• 제목/요약/키워드: 마이크로역학

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마이크로가속도계 센서의 제작공정에서 온도거동 해석 (Analyses of Temperature Behaviours at Fabrication Processes for Microaccelerometer Sensors)

  • 김옥삼
    • 동력기계공학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.73-79
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    • 2001
  • 정전기력을 이용하는 마이크로가속도계 센서는 단결성 실리콘 SOI(Silicon On Insulator) 웨이퍼의 기판에 절전재료 적층과 등방성 및 이방성 부식공정으로 제작한다. 마이크로가속도 센서 개발에는 3차원 미소구조체의 제작공정에서 가열 및 냉각공정의 온도구배로 야기되는 포핑업과 같은 열변형 해석이 최적 형상설계에 중요한 요건이다. 본 연구에서는 양자역학적 현상인 턴널링전류 원리로 승용차 에어백의 검침부 역할을 하는 마이크로가속도 센서의 제조공정에서 소착현상을 방지하는 부가 비임과 턴널갭의 FIB 절단가공과 백금 적층공정의 열적 거동을 해석한다. 마이크로머시닝 공정에서 온도의존성을 고려하여 연성해석하고 유한요소법의 상용코드인 MARC K6.1로 분석한 결과를 단결정 실리콘 웨이퍼로 가공하는 마이크로가속도 센서의 최적공정 및 형상설계를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

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표면 습윤성에 따른 마이크로 채널 내 유동 연구 (Study on Flow by Surface Wettability in Micro-channel)

  • 금현준;김지훈;변도영;이석한;고한서
    • 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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    • 한국가시화정보학회 2007년도 추계학술대회
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    • pp.66-70
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    • 2007
  • 현재 많은 연구들이 작은 크기에 여러 공정을 집적시킬 수 있는 장점을 가진 마이크로 장치의 개발과 활용에 집중되고 었다. 마이크로 장치에서 가장 중요한 것은 미세 유동의 효율적인 제어이다. 본 연구에서는 마이크로 장치에 직접 적용 가능한 표면 개질 된 마이크로 채널의 유동에 대하여 고려하였다. 표면 개질(surface treatment)은 물리적, 화학적인 작용을 통해서 채널 내부 표면의 습윤성을 변화시켜 유동을 제어하는 방법이다. 친수성(glass)을 가지는 마이크로 채널 내부의 일부를 소수성(teflon)으로 개질 후, 고속카메라를 이용하여 채널 내부를 흐르는 유체의 유동 경계면 변화를 분석하였다. 또한 유동 해석을 위한 상용 코드(CFD-ACE)를 이용하여 유동에 대한 수치 해석을 진행하여 가시화된 실험 결과와 비교 분석하였다. 실험 결과와 수치 해석 결과를 통해, 친수성과 소수성 표면 배열에 따른 일시적인 유동 변화를 관찰하였다. 본 연구 결과를 통해 마이크로 채널 유동의 최적화 상태를 찾을 수 있으며, 보다 용이한 미세 유동 제어가 가능하다.

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스토캐스틱 분자동역학 시뮬레이션을 통한 직사각형 마이크로 채널 내의 입자 확산 연구 (STOCHASTIC MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION OF PARTICLE DIFFUSION IN RECTANGULAR MICROCHANNELS)

  • 김영록;박철우;김대중
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2008년도 학술대회
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    • pp.204-207
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    • 2008
  • Stochastic molecular dynamics simulation is a variation of standard molecular dynamics simulation that basically omits water molecules. The omission of water molecules, occupying a majority of space, enables flow simulation at microscale. This study reports our stochastic molecular dynamics simulation of particles diffusing in rectangular microchannels. We interestingly found that diffusion patterns in channels with a very small aspect ratio differ by dimensions. We will also discuss the future direction of our research toward a more realistic simulation of micromixing.

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스토캐스틱 분자동역학 시뮬레이션을 통한 직사각형 마이크로 채널 내의 입자 확산 연구 (STOCHASTIC MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION OF PARTICLE DIFFUSION IN RECTANGULAR MICROCHANNELS)

  • 김영록;박철우;김대중
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2008년 추계학술대회논문집
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    • pp.204-207
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    • 2008
  • Stochastic molecular dynamics simulation is a variation of standard molecular dynamics simulation that basically omits water molecules. The omission of water molecules, occupying a majority of space, enables flow simulation at microscale. This study reports our stochastic molecular dynamics simulation of particles diffusing in rectangular microchannels. We interestingly found that diffusion patterns in channels with a very small aspect ratio differ by dimensions. We will also discuss the future direction of our research toward a more realistic simulation of micromixing.

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전기수력학적 유도 마이크로 펌프에 대한 전산유체역학 해석 (A Computational Fluid Dynamics Analysis on an Electrohydrodynamics Induction Micropump)

  • 이병서;이준식
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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    • pp.1851-1856
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    • 2008
  • A numerical program based on computational fluid dynamics has been developed to simulate characteristics of an EHD induction micropump. The ambiguity of boundary conditions was removed by adopting an equation formulated for electric potential as the dependent variable. The calculations show that the dependency of frequency agrees well with the experiments and the previous analysis. The instability, caused by backflows, is getting stronger as the channel depth increases, which is consistent with experiments. The present study reveals that it is due to the limit in the penetration depth which the electric field can affect. Despite the disadvantage of large channel depth, there is a certain optimal depth for the maximum flow rate.

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마이크로역학에 의하여 제조된 고인성 섬유복합 모르타르의 역학적 특성 (Mechanical properties of ductile fiber-reinforced mortar designed based on micromechanics)

  • 김윤용;김정수;김희신;김진근;하기주
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2004년도 추계 학술발표회 제16권2호
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    • pp.825-828
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    • 2004
  • The objective of this study is to examine mechanical properties of ductile fiber-reinforced mortar designed based on micromechanics. This mortar was produced by employing raw materials commercially available in Korea. To verify property level of this material in uniaxial tension, a series of direct tensile tests were performed with varying water cement ratio. In addition to this, flexural tests as well as compressive tests were carried out. Experiments revealed that the fiber reinforced mortar exhibited high ductility represented by strain hardening behavior in uniaxial tension. Significant enhancements of ductility, in terms of strain at peak stress and post-peak behavior, were also observed during the tests in compression and in bending.

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강섬유와 폴리에틸렌 섬유를 함께 혼입한 SHCC의 물결합재비와 팽창재 치환유무에 따른 역학적 특성 (Influence of Water-Binder Ratio and Expansion Admixture on Mechanical Properties of Strain-Hardening Cement-Based Composite with Hybrid Steel and Polyethylene Fibers)

  • 김성호;이영오;김희종;윤현도
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제24권3호
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    • pp.233-240
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    • 2012
  • 하이브리드 SHCC는 마이크로 섬유에 의한 마이크로 균열제어와 매크로 섬유에 의한 매크로 균열제어 성능이 뛰어나 다양한 분야에 적용가능성이 높은 재료로서 활발히 연구되고 있다. 그러나 SHCC는 부배합으로 자기수축에 의한 수축균열을 고려하여야 한다. 따라서 이 연구에서는 PE섬유와 강섬유가 함께 혼입된 팽창형 하이브리드 SHCC의 역학적 특성을 평가하고자 하였다. 하이브리드 SHCC의 역학적 특성을 평가하고자 W/B(45%, 30%, 20%)와 팽창재 대체유무(0%, 10%)를 변수로하였다. 시험은 수축, 압축, 직접인장 및 휨 시험을 수행하였다. 각 실험들을 통한 성능평가결과 10%의 팽창재를 대체한 W/B 30%의 하이브리드 SHCC에서 역학적 성능 개선이 가장 우수하였다.