Thermo-osmosis of liquids in a microscale channel is investigated by theoretical and simulation study. From the basic set of conservation equations, the temperature and velocity distributions are derived in the function of the given temperatures and pressure gradient. The pressure gradient for a given temperature gradient is then obtained by the molecular simulation. It is shown that the temperature gradient tangential to the surface induces the pressure gradient and thus the flow in the interfacial region between the liquid and channel surface. The thermo-osmotic flow is proportional to the applied temperature gradient, and the factor of proportionality depends on temperature and intermolecular potential. The origin and characteristics of the phenomenon are discussed in molecular details.
Static and dynamic responses of micro cantilever beam structures undertaking electrostatic forces are obtained employing Galerkin's method based on Euler beam theory. Variations of static and dynamic responses as well as resonant frequencies are estimated for several sets of beam properties and applied voltages. It is shown that the applied voltage influences the deflection and the modal characteristics significantly. Such information can be usefully employed for the design of MEMS structures.
In the present study, the flow characteristics of a peristaltic micropump were numerically analyzed. A channel wall motion of the micropump was simulated using a moving mesh technique. A sine wave pattern was assumed to simulate the peristaltic motion of wall. The present numerical method was verified by comparing the result with the available numerical data. The effects of the operating conditions which include the maximum displacement and frequency of the channel wall and the phase difference between top and bottom walls on the flow characteristics were investigated. From these numerical results, the pressure-flowrate characteristic curve was obtained for various maximum displacement and frequencies.
A numerical analysis has been conducted for flow characteristics and performance of a micropump with piezodisk and MHD(Magnetohydrodynamics) fluid. Various micro systems which could not be considered in the past have been recently growing with the development of MEMS(Micro Electro Mechanical System) and micro machining technology. Especially, micropumps, essential part of micro fluidic devices, are being lively studies by many researchers. In the present study, the piezo electric micropump with electromagnetic resistance for electrically conducting fluids is considered. The prescribed grid deformation method is used for the displacement of the membrane. The change of the performance of the micropump and flow characteristics of the electrically conducting fluid with the magnitude of the magnetic fields, duct size, the position of the inlet and outlet duct are investigated in the present study.
This paper presents a performance analysis of the 1st generation bump foil journal bearings for the micro gas turbine TG75. Static performances such as load capacity and attitude angle are estimated by using soft elasto-hydrodynamic analysis technique, and dynamic performances such as stiffness and damping coefficients are estimated by perturbation method. Rotordynamic analysis for TG75 is performed by using the bearing analysis results. TG75 rotor has 2 horizontal and vertical directional natural modes due to the bearing stiffness characteristics. TG75 rotor will be stably operated between the 1st bending mode at 33000cpm and the 2nd bending mode at 85500cpm. Unbalance response analysis results satisfy the API vibration criteria.
We present a novel micropump of which pumping mechanism is based upon MHD (Magnetohydrodynamic) principle. The MHD micropump uses Lorentz force as pumping source. In the MHD micropump, Lorentz force is applied into initially stagnant conducting fluid to drive it in magnetic and electric field to flow in both directions. The performance of the MHD micropump is obtained by measuring the pressure head difference and flow rate as applied voltage changes from 10 to 60 V DC at 0.19 and 0.44 Tesla. The pressure head difference is 18 mm at 38 mA and the flow rate is 63 ${\mu}{\ell}$ /min at 1.8 mA when the inside diameter of inlet/outlet tube is 2 mm and the magnetic flux density is 0.44 Tesla.
Static and dynamic responses of micro double cantilever beam structures interacted by electrostatic forces are obtained employing Galerkin's method based on Euler beam theory. Variations of static and dynamic responses as well as natural frequencies are estimated for several sets of beam properties and applied voltages. It is shown that the variations of beam properties resulted by manufacturing process influence the deflections and the modal characteristics significantly. Such information can be usefully employed for the design of MEMS structures.
이 연구는 기존에 연구에 의하여 개발된 고인성 섬유복합 모르타르에 고로슬래그미분말을 혼입하여 연성과 강도 측면에서 보다 개선된 재료를 개발함에 목적이 있으며 이를 위해 고로슬래그미분말이 혼입한 배합에 대하여 섬유-모르타르 경계면의 마이크로역학(micromechanics)적 특성과 모르타르 매트릭스의 파괴역학(fracture mechanics)적 특성을 파악하였다. 고로슬래그미분말이 혼입된 배합의 경우에는 고로슬래그미분말을 혼입하지 않은 경우와 비교하여 화학적 부착은 큰 변화가 없지만 마찰부착은 10% 정도 증가하는 것을 알 수 있었다. 한편 모르타르트의 쐐기쪼갬실험을 통해 결정된 매트릭스의 파괴인성은 고로슬래그미분말을 혼입하지 않은 경우보다 파괴인성이 약간 증가하는 것을 알 수 있었다. 결정된 섬유-매트릭스 경계면의 마이크로역학적 특성과 모르타르의 파괴역학적 특성을 이용하여 안정상태 균열이론(steady-state cracking theory)을 배경으로 1축인장 하에서 인장변형률 경화거동을 하는 고인성 섬유복합 모르타르의 기본배합과 물-결합재비의 범위를 선정하였다. 개발된 재료는 1축 인장 하에서 변형률 경화 거동을 나타내었으며 변형률은 3.6%, 인장강도는 약 5.3MPa를 나타냈으며 이는 고로슬래그미분말을 혼입하지 않은 섬유복합 모르타르보다 뛰어난 인장 변형 성능과 놀은 인장 강도이다. 고로슬래그미분말을 혼입할 경우 마찰부착과 파괴인성이 증가하는 효과는 안정상태의 균열이론을 만족시키는 데에 오히려 장해 요인이 된다. 그러나 결과적으로는 이러한 단점을 극복하고 오히려 우수한 인장변형 성능을 나타내었다. 즉, 변형률 경화 거동으로 표현되는 높은 연성에는 악영향을 주지 않으면서 매트릭스의 강도를 향상시키는 효과를 나타낸 것이다. 이러한 우수한 수준의 성능을 보인 이유는 고로슬래그미분말을 혼입함으로써 유동성과 섬유의 분산성이 크게 증진되었기 때문인 것으로 사료된다.
Tapping mode atomic force microscopy (TM-AFM) utilizes the dynamic response of a resonating probe tip as it approaches and retracts from a sample to measure the topography and material properties of a nanostructure. We present recent results based on nonlinear dynamical systems theory, computational continuation techniques and detailed experiments that yield new perspectives and insight into AFM. A dynamic model including van der Waals and Derjaguin-Muller-Toporov (DMT) contact forces demonstrates that periodic solutions can be represented with respect to the approach distance and excitation frequency. Turning points on the surface lead to hysteretic amplitude jumps as the tip nears/retracts from the sample. Experiments are performed using a tapping mode tip on a graphite sample to verify the predictions.
최신 마이크로프로세서에서 성능 최적화된 수치 코드를 작성하는 접근법을 제시하였다. 국소화로 지칭한 이 코드 최적화 방법은 모든 최신 마이크로프로세서에서 채용되는 2차 캐시의 사용을 최대화하고 시스템의 주기억장치에 대한 접근을 최소화하는 개념이다. 본 연구에서는 유체역학 문제의 해결을 위한 LU-SGS 해법을 3 단계에 걸쳐 국소화 하였으며, 요즈음 널리 이용되고 있는 여러 가지 마이크로프로세서들에 대해 시험을 수행하였다. 국소 최적화 개념의 시험 결과는, 컴퓨터 시스템에 따라서는, 같은 컴퓨터에서 완전히 동일한 해를 기본 알고리즘에 비해 7.35배까지 빨리 얻을 수 있는 주목할 만한 성능을 보여 주었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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