• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.31 no.1C
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• pp.39-51
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• 2011

A large number of small particles may surround large gravels which are non-contact and dispersed within the ground. The strength of such soil may be influenced by the mechanical properties of a few coarse gravels. A specimen or gravel size can impact the shear characteristics of sand with dispersed gravels. In this study, the size of gravel and specimen varies and its effect on shear characteristics of a granular soil was evaluated. Five sizes of gravels with 7, 12, 15, 18, and 22 mm were used repeatedly and inserted in the middle of each compacted layer. A specimen consists of five or ten equal layers depending on gravel size, which is 5 cm or 10 cm in diameter and 10 cm or 20 cm in height. An embedded gravel ratio by weight is 3% and constant for all cases with gravel. After consolidation, a series of undrained triaxial compression tests under three confining pressures was performed on sand with dispersed gravels. The maximum deviator stress of a specimen with 10 cm in diameter was at average 30% higher than that with 5 cm in diameter and increased up to 90% for a specimen with gravel. When a gravel size of 7 and 12 mm used, the maximum deviator stress of a specimen with 10 cm in diameter was higher than that of one without gravel, whereas the maximum deviator stress of a specimen with 5 cm was higher or lower than that without gravel. The gravel size and specimen diameter influenced the undrained behavior of sand. The maximum deviator stress of a specimen with gravel either increased or decreased compared to that without gravel, depending on the ratio of gravel size to specimen diameter, 1/5.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2008.11a
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• pp.587-588
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• 2008

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2007.06a
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• pp.519-520
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• 2007

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.588-593
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• 2006

자연하천은 일반적으로 만곡수로나 사행수로 형태를 보이고 있으며, 직선수로에서와 달리 원심력에 기인한 이차류 영향을 받게 된다. 이차류에 의해서 수면에서는 만곡부 바깥쪽으로, 하상에서는 만곡부 안쪽으로의 흐름특성을 보이게 된다. 만곡부 안쪽으로 가해지는 하상 전단응력에 기인하여 하상에서의 입자가 만곡부 안쪽으로 이송되며, 결과적으로 만곡부 안쪽에는 점사주가, 바깥쪽에는 소(pool)가 생성된다. 또한 지형경사의 생성으로 입자에 가해지는 중력효과도 변화된다. 따라서 이와 같은 자연하천의 흐름과 하상변동을 수치모의 하기 위해서는 만곡부 이차류 특성을 고려한 모형이 필요하다. 본 연구에서는 수심 적분된 흐름방정식과 하상토 보존방정식 (Exner equation)을 이용한 하상변동을 위한 비연계 수치모형을 위해서 하상토 보존방정식의 유한요소 알고리즘을 개발하였다. 하상토 보존방정식은 흐름 특성에 따른 평형 유사량의 공간변화율을 이용하여 일정 기간 동안의 하상 변화량을 계산한다. 이 때 이차류에 의한 하상 전단응력의 편각 및 지형경사 변화에 따른 실제 입자의 이송방향을 보정하여 평형 유사량이 계산된다. 이러한 보정식을 적용시키기 위해서는 유속성분의 공간변화량 및 지형경사의 공간성분이 필요하다. 유한요소법은 연속성 변수를 이산화시켜 근사해를 구하는 수치기법의 일종이기 때문에, 요소망이 불규칙적으로 구성되었을 경우 임의의 절점에서 연속성을 지닌 변수의 공간변화율을 계산하는데 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 평형 유사량 계산 시에 절점이 아닌 요소 내부에서 평형 유사량을 계산하는, 하상토 보존방정식의 새로운 유한요소 알고리즘을 개발하고, 새로운 알고리즘을 적용시킨 수치모형의 검증을 행하였다. 경계조건 알고리즘의 검증으로 위해서 Soni 등 (1980)이 행한 상류 유입 유사량에 따른 하상변동을 수치 모의하고 실험치와 비교하였으며, Sutmuller와 Glerum (1980)이 수행한 만곡수로에서의 하상변동을 모의하고 실험과 비교하였다. 새로운 알고리즘을 적용시킨 하상토 보존방정식의 유한요소 수치모형의 결과는 매우 안정적이며, 실험과 매우 유사한 결과를 얻을 수 있었다. 본 수치모델은 현재 균일한 입자의 하상토만을 고려하므로, 입자분급이나 하상 장갑화 현상 등은 무시한다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.2 no.5
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• pp.320-329
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• 1992

In 2Y-TZP powders calcined at temperature range of 80$0^{\circ}C$0 to 150$0^{\circ}C$, the effect of stabilization and the transformability of tetragonal phase on the tetragonal to monoclinic transformation have been investigated. The transformability of tetragonal phase in calcined powders shows maximum at the calcination temperature of 130$0^{\circ}C$. This result is explained by a combined effect of the increase of particle size and of constrained force among the particles with increasing the calcination temperature. The amount of transformed monoclinic phase with calcination temperature after quenching in liquid nitrogen, stress induction and isothermal aging at 25$0^{\circ}C$is also explained by the transformability of tetragonal phase determined by the sum of particle size effect and constraint effect.

• Tunnel and Underground Space
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• v.31 no.4
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• pp.270-288
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• 2021

We proposed a numerical method to simulate the hydro-mechanical behavior of rock fracture using a grain-based distinct element model (GBDEM) in the paper. As a part of DECOVALEX-2023 Task G, we verified the method via benchmarks with analytical solutions. DECOVALEX-2023 Task G aims to develop a numerical method to estimate the coupled thermo-hydro-mechanical processes within the crystalline rock fracture network. We represented the rock sample as a group of tetrahedral grains and calculated the interaction of the grains and their interfaces using 3DEC. The micro-parameters of the grains and interfaces were determined by a new methodology based on an equivalent continuum approach. In benchmark modeling, a single fracture embedded in the rock was examined for the effects of fracture inclination and roughness, the boundary stress condition and the applied pressure. The simulation results showed that the developed numerical model reasonably reproduced the fracture slip induced by boundary stress condition, the fracture opening induced by fluid injection, the stress distribution variation with fracture inclination, and the fracture roughness effect. In addition, the fracture displacements associated with the opening and slip showed good agreement with the analytical solutions. We expect the numerical model to be enhanced by continuing collaboration and interaction with other research teams of DECOVALEX-2023 Task G and validated in further study experiments.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.9 no.4
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• pp.35-45
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• 2002

The stresses of the underfill/chip interface due to thermal loading was studied using the finite element method. At first, the effective properties of underfill for several volume fractions of silica particles were calculated by Mori-Tanaka method for three different material sets, and the parameters of singularity for the bimaterial edge and the bimaterial wedge were calculated. Consequently, the stresses at the underfill/chip interface with volume fraction of silica particles were investigated. Five different geometric models of flip-chip assembly involving two kinds of bimaterial strips and three kinds of three-layer models were considered under the assumption that the underfill is homogeneous. It was assumed that all components of the flip-chip assembly were linear elastic and isotropic, and their properties were temperature independent. The analysis was conducted in the context of the uncoupled plane thermo-elasticity under a plane strain assumption.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1999.06a
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• pp.61-66
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• 1999

반복 응력 상태 아래서 알루미나 세라믹의 피로 표면손상 누적현상이 분석되었다. 연속 미끄럼 접촉 시에 발생하는 응력 상태를 재현하기 위해서 동시에 작용하는 수직-수평 반복 압축하중 기법이 사용되었다. 알루미나 구와 평판의 접촉면에서 알루미나 미세 결정의 피로 파손에 의한 마모 입자 형성 기구가 관찰되었고, 반복하중의 횟수와 수직-수평 하중비가 커질수록 마모량은 증가하였다. 반복 접촉하중에 의한 표면손상 누적이 접촉 수직 변위 측정으로 정량화 되었다. 두 접촉 구조물의 강성 (하중-변위 선도의 기울기) 변화가 두 재질의 탄성계수의 변화로 표현되었다.

• Proceedings of the KSR Conference
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• 2003.10b
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• pp.85-91
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• 2003

본 연구에서는 원과 선분을 이용하여 복잡한 형상의 입자를 표현할 수 있는 2차원 개별요소법(DEM) 알고리즘에 3종류(균등분포, 정규분포, 대수정규분포)의 입도분포를 구현할 수 있도록 하였다. 개발된 프로그램을 이용하여 다양한 반지름을 갖는 원형요소를 구현하고 도상자갈을 원하는 입도분포로 모델링할 수 있었다. 그리고 우선적으로 균등분포에 대하여 변위제어 하중 재하 방식에 의하여 도상으로부터 노반으로 전달되는 응력을 파악하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.113-113
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• 2012

플라즈마 내에서 발생하는 입자는 플라즈마 내 전기적 및 화학적 특성으로 인해 응집이 적고 균일한 특성을 가진다. 이에 따라 도포성이 좋으며 낮은 응력을 가지는 박막의 형성이 가능하다. 이러한 특성을 가지는 나노입자는 메모리, 고효율 박막형 태양전지 등에 이용될 수 있다. 특히, PECVD (Plasma enhanced chemical vapor deposition) 공정 중 플라즈마가 켜져있는 동안 수소 가스를 펄스형태로 추가 주입하는 방법은 실리콘 이온 사이의 결합을 통한 표면 성장을 일부 방해하여 이를 통해 최종적으로 생성되는 실리콘 입자의 크기제어를 가능하게 한다. 이러한 과정으로 PECVD내에서 생성된 입자의 입경 분포는 기존의 경우 공정 중 포집을 한 후 전자현미경을 이용하였지만 실시간 측정이 불가능한 한계가 있었고, 레이저를 이용한 실시간 측정은 그 측정범위의 한계로 인해 적용에 어려움이 있었다. 이에 따라 본 연구에서는 저압에서 실시간으로 나노입자 크기분포 측정이 가능한 PBMS (particle beam mass spectrometer)를 이용하여 PECVD 내에서 수소가스 펄스를 이용하여 발생되는 실리콘 입자를 공정 변수별로 측정하여 각 변수에 따른 입자 생성 경향을 분석하였다. 실리콘 나노 입자의 측정은 PBMS 장비의 전단 부분을 PECVD 장치 내부에 연결하여 진행하였다. 수소 가스 펄스를 이용한 실리콘 입자 생성의 주요 변수는 RF pulse, $H_2$ pulse, 가스 유량 (Ar, $SiH_4$, $H_2$), Plasma power, 공정 압력 등이 있다. 이와 같이 주어진 변수들의 제어를 통해 생성된 나노입자의 입경분포를 PBMS에서 실시간으로 측정하고, 동일한 조건에서 포집한 입자를 TEM 분석 결과와 비교하였다. 측정 결과 각각의 변수에 대하여 생성되는 입자의 크기분포 경향을 얻을 수 있었으며, 이는 추후 생성 입자의 응용 분야에 적합한 크기 분포 특성을 가지는 실리콘 입자를 제조하기 위한 조건을 정립하는데 중요한 역할을 할 것을 기대할 수 있다.