• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.108-108
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• 2000

급증하는 무선통신 정보수요는 특히, 고주파대역 (300NHz-300GHz)에서 사용되는 공진기, 필터, 발진기 등과 같은 소자의 품질향상을 요구하고 있다. 고주파용 유전체 중 ZrTiO4 는 $\alpha$-PbO2 계열의 사방정구조를 갖고 있는 유전체로서 높은 유전율 ($\varepsilon$=40)과 높은 품질계수 (Q=1/tan$\delta$=4700 at 7GHz)를 갖고 있고, Sn 첨가시 0ppm/$^{\circ}C$의 공진주파수 온도계수를 얻을 수 있다고 보고되어 있다. 본 연구에서는 약 110$0^{\circ}C$ 이상에서 안정한 상으로 존재하는 ZrTiO4를 저온에서 증착하여 준안정한 상태로 결정화되게 한후, 유전손실 (tan$\delta$)과 유전율($\varepsilon$)을 측정하였다. 또한 증착온도와 열처리과정에 따른 박막의 us형 (Strain) 정도의 변화를 X-선 회절결과로부터 분석하였으며 이를 측정된 유전특성 값과 비교하였다. ZrTiO4 박막은 DC magnetron reactive sputter로 Zr과 Ti 타겟으로부터 high phosphorous doped Si (100) 기판위에 증착하였다. 압력은 4mTorr로 유지하고 박막의 화학양론적 조성비를 맞추기 위해 각 타겟에 가해지는 power는 Zr/Ti=500W/650W로 고정하고, 반응가스의 비율을 Ar/O2=17sccm/3.5sccm으로 유지하여 박막내에 인입되는 산소량을 제어하였다. 증착 직후와 열처리 후의 박막특성을 비교하기 위해 증착온도를 상온에서부터 $600^{\circ}C$까지 변호시키고 증착후 각각의 시편을 80$0^{\circ}C$ 산소분위기에서 2시간동안 열처리하여 시편을 준비하였다. 박막의 상형성 여부와 결정성변화는 $ heta$-2$\theta$X-선 회절법을 사용하여 조사하였고, EPMA를 이용하여 박막의 조성을 확인하였다. 유전특성의 측정을 위해 백금 상부전극을 증착한 후, impedance analyzer를 이용하여 100kHz 영역에서의 유전손실을 측정하고, 측정된 정전용량과 박막의 두께로부터 유전율을 계산하였다. ZrTiO4 박막은 증착온도 20$0^{\circ}C$ 이상에서 결정성을 보이기 시작했으며, 열처리 이후에는 상온에서 비정질이었던 시편이 $650^{\circ}C$ 이상의 온도에서 결정화되기 시작하였다. 증착온도에 따라 유전손실은 0.038에서 0.017 정도로 감소하는 경향을 나타냈으며, 각각 열처리에 의해서 0.034, 0.005 정도로 다시 감소하였다. 박막의 유전율은 약 35 정도의 값을 나타내었으며 X-선 회절 data로부터 분석한 박막의 변형은 증온도에 따라 7.2%에서 0.04%로 감소하였고 이 이경향은 유전손실은 감소경향과 일치하였다.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.2 no.4
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• pp.103-114
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• 1998

The floors of building structures equipped with vibrating machines can be susceptible to large vibration as a result of resonance or beating. Such a vibration can be reduced efficiently by using tuned mass dampers. However, the effectiveness of the damper depends greatly on the location and the natural frequency of the damper. To determine the optimum damper location is especially important since the dynamic behavior of a building structure varies with the location of the input loading. To this end, it is intended to decide the location and natural frequency of tuned mass dampers for reducing vibration of both loaded floors and floors located nearby the loaded floors considering the location and frequency components of the loading. The Vector composition method and the super elements are used th obtain the responses in steady states, and the optimum damper location and natural frequencies were found with the given damper mass.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics
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• v.11 no.4
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• pp.29-37
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• 1974

Theoretical analysis is carried out for the curtoff wavelength characteristics of rectangular waveguide containing a step-ridge. In order to obtain the cutoff wavelength of step-rigde waveguide, an transmission matriz is formulated by the method of equivalent transverse resonance. The characteristic equation, in which the wavelength is obtainable by the numerical method, is derived from the equation. An approximate determination of the dominant mode fields in step-ridge waveguides at all frequencies has been made. Using these fields, the characteristic impedance equation is derived from power considerations. Analyzing the results of the calculations, the following characteristics are noted. The values of λ /a of TE10 mode increase with decreasing gap lengths and with increasing step width S or S , or both. Experimental results of cutoff characteristics are in good agreement with the theoretical analusis. It is shown that a waveguide within which a step-ridge is placed has a lower cutoff frequency and impedance than empty guide without it. Therefore, the role of a step-ridge guide is to broadening the bandwidth 2 to 3 times more than that of an empty guide of the same demension.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.8
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• pp.1129-1136
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• 2010

Damper springs in a drive-line absorb the impulsive torque generated when a lock-up clutch is connected directly, instead of via a fluid coupling. Design optimization and finite element analysis were performed to improve the shock- and vibration-absorption capacity of the lock-up clutch. For this purpose, a multi-body dynamics model was developed by including the main parts of a vehicle, such as an engine with a clutch, a transmission, drive shafts and wheels, and a whole mass of a vehicle. The spring constants were selected so that resonance of a system could be avoided. Damper springs were optimized on the basis of the spring constants, impulsive torques, compressed angles, spring counts, fatigue constraints, etc. Topology optimization was performed for three plates with the damper springs. The compliance was set up as an objective function, and volume fraction was fixed below 0.3. A new shape for the plates was proposed on the basis of the topology result.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.16 no.9
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• pp.1643-1653
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• 1992

A method, which uses analytical or numerical modal analysis results, e.g. from finite element analysis, to select desirable response measurement and excitation points for an efficient modal testing is introduced. First, points of master degree of freedom(DOP) are determined so as to statistically minimize errors between responses of a full order model and those estimated from the reduced order model. Such master DOF's are selected as the response measurement points. Then a criterion named 'driving point model constant(DPMC)' related to the magnitudes of resonance peaks of the driving point freqency response functions used to select the point of excitation out of the master DOF's. In this work, the method is demonstrated through applications to modal testing on a one dimensional cantilever beam and an aluminum plate and the results are compared with those by another technique. also, the method is applied to a two dimensional structural component of a passenger car.

• Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.26 no.1
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• pp.39-45
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• 1989

Many mechanical systems including ships and/or offshore structures have poor dynamic response characteristics such as undesirable natural frequencies and undesirable mode shapes. It is mandatory to redesign the structure. In this paper a procedure for the dynamic redesign of an undamped structural system is presented. The method which uses a penalty function with a penalty term containing error in equilibrium for a given vibration mode may have a shortcoming. This method includes unconstrained eigenvector degrees of freedom as unknowns. In the work developed here, only constrained mode shape changes are used in the solution procedure, resulting in a reduction of the unnecessary calculations. Among the set of equations which characterizes the redesign of the structural systems, the under constrained problem is discussed here and formulated as an optimization problem, with an optimal criterion such as minimum change or minimum structural weight of the system. Four simple numerical applications illustrate the efficiency of the method. The method can be applied to the vibration problems of ships and/or offshore structures with an implementation of the commercial FE codes.

• The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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• v.24 no.3
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• pp.337-347
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• 2013

It is generally well-known that the inevitable high power electromagnetic wave affects the malfunction and disorder of electronic equipments and serious damages in electronic communication systems. Hence, it is necessary to take measures against high power electromagnetic(HPEM) wave for protecting electronic devices as well as human resources. The topological analysis based on Baum-Liu-Tesche(BLT) equation simplifying the moving path of electromagnetic and the observation points and Power Balance Method(PWB) employing statistical electromagnetic analysis are introduced to analyze relatively electrically large cavity with little time consumption. In addition to the PWB method, full wave results for cylindrical cavity with apertures and incident plane wave are presented for comparison with time-consumption rate according to the cavity size.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.22 no.4
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• pp.203-214
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• 2010

This study numerically investigates the wave control of 2-rowed Impermeable Rectangular Submerged Dike(IRSD) with an object of how to control short-period and solitary waves simultaneously based on the Bragg resonance phenomenon that elevates the wave control performance. The boundary integral method using Green formula and the 3-D one-field Model for immiscible TWO-Phase flows (TWOPM-3D) by 3-D numerical wave flume have been used for the numerical predictions for short-period and solitary waves, respectively. These numerical models were verified through the comparisons with the previously published numerical results by other researchers. Through the parametric tests of numerical experiments for short-period waves, an optimum model of 2-rowed IRSD of a lowest transmission coefficient has been found. Furthermore, the performances of 3-D wave control for solitary waves were evaluated for the various free board, crown widths and gap distance between dikes, and have been compared with those of a single-rowed IRSD. Numerical results show that a 2-rowed IRSD with a less cross sectional area than 1-rowed one improves the wave attenuation performances when it is compared to that of single-rowed IRSD. Within the test frequency ranges of the numerical simulations conducted in this study, 2-rowed IRSD with an optimum gap distance shows an outstanding improvement of the wave attenuation up to 58% compared to that of single-rowed IRSD.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2010.06a
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• pp.18-18
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• 2010

전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하고 또한, 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환할 수 있는 압전 세라믹스는 압전 변압기 (piezoelectric transformer), 초음파 모터, 센서 등과 같은 응용분야에 광범위하게 사용되고 있다. 특히, 전원장치에 있어서 현재 주요 전자제품에 사용되고 있는 권선형 변압기와 같은 전자 변환기의 대체품으로 압전 세라믹스 소재의 특성을 이용한 압전변압기의 개발과 응용연구는 국내외적으로 활발히 연구되어왔다. 압전변압기는 권선형 변압기와 비교 하였을 때 누설자속이 없어 노이즈 발생이 없고, 공진주파수만을 이용하므로 출력의 파형이 정현파에 가까워 고조파 잡음이 없으며, 불연성의 특징을 가지고 있다. 추가적으로 압전 변압기는 소형화, 슬림화, 경량화가 가능하며 90%이상의 높은 효율을 얻을 수 있다. 또한, 단판형 압전변압기의 출력한계를 개선하기 위해 높은 승압비와 고출력을 갖는 적층타입의 압전변압기가 제안되었다. 압전변압기용 조성 세라믹스는 높은 에너지 변환효율을 위해서 전기기계결합계수 ($k_p$)가 커야 하며, 발열에 의한 온도 상승을 억제하기 위하여 기계적 품질계수(Qm)가 큰 것이 바람직하다. 또한, 높은 전류를 발생하기 위해서는 유전상수가 커 압전변압기의 출력측 정전용량을 크게 하여야한다. 이러한 압전변압기의 제작 조건을 위해 우수한 압전 및 유전특성을 갖는 PZT계 세라믹스가 주로 사용 되어져 왔다. 그러나, PZT계 세라믹스의 우수한 압전 및 유전특성에도 불구하고 $1000^{\circ}C$에서 급격히 휘발하는 PbO의 성질 때문에 환경적으로나 인체의 건강문제로 인해 전세계적으로 그 사용량을 제한하고 있다. 또한 적층 압전변압기의 구조적 특성상 내부전극과 함께 소결하여야 하는데, 이때 소결온도가 높으면 값비싼 Pd합량이 높은 전극을 사용하여야 한다. Pd함량이 10%미만인 Ag/Pd 전극을 사용하기 위해서는 $950^{\circ}C$ 이하에서 저온소결이 가능한 세라믹스 제조가 필수적이라 할 수 있다. 소결온도를 낮추는 방법으로는 다른 물질들을 치환하여 소결온도를 낮추는 방법과 미세분말을 만들어 그레인사이즈를 미세화 하는 방법들이 있다. 많은 미세 분말 제조 방법 중에서 Attrition mill은 일반적인 ball mill에 비해 분말의 입도를 미세하게 할 수 있어 증가된 분말의 비표면적에 의하여 반응을 촉진시킴으로써 저온소결이 가능한 세라믹스를 만들 수 있다. 따라서 본 연구에서는 소결온도가 낮으면서도 유전 및 압전특성이 우수한 조성을 사용하여 적층 압전변압기를 제작하여 전기적 특성을 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.229-229
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• 2007

나노결정 합금재료를 전력선 통신 커플러용 자심재료로 응용하기 위해서는 고주파 대역에서의 손실 특성이 제어되어야 한다. 즉 고속 전력선 통신을 위한 자심재료의 투자율 및 완화 주파수 등의 전자기적 특성은 30MHz까지 우수하고 안정적으로 유지되어야 하며, 높은 투자율 및 자속밀도, 공진주파수뿐만 아니라 낮은 전력손실 값을 가져야 한다. 따라서 본 연구에서는 나노결점 합금 리본 표면에 딥 코팅, 졸-겔법, 진공함침 등의 방법을 이용하여 PZT, $TiO_2$ 및 $SiO_2$ 등의 산화물 고저항층을 형성시켜 자기적 성질을 유지하면서 고주파 대역의 와전류 손실을 감소시켜 통신용 자심재료로의 응용성을 향상시키고자 하였다. PZT 슬러리의 제타전위 조절을 통해 최적의 분산조건을 얻을 수 있었고, 평균 150nm인 PZT 입자의 초미립자와 가소제, 분산제, 결합제의 첨가조건을 확립할 수 있었다. 딥-코팅은 슬러리 내 유지시간 10초, 인상속도 5mm/min로 30회 반복되었을 때 가정 우수한 특성을 나타내었으며, 고주파 대역에서의 손실 감소효과를 나타내었다. 그리고 졸-겔법에 의해 제조된 슬러리를 이용한 $TiO_2$와 $SiO_2$ 산화물 저항층 코팅을 통해 금속 알콕사이드의 혼합조건 및 저항층 형성용 슬러리의 제조조건을 확립하였고, 합금 리본표면에 균일하고 우수한 점착력을 가지는 저항층을 형성시킬 수 있었으며, 이에 따른 코어손실의 감소효과를 나타낼 수 있었다. 또한 진공 함침법을 통한 저항층 형성에서, $TiO_2$ 나노분말을 표면 저항층으로 코팅했을 때, 가장 높은 코어손실 감소효과를 나타내었다. 한편, 표면 저항층이 형성된 나노결정 합금으로 제조한 자심재료를 이용하여 전력선 통신용 비접촉식 커플러에의 적용과 시험을 통해 고주파 손실 감소효과에 의한 신호전송 특성과 전류특성을 향상시킬 수 있었다.