• 제목/요약/키워드: 마이크로역학

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마이크로 채널 내 액체에서의 열삼투현상에 대한 이론 및 시뮬레이션 연구 (Theoretical and Simulation Study of Thermo-Osmosis of Liquid in Microchannel)

  • 한민섭
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제29권1호
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    • pp.131-138
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    • 2005
  • 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.

정전기력을 받는 마이크로 외팔보의 동적 해석 (Dynamic Analysis of Micro Cantilever Beams Undertaking Electrostatic Forces)

  • 정강식;문승재;유홍희
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제14권9호
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    • pp.846-851
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    • 2004
  • 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.

연동형 마이크로펌프의 유동에 대한 수치해석 연구 (A Numerical Study on the Flow Characteristics of a Peristaltic Micropump)

  • 이나리;이상혁;허남건
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제12권4호
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    • pp.37-43
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    • 2009
  • 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.

전자기 전항을 이용한 압전 구동방식 마이크로 펌프의 유동 및 성능 특성에 관한 수치해석적 연구 (A Numerical Study on the Flow and Performance Characteristics of a Piezoelectric Micropump with Electromagnetic Resistance for Electrically Conducting Fluids)

  • 안용준;최청렬;김창녕
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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    • pp.2788-2793
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    • 2008
  • 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.

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공기포일베어링에 지지된 마이크로가스터빈의 회전체동역학적 설계 (Rotordynamic Design of the Micro Gas Turbine Supported by Air Foil Bearings)

  • 김영철;한정완;김경웅;김수용
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 2003년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.662-667
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    • 2003
  • 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.

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로렌츠 힘을 이용한 MHD(Magnetohydrodynamic) 마이크로펌프 (MHD (Magnetohydrodynamic) Micropump Using Lorentz Force)

  • 장재성;이승섭
    • 한국정밀공학회지
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    • 제15권11호
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    • pp.93-99
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    • 1998
  • 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.

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정전기력을 받는 마이크로 이중 외팔 보의 응답 및 모드 해석 (Response and Modal Analyses of Micro Double Cantilever Beams Interacted by Electrostatic Force)

  • 정강식;문승재;유홍희
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2004년도 추계학술대회논문집
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    • pp.656-661
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    • 2004
  • 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.

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고로슬래그미분말이 혼입된 ECC(Engineered Cementitious Composite)의 개발 (Development of an ECC(Engineered Cementitious Composite) Designed with Ground Granulated Blast Furnace Slag)

  • 김윤용;김정수;하기주;김진근
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제18권1호
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    • pp.21-28
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    • 2006
  • 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.

AFM 마이크로캔틸레버의 나노 비선형 동역학 (Nanoscale Nonlinear Dynamics on AFM Microcantilevers)

  • 이수일;홍상혁;이장무
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.1560-1565
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    • 2003
  • 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.

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최신 마이크로프로세서에서 2차 캐쉬 적중률 증가를 고려한 LU-SGS 코드의 가속 (Acceleration of LU-SGS Code on Latest Microprocessors Considering the Increase of Level 2 Cache Hit-Rate)

  • 최정열;오세종
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권7호
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    • pp.68-80
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    • 2002
  • 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.