• Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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• v.20 no.6
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• pp.853-859
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• 2017

Terrorists always threats the global security with the possibility of using prohibited warfare, NBCs(Nuclear, Biological and Chemical Warfare). Compared to other prohibited warfares, most of biological warfare agents (BWAs) have no physical properties and time delays from spread to affect. Therefore the early detection is important to protect and decontaminate from BWAs. On the preliminary detection stage for suspicious material, most of detection kits only serve to know weather the BWAs exists or not. Due to this reason, simple field confirmation testing for suspicious substances have been used to identify materials which show negative result on detection kits. Considering the current Lab on a Chip(LOC) technologies, we suggest simple identification platform for unknown suspicious substances based on paper fluidics. We hope that our research will envision the future direction for the specific point-of-view for LOC technologies on detection strategy of BWAs.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.6 no.1
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• pp.60-67
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• 2003

Flow around an oscillating circular cylinder was experimentally investigated. With varying Keulegen-Carpenter(KC) number from 10 to 30 the flow field with vortex sheddings and the related hydrodynamic fortes exerting on the cylinder were measured. A newly developed PW(paricle image velocimetry) successfully captured the complex vortical flows varying with the KC number and the flow patterns were 'traverse street', 'single pairing' and 'double pairing' of vortices with increasing KC number, At a certain KC number range the lift force undergoes a transition showing little periodicity due to surrounding complicated shedded vortices.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.689-689
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• 2012

ADCP는 하천 단면에서 매우 짧은 시간에 유속과 수심을 정밀하게 측정할 수 있어 재래식의 부자나 프라이스 유속계를 활용한 방식에 비해 유량 관측 정확도가 매우 높고 유체의 흐름장 분석 등 부가적인 정보를 제공하여 최근 국내외에서 매우 활발하게 이용되기 시작하였다. 또한 고정식 수위계나 유속계를 활용한 실시간 유량관측 시 요구되는 유량-수위관계곡선식 검보정에도 활용되고 있다. 하지만 ADCP는 난류나 하천 부유물, 낮은 수심 등으로 음향신호의 교란으로 인해 발생하는 관측 오차로 인해 유속이나 수심을 과다 혹은 과소 산정하여 유량 관측 정확도를 현저히 낮추는 경우가 종종 있어 왔다. 그리고 미세한 셀 단위의 유속 및 수심관측 자료와 측정되지 않은 수면, 바닥, 하안 부근의 영역을 고려한 ADCP 유량 관측 알고리즘의 복잡성으로 인해 일부 관측오차의 수정을 통한 유량 보정이 매우 까다로운 실정이다. 본 연구에서는 ADCP 제작사 별 유량 산정 알고리즘을 파악하여 유속 및 수심 자료의 보정을 통해 유량을 재계산할 수 있는 알고리즘을 계발하였다. 또한 ADCP의 에러속도를 기준으로 통계적인 방법을 통해 과다 혹은 과소 산정된 유속을 필터링하고 수심을 보정하는 알고리즘을 개발하여 원 관측값의 정확도를 높였고 보정된 관측값을 유량 산정에 반영시켜 유량 관측 정확도를 향상시키고자 하였다. 본 알고리즘은 국내외에 다양한 현장조건에서 관측된 ADCP 자료를 바탕으로 적용되어 그 효용성을 입증하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.308-308
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• 2017

국내 하천에 설치된 횡단구조물은 2009년을 기준으로 약 20,753개로 알려져 있으며 수위 유지, 하상고 유지 등의 목적을 가지고 설치된다. 그러나 낙차를 가진 빠른 유속의 흐름을 형성시켜, 하류 하상에서 국소 세굴을 발생시킨다. 이를 방지하기 위해 횡단구조물 하류에 굴요성 구조(flexible structure)인 돌망태, 블록공, 사석 등으로 이루어진 바닥보호공(bed protection)이 설치되나 유실, 침하 등의 문제가 빈번히 발생되고 있어, 문제를 해결하기 위한 연구가 필요하다. 본 연구는 이러한 피복 대책에서 일어날 수 있는 파괴 기구인 전단파괴, 흡출 파괴, 경계 파괴, 하상 형태 변화에 따른 하부 침식 중 흡출 파괴(winnowing failure)를 유발하는 흐름을 검토하기 위한 수치모의를 수행하였다. 이때 흡출 파괴는 바닥보호공의 공극으로 미세한 하상 재료가 난류와 침투류의 작용에 의해 침식되어 바닥보호공이 침하되는 것을 말한다. 수치모의는 전산유체동역학(Computational Fluid Dynamics, CFD) 모형인 FLOW-3D 모형을 이용하였으며, 난류 모형으로 LES 모형을 적용하고 조밀한 격자를 부여하여 바닥보호공의 공극에서 발생되는 비교적 작은 척도의 와(vortex)를 해상할 수 있도록 하였다. 수치모의에 적용된 횡단구조물은 보, 물받이공, 바닥보호공으로 구성하였으며 특히, 바닥보호공의 형상은 구체(sphere)로 가정하여 다층으로 배치하였다. 바닥보호공의 공극 또는 구체 사이에서 발생되는 유속, 압력 등의 흐름특성을 분석한 결과, 바닥보호공 두께가 두꺼울수록 흡출 파괴에 대해 안정적인 것으로 나타났다. 이는 바닥보호공 설계를 위한 기초자료로 활용될 수 있으며, 향후 입자영상유속계(Particle Image Velocimeter, PIV)와 같이 공극에서 흐름을 측정할 수 있는 방법과 병행한 연구를 수행할 수 있을 것이다.

• Journal of the Semiconductor & Display Technology
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• v.16 no.3
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• pp.41-46
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• 2017

This study aims to select suitable co-solvents and to obtain optimal process conditions in order to improve process efficiency and productivity through experimental results obtained under various experimental conditions for the etching and rinsing process using liquid carbon dioxide and supercritical carbon dioxide. Acetone was confirmed to be effective through basic experiments and used as the etching solution for MEMS-wafer etching in this study. In the case of using liquid carbon dioxide as the solvent and acetone as the etching solution, these two components were not mixed well and showed a phase separation. Liquid carbon dioxide in the lower layer interfered with contact between acetone and Mems-wafer during etching, and the results after rinsing and drying were not good. Based on the results obtained under various experimental conditions, the optimum process for treating MEMS-wafer using supercritical CO2 as the solvent, acetone as the etching solution, and methanol as the rinsing solution was set up, and MEMS-wafer without stiction can be obtained by continuous etching, rinsing and drying process. In addition, the amount of the etching solution (acetone) and the cleaning liquid (methanol) compared to the initial experimental values can be greatly reduced through optimization of process conditions.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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• v.20 no.4
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• pp.106-112
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• 2021

Thermoplastic microfluidic devices are used in BioMEMS for medical and biotechnology applications, such as gene extraction, DNA analysis, and virus detection. In this research, a simple fabrication protocol with a commercially available pneumatic hot press is proposed and demonstrated for polycarbonate microfluidic devices. Microfluidic channels with a width of 200 ㎛ and a height of 10 ㎛ were designed and machined onto a brass plate as a mold insert using a CNC milling machine. The resulting microfluidic channels on the mold insert were assessed and found to have an actual width of 198 ㎛ and a height of 10 ± 0.25 ㎛. The microfluidic channels were replicated on a polycarbonate sheet using the proposed replication technique at 146℃ for 20 minutes under a constant load of 2400 kgf. The devices were then naturally cooled to 100℃ while maintaining the same pressure. It was found that the microchannels were successfully replicated in the polycarbonate, with a width of 198 ㎛ and a height of 10.07 ㎛. The proposed replication technique thus offers the rapid mass production of high-quality microfluidic devices at a low cost with a process that, unlike conventional photolithography systems, does not require expensive equipment.

• Journal of the Korean Society of Visualization
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• v.18 no.3
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• pp.116-121
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• 2020

In this study, a single-phase analysis of droplet slug with different contact angles was performed based on the visualization of experimental results. Droplet slug - flowing between gases in a hydrophobic mini channel - moves with a triple contact line without a gas liquid film on the wall. The results show that the rotational flow inside the droplet occurred; this was compared and verified with the results of two-phase analysis. The pressure field shows pressure rise at the front and rear ends. The effective length - the section that satisfies the laminar flow condition - became shorter as the droplet velocity increased. The Choi's correlation for the effective length agrees with this analysis results with a slight difference. This difference is judged as the difference in the contact angle of the slug model.

• Journal of the Korea Convergence Society
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• v.12 no.8
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• pp.179-186
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• 2021

Among the Covid-19 vaccine platforms, mRNA-platform vaccines are summarized qualitatively in this paper. Manufacturing mRNA vaccines consist of serial processes; the preparation process of DNA template, the transcription of mRNA, nanoemulsion process, and the fill and finish unit combined with formulation stages. It is noticeable that major players are collaborated for producing mRNA vaccines. In particular, the nanoemulsion process is recognized to the key process requiring formulated lipid materials to protect modified mRNA until they arrive in intracellular cytosol. It is known that the nanoemulsion process adapts well-designed microfluidic devices. We expect that the nanoemulsion process will stimulate pharmaceutical industries to develop diverse applications.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.171-171
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• 2022

난류 수체에서 관성입자의 침강속도는 정지 수체에서보다 빠르고, 그 침강속도의 증가비율은 입자의 관성력과 난류의 길이 스케일에 큰 영향을 받는다고 알려져 있다(Wang and Maxey, 1993; Yang and Shy, 2003; Wang et al., 2018). 본 연구에서는 개수로 흐름에서 난류의 영향을 받는 관성입자의 침강속도를 측정하고, 정지 상태의 침강속도에 대한 침강속도의 증가비율과 난류 인자의연관성에 대해 조사하였다. 실험에 사용된 관성입자는 비중 1.35, 직경 300 ㎛에서 2000 ㎛까지의 구형 플라스틱(PE; polyethylene) 입자이며, 해당 입자들의 침강속도는 PTV(particle tracking velocimetry) 방식을 통해 측정하였다. 그리고 PIV(particle image velocimetry) 기법을 통해, 개수로 흐름의 난류 에너지 소산율(energy dissipation rate, ϵ)과 그에 따른 Kolomogorov 길이 스케일을 측정하였다. 실험 결과, 모든 직경 조건에서 플라스틱 입자는 난류 흐름에서의 침강속도가 정지 수체에서의 침강속도보다 빠름을 보였으며, 그 비율은 입자 직경이 난류의 길이 스케일과 유사하거나 작아질 때 큰 폭으로 증가하는 것을 확인하였다. 또한 유체 내에서의 관성입자의 거동에 대한 이론식과 비교하여 관성입자의 침강에 미치는 여러 힘들의 상대적 관계를 파악하였다. 본 연구의 결과는 자연 수체에서 미세플라스틱의 거동을 이해하는데 도움이 될 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Society of Visualization
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• v.21 no.3
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• pp.93-100
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• 2023

The yeast Saccharomyces cerevisiae (S. cerevisiae) is considered an ideal eukaryotic model and has long been recognized for its pivotal role in numerous industrial production processes. Depending on the cell cycle phases, microenvironment, and species, S. cerevisiae varies in shape and has different sizes of each shape such as singlets, doublets, and clusters. Obtaining high-purity populations of uniformly shaped S. cerevisiae cells is crucial in fundamental biological research and industrial operations. In this study, we propose an acoustofluidic method for separating S. cerevisiae cells based on their size using surface acoustic wave (SAW)-induced acoustic radiation force (ARF). The SAW-induced ARF increased with cell diameter, which enabled a successful size-based separation of S. cerevisiae cells using an acoustofluidics device. We anticipate that the proposed acoustofluidics approach for yeast cell separation will provide new opportunities in industrial applications.