 knees) were included in this study. The same surgeon performed all the procedures between April 2002 and December 2002. The patients' age ranged from 53 to 81 years, with an average of 68.1 years. The preoperative and postoperative factors (BMI, preoperative flexion contracture, preoperative ROM, preoperative femoral-tibial angle, postoperative knee score and function score) influencing the ROM were evaluated. The patients were followed up once per 1 month for up to 3 years. Results: At the last follow-up, the average flexion was 128° (110-145°). Twenty patients could kneel down comfortably. Fifty-two patients could sit cross-legged. The preoperative range of flexion was the most important factor influencing the ROM. The average Knee Society knee score was 96 points (80-100), and the function score was 93.6 points (60-100). Conclusion: Total knee arthroplasty with high-flexion posterior stabilized total knee prostheses showed an excellent ROM and satisfactory early clinical results. The preoperative range of flexion is the most important factor influencing the range of motion after arthroplasty.

슬관절 전치환술에서 내측광근 절개 도달법과 슬개골 내측도달법의 비교

정운화(Wan-Hwa Jung),하용찬(Yong-Chan Ha),차민석(Min-Seok Cha) 대한정형외과학회 2007 대한정형외과학회지 Vol.42 No.3

목적: 슬관절 전 치환술에 있어서 내측광근 절개 도달법과 슬개골 내측 도달법의 차이를 수술 후 방사선학적 및 임상적인 측면에서 비교하고자 하였다. 대상 및 방법: 2003년 1월 1일부터 2003년 12월 31일까지 49명의 환자 98예에서 전향적 연구로 일측에는 슬개골 내측 도달법을 반대측에는 내측광근 절개 도달법을 시행하여 최소 2년 추시를 시행하였다. 수술시간, 수술후 출혈양, 능동적 하지 직거상 시기, 및 슬관절 운동시기 및 정도, 슬개골의 이동도와 경사각을 측정하였고 t-test를 통하여 검정하였다. 결과: 수술 후 능동적 하지 직거상 시기는 내측광근 절개 도달법에서 1.8일로 슬개골 내측 도달군 2.1일에 비하여 다소 빨랐으나 유의한 차이는 없었으며, 술후 4주 추시상 내측광근 절개 도달군에서 후속굴곡이 평균 125.5도 슬개골 내측 도달군이 123.9도로 유의하게 증가된 소견이 관찰되었다(p=0.028). 하지만, 최종 추시상 슬개골의 이동은 내측광근 절개 도달군이 3.4 ㎜, 슬개골 내측 도달군은 1.6 ㎜로 내측광근 절개 도달군에서 유의한 정도의 슬개골 이동이 관찰되었다(p=0.035). 내측 광근 절개 도달군에서 1예의 혈종형성 및 슬개건 건열 골절이 발생하였다. 결론: 내측광근 절개 도달법이 비록초기에 비교적 빠른 재활이 가능하나, 내측 광근의 과도한 손상가능성과 적응증의 한계를 고려할 때 기존의 슬개골 내측 도달법에 비해 우수한 수술방법으로 판단하기 어렵다. Purpose: To evaluate the difference between the midvastus and median parapatellar approach in total knee arthroplasty (TKA) in terms of clinical and radiologic results. Materials and Methods: From January to December 2003, 49 patients having bilateral TKA were randomized prospectivity-one knee having a vastus splitting approach and the other knee having a median parapatellar approach- to compare operation time, postoperative ROM and drain amount, knee society knee score and function score, return to SLR, patellar tilting and displacement. The data was collected during 2 years of follow-up period, and analyzed using paired t-test. Results: The patients with the midvastus splitting approach performed active straight-leg raise sooner (mean, 1.8 day) than the patients operated on using median parapatellar approach (mean, 2.2 days). But, there was no statistically difference. Knee flexion was better at post-operative 4 weeks in midvastus splitting approach group (mean, 125.5 degrees) than the median parapatellar approach group (mean, 123.9 degree)(p=0.028). However, patellar displacement was more severe in midvastus splitting approach group (mean, 3.4 ㎜) than the median parapatellar group (mean, 1.6 ㎜) (p=0.035). There was 1 postoperative hematoma and avulsion fracture of patellar tendon in midvastus splitting approach group. Conclusion: Even though midvastus splitting approach could provides the advantage of early postoperative rehabilitation, The midvastus splitting surgical approach dose not consider as being superioir to median parapatellar approach due to severe injury of midvastus and limitation of surgical indication.

해안경비정 물분사 추진기의 성능시험 연구

정운화(Un-Hwa Jung),김문찬(Moon-Chan Kim),이승호(Seung-Ho Lee),신병철(Byung-Chul Shin),이진희(Jin-Hee Lee) 대한조선학회 2010 大韓造船學會 論文集 Vol.47 No.2

인공 슬관절 전치환술 후 발생한 Fabella 충돌증후군의 관절경적 치료

정운화(Un-Hwa Jung),천충우(Chung-Woo Chun),박철수(Chul-Soo Park),변준호(June-Ho Byun),하용찬(Yong-Chan Ha) 대한정형외과학회 2007 대한정형외과학회지 Vol.42 No.6

인공슬관절 전치환술후 종자골(fabella)에 의한 충돌증후군은 매우 드물게 보고되고 있다. 이에 대한 원인은 대부분 인공관절 삽입물의 위치나 종자골의 크기가 주된 요인 이었다. 또한 지금까지는 고식적인 후외측 도달법에 의하여 제거하는 경우에 대하여 보고하여 왔다. 저자들은 퇴행성 슬관절염으로 진단받은 72세 여자환자의 인공 슬관절 전치환술 이후에 불완전하게 제거된 대퇴골 외측 후방골극과 종자골의 충돌에 의해 발생한 예를 경험하였으며, 이를 관절경적으로 제거하여 술 후 1년 추시상 증상의 재발이 없음을 확인하였다. 인공슬관절 치환술후 발생한 종자골에 의한 충돌증후군의 치료에 관절경적인 종자골의 제거는 고식적인 후외방 접근법에 의한 수술을 대체할 수 있는 한 방법이라 생각된다. Fabella impingement syndrome after total knee arthroplasty (TKA) is a rare condition. However, the location of the inserted prosthesis and the size of the fabella are considered major causative factors. Thus far, a conventional surgical excision of the impinged fabella is recommended treatment for the impingement. A 72-year-old woman was diagnosed with degenerative arthritis of the knee. She complained of fabella impingement due to an incompletely excised bony spur behind the posterolateral femoral prosthesis after TKA. The fabella and remaining bony spur were removed using an arthroscopic procedure. The impingement has not recurred and the range of motion (ROM) of the knee was improved after a 12 months follow-up. Arthroscopic surgery might be an alternative treatment for fabella impingement after TKA.

인공 슬관절 전치환술 시 대퇴골두 중심계측의 정확성 및 대퇴 치환물 정렬의 평가

정운화(Woon Hwa Jung),김동현(Dong Hyun Kim),천충우(Chung Woo Chun),정재헌(Jae Heon Jeong),하용찬(Yong Chan Ha),서재곤(Jai Gon Seo) 대한정형외과학회 2011 대한정형외과학회지 Vol.46 No.4

목적: 인공 슬관절 전치환술에서 슬관절의 정렬은 수술의 결과 및 예후에 많은 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 기존의 골수강외 정렬기법을 이용한 슬관절 전치환술은 술 중 대퇴골두의 중심을 확인하는데 한계가 있어 대퇴삽입물의 관상면 정렬이 정확하지 않은 문제점이 있었다. 본 연구에서는 골수강외 정렬기법을 위해 대퇴골두 중심간 거리를 이용하는 표식자의 정확성 및 대퇴 치환물의 관상면 정렬을 평가 하고자 하였다. 대상 및 방법: 2008년 7월에서 2009년 7월까지 90명 100예의 슬관절을 대상으로 하였으며 술 전 PACS system에서 양측 대퇴골두 중심간 거리를 측정하였고 이를 새롭게 고안된 표식자에 적용하여 환자에 정착 후 단순 고관절 전후면 방사선 사진을 촬영하여 위치 오차를 계산하여 보정하는 방법을 이용하여 시행한 인공 슬관절의 정렬 정도를 대퇴삽입물의 내외반각을 측정하여 분석하였다. 결과: 술 전 시행한 방사선 촬영상 평균 대퇴골길이는 402.5±16.2㎜였고, 수술장에서 실시한 영상에서 대퇴골두와 표식자와의 평균 거리는 49.6±17.9 ㎜, 대퇴 골두 중심의 평균 오차는 3.78±3.14 ㎜였다. 술 후 시행한 방사선 사진상 90예가 관상면상 1도 오차 범위 안에 들었으며, 모든 예에서 2° 오차 범위 안에 들었다. 평균 역학적 축에 대한 대퇴삽입물의 내외반각은 89.9±1.5°(범위, 84.4-93.6°)였고, 96예에서 대퇴 치환물의 관상면상 정렬이 90±3°였다. 결론: 양측 대퇴골두 중심간 거리를 임상적으로 응용한 표식자의 정확성을 평가한 결과 기존의 대퇴골두 중심을 찾는 방법들보다 편리하고 정확한 결과를 얻을 수 있었고, 이러한 방법을 이용한 인공 슬관절의 술 후 정렬 또한 우수하였다. Purpose: Alignment is an important factor in the long-term success of total knee arthroplasty In the total knee arthroplasty, the conventional extramedullary femoral alignment system has significant error in femoral coronal alignment, since it is difficult to find the femoral head center and it is time consuming to determine during the operation. The purpose of our study was to evaluate the accuracy of the newly-designed marker system for extramedullary femoral alignment that uses radiologic distance between the 2 femoral head centers. Materials and Methods: Between July 2008 and July 2009, 90 patients (100 knees) with knee osteoarthritis underwent total knee arthroplasty using the femoral extramedullary femoral guide system. We measured the distance between the femoral head centers using the radiologic picture archiving and communication system (PACS, General Electric, Milwaukee, WI) system preoperatively, then plastic rods and metal pegs were used to simulate the inter femoral head center distance. By placing the center of the plastic rod after marking the inter femoral head center distance on the central body line, we could trace the coronal mechanical axis. We measured the angle between the femoral mechanical axis and the femoral component in standing long leg antero-posterior radiograph to assess radiologically the accuracy of coronal alignment postoperatively. Results: The average femoral length in the study group was 402.5±16.2 ㎜. The mean distance between the femoral head and the center of the marker was 49.6±17.9 ㎜. The average error in estimation of the distance between the femoral head center and the metal peg of the marker was 3.78±3.14 ㎜. The positional error in alignment was 1° or less in 90% and 2° or less in 100% of knees The average angle of femoral component to femoral mechanical axis was 89.9±1.5° (range 84.4-93.6°). The coronal alignment of the femoral components was within 90o±3° in -96% of cases. Conclusion: Our results suggest that the clinical method reported here is a simple and reliable method to localize the center of the femoral head during total knee arthroplasty.

Cu, Zn, Sn, Se 혼합 분말의 소결특성에 미치는 볼밀링 영향

안종헌,정운화,장윤정,이성헌,김규호,Ahn, Jong-Heon,Jung, Woon-Hwa,Jang, Yun-Jung,Lee, Seong-Heon,Kim, Kyoo-Ho 한국분말야금학회 2011 한국분말재료학회지 (KPMI) Vol.18 No.3

In order to make a $Cu_2ZnSnSe_4$ (CZTSe) sputtering target sintered for solar cell application, synthesis of CZTSe compound by solid state reaction of Cu, Zn, Sn and Se mixed powders and effects of ball milling condition on sinterability such as ball size, combination of ball size, ball milling time and sintering temperature, was investigated. As a result of this research, sintering at $500^{\circ}C$ after ball milling using mixed balls of 1 mm and 3 mm for 72 hours was the optimum condition to synthesis near stoichiometric composition of $Cu_2ZnSnSe_4$ and to prepare sintered pellet with high density relatively.