• 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.

• 전자공학회논문지SC
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• 제48권4호
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• pp.102-107
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• 2011

본 연구에서는 복수의 항원-항체 결합 반응을 동시에 검출할 수 있는 미세유체역학 기반의 바이오칩을 설계하고 구현하였다. 본 연구의 바이오칩은 항원-항체 결합 반응이 이루어지는 반응기가 단일 채널에 직렬로 연결된 구조를 가지며, 각각의 반응기에는 항체가 고정화된 마이크로비드가 채워진다. 마이크로비드의 누출을 방지하기 위해서 마이크로채널에 위어 구조를 형성하였으며, 이를 위해서 gray-scale photolithography를 이용하였다. 항원-항체 결합 반응 검출 실험을 위해 3종의 항체를 선정하였으며, 각각의 항체를 avidn-biotin 반응을 통해 마이크로비드에 고정화하였다. 그리고, 형광물질이 표지된 항원을 마이크로채널에 연속적으로 주입하여 항원-항체 결합 반응을 유발하였으며, 10분 이내에 반응이 완료되는 것을 확인하였다. 또한, 항원에 따른 해당 반응기에서의 형광강도 증가를 검출함으로써, 미세유체 어레이의 구현 가능성을 확인하였다. 본 연구에서 제안한 미세유체 바이오칩은 면역 반응의 동시 검출을 위해 소요되는 시료의 양을 줄이고 반응 속도를 향상시킬 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제36권6호
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• pp.587-593
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• 2008

본 연구의 목적은 신체 조직의 손상을 최소화할 수 있는 경피(transdermal) 및 국부적인(topical) 약물전달을 가능하게 하는 마이크로 입자가속시스템 개발에 있다. Ballistic 역학을 기반으로 하는 본 방법을 통하여 체순환을 위한 경피 및 국부적 약물 전달이 가능하다. 얇은 금속 포일의 한 쪽 면에 마이크로 입자들을 얹어놓고 뒷면에 레이저를 조사하면 충격파가 발생하고, 이 충격파는 포일을 통과하며 포일의 끝에서 금속-공기간의 acoustic impedance 차이로 expansion wave로 반사되어 포일이 반대 방향으로 변형을 일으키게 한다. 이 순간적인 변형으로 인해 포일에 붙어있던 마이크로 입자들이 가속되어 튕겨 나가게 된다. 입자들이 가속되는 속도가 굉장히 크기 때문에 이들은 신체 조직을 침투할 만한 충분한 운동량을 갖고 있다. 입자들의 침투 여부를 확인하기 위해 우리는 5${\mu}m$ 크기의 코발트 입자들을 연조직을 묘사하는 젤라틴에 가속시켰으며, 주목할 만한 침투 깊이를 얻으며 실험에 성공하였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2014년도 추계학술발표대회
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• pp.118-121
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• 2014

격자 양자 색역학(Lattice Quantum ChromoDynamics; Lattice QCD)은 자연계에 존재하는 중력, 전자 기력, 약한 핵력, 그리고 강한 핵력 등의 기본적인 상호작용 중 강한 핵력의 상호작용을 이해하기 위한 핵물리 분야의 이론이다. 이 물리 역학은 몬테 카를로(Monte Carlo) 기법을 이용하여 대규모 수치 연산을 필요로 하고, 수행시간 단축을 위하여 병렬처리가 필요하다. 본 논문에서는 격자 양자 색역학에서 요구되는 대규모 수치 연산에 대하여 마이크로프로세서와 성능가속기에 최적의 작업부하 분배를 통한 이기종 병렬처리 방법을 제안하고 성능가속기반을 사용한 방법과 제안 방법의 성능을 비교한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.70-77
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• 2010

마이크로시멘트와 마이크로파일의 보조공법은 터널시공 시 지반개량을 위해 자주 사용된다. 본 연구는 교량기초 직하부에 터널 굴착시공 시 마이크로시멘트와 마이크로파일의 보조공법의 사용에 따른 교량과 터널지보재의 영향을 검토한다. 이를 위해 교량의 시공단계와 보조 공법의 단계를 포함하여 단계를 세분화하고, 상시 하천의 수압이 작용하고 있으므로 침투류-역학 연계해석을 수행한다. 이 결과 설계기준값을 상회하는 교각의 부등침하, 교각기초의 각변위량이 발생되는 것으로 조사되었으며, 교량 받침부에 상당량의 추가 반력이 작용되는 것으로 나타났다. 또한 지보재의 응력도 거의 모든 단계에서 기준값을 상회하는 것으로 나타났다. 이는 마이크로시멘트 그라우팅의 시공과정에서 작용하는 주입압이 하부의 암반 층에 의해 구속됨에 따라 주변 지반에 직접 전달 되고, 특히 상부구조물에 큰 영향을 주기 때문인 것으로 판단된다. 단층 대를 보강 하기 위한 마이크로시멘트 그라우팅은 중고압의 가압이 필요하며, 그라우팅에 의한 주입압은 상부구조물의 안전성에 큰 영향을 미친다. 따라서, 구조물의 직하부에서 시공되는 마이크로시멘트 그라우팅에 대한 안전성 검토시 주입압에 의한 지반의 거동 및 구조물의 안전성에 대한 검토과정이 반드시 포함되어야 하며 주입압의 설정 및 관리가 매우 중요하다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권11호
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• pp.89-99
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• 2006

프리캐스트 콘크리트 옹벽은 현장타설 콘크리트 옹벽에 비해 공기 단축효과, 품질의 우수성, 교통 및 인접구조물과의 간섭 최소화 등 많은 장점을 가지고 있다. 하지만 지반조건이 비교적 양호한 직접기초형태의 경우에는 별도의 보강조치를 고려하지 않으면 자중만으로 저항하게 됨에 따라 옹벽의 단면이 증가하게 되고 그에 따른 운반상의 어려움 및 공사비 증가 등의 단점이 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 보완하기 위한 방법으로 마이크로파일공법의 적용성을 평가해 보았다. 마이크로파일공법은 소형장비로 시공이 가능하므로 작업공간의 제약이 없고, 저비용 및 고효율의 장점을 가지고 있으나 보강효과를 높이기 위해 설치한 마이크로파일의 역학적 거동특성이 명확히 규명되지 않은 상태이며, 마이크로파일의 길이, 직경, 설치각도 및 설치위치 등에 대한 설치기준이 없고 경험에 의존하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 프리캐스트 콘크리트 옹벽에 보강된 마이크로파일의 최적보강형태 및 보강효과를 규명 제시하기 위하여 활동 및 전도거동에 대한 실내모형실험을 각각 시행하였다. 또한 실내모형실험 결과를 토대로 제시된 마이크로파일의 최적보강형태를 검증하기 위한 목적으로 유한요소해석 및 한계평형해석 등의 수치해석을 수행하여 마이크로파일의 최적 보강형태를 제시하였다. 실내모형실험과 수치해석으로 프리캐스트 콘크리트 옹벽에 보강되는 마이크로파일의 최적보강형태를 평가한 결과, 마이크로파일은 옹벽높이의 0.4배 저판길이의 0.04배 일 때가, 최적의 보강효율을 보이는 것으로 평가되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.651-658
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• 2010

콘크리트의 슬럼프와 역학적특성에 대한 마이크로 섬유와 매크로 섬유의 영향을 파악하기 위하여 강섬유와 PVA 섬유로 하이브리드 보강된 콘크리트 16배합과 무보강 콘크리트 1배합을 실험하였다. 주요 변수는 강섬유와 PVA 섬유의 체적비 및 길이이다. 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 역학적특성들은 섬유보강지수에 따라 분석되었으며, 강섬유 또는 PVA 섬유만으로 보강된 콘크리트와 비교하였다. 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 슬럼프는 섬유 체적비와 형상비 증가와 함께 감소하였으며, 할렬인장강도, 파괴계수, 탄성계수 및 휨 인성지수는 섬유보강지수의 증가와 함께 증가하였다. 단일 섬유보강 콘크리트의 섬유체적비에 비해 낮은 체적비를 갖는 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 파괴계수와 휨인성지수는 단일 섬유보강 콘크리트에 비해 높았다. 하이브리드 섬유보강 콘크리트의 휨 인성 향상을 위해서는 30 mm와 60 mm 길이의 강섬유를 함께 사용하는 것보다는 60 mm 강섬유만을 사용하는 것이 효율적이었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.235-239
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• 2005

We analyzed the thermal and mechanical behaviors of micro reformer for the purpose of design verifications and modification of micro channels. The reformer designed for hydrogen generation from methanol is essential to PEM(Proton Exchange Membrane) type fuel cell. For the mobile applications, the size and the simplicity would be the most critical issues. We utilized silicon process for micro reformer to obtain the thickness thinner than 2 mm thick. We have used commercial simulation software, IDEAS, to analyze the thermal and mechanical characteristics of micro reformer structure. The heat generation rates of heaters, heat transfer rates, and fluid temperatures are derived from thermal equilibrium relation and these values were used for thermal boundary conditions. We also analyzed the thermal stresses, thermal deformations to examine the possibility of failure.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2004년도 춘계 학술대회논문집
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• pp.224-229
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• 2004

The objective of this work is not only to perform feasibility studies on the CFD (computational fluid dynamics) analysis for the capillary system design but also to provide an enhanced understanding of the autonomous capillary flow. The capillary flow is evaluated by means of the commercial CFD software of FLUENT, which includes the VOF (volume-of-fluid) model for multiphase flow analysis. The effect of wall adhesion at fluid interfaces in contact with rigid boundaries is considered in terms of static contact angle. Feasibility studies are first performed, including mesh-resolution influence on pressure profile, which has a sudden increase at the liquid/gas interface. Then we perform both 2D and 3D simulations and examine the transient nature of the capillary flow. Analytical solutions are also derived for simple cases and compared with numerical results. Through this work, essential information on the capillary system design is brought out. Our efforts and initial success in numerical description of the microfluidic capillary flows enhance the fundamental understanding of the autonomous capillary flow and will eventually pave the road for full-scale, computer-aided design of microfluidic networks.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.54-64
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• 2005

인체 하지 근골격 시스템의 수학적 모델에 대해 최적제어 기법을 이용하여 최대 높이뛰기 운동을 재현하였다. 근육의 비선형 동적특성에 의해 순동역학 접근방법을 사용하였으며 최적제어는 최적화 프로그램인 마이크로 유전알고리즘과 VF02 비선형 최적화 프로그램을 적용하였다. 최대 높이뛰기 운동을 위한 근골격 모델에서 유전알고리즘만으로는 최적해를 얻을 수가 없었다. 유전알고리즘의 해를 비선형 최적화 프로그램의 초기 예측값으로 하여 도약시간에 따른 최적의 운동 신경자극도를 결정하였다. 이러한 접근방법은 초기의 인위적 예측값 없이 최대높이뛰기 운동에 대한 전역해를 제공하였다.