• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제30권2호
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• pp.69-75
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• 2005

기체전자증폭기(GEM, gas electron multiplier)는 동박이 양면으로 도포된 절연기관에 미세구멍배열을 형성한 박막으로 기존의 기체형 방사선 검출기의 미약한 방사선 신호를 증폭하기 위해 널리 사용되어지고 있다. 미세구멍 내부에 강한 전기장을 형성함으로써 이 내부로 유입되는 전자에 충분한 에너지를 전달, 전자사태를 유도하는 원리를 이용한다. 따라서 GEM의 특성은 GEM을 포함한 방사선 검출기에 인가되는 전압 즉, 전기장의 분포에 의해 결정된다. 따라서 올바르지 못한 전기장의 분포에 대해서는 신호 전자가 수집전극으로 향하지 못하고, GEM의 상 하단의 전극으로 이동, 신호의 손실을 초래할 수도 있다. 본 논문에서는 GEM의 가장 중요한 성능 지표 중 하나인 1차 전자수집효율(primary electron collection efficiency)을 계산하였다. 방사선에 의해 발생된 전자는 전기력선을 따라서만 움직인다는 가정 하에, GEM의 단위 구조에 대해 표류전극에서의 전기력선의 수에 대한 수집전극에서의 전기력선의 수의 비로 전자수집효율을 계산하였다. 전기력선의 계산은 3차원 유한요소법을 이용하여 계산하였다. 본 논문에서 사용한 방법은 가장 이상적인 상황으로 국한되지만, GEM의 설계 및 최적 운전변수 도출에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 춘계학술대회 논문집 반도체 재료 센서 박막재료 전자세라믹스
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• pp.183-186
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• 2004

Unipoled piezoelectric transformers were designed with different input and output area ratios. The voltage step-up ratio increased proportionally with increasing the input area. The piezoelectric transformers operated in each transformer's resonance vibration mode. In this paper, ANSYS(FEM program) was used for analysing piezoelectric transformers. We compared with analysis and experimental results. The voltage step-up ratio showed maximum value in output area of small size. Output characteristics of piezoelectric transformers with various size were simulated. The result of analysis showed 2~7 times higher voltage step-up ratio than a experiment result.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
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• pp.813-816
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• 2004

Unipoled piezoelectric transformers were designed with different input and output area ratios. The voltage step-up ratio increased proportionally with increasing the input area. The piezoelectric transformers operated in each transformer's resonance vibration mode. In this paper, ANSYS(FEM program) was used for analysing piezoelectric transformers. We compared with analysis and experimental results. The voltage step-up ratio showed maximum value in output area of small size. Output characteristics of piezoelectric transformers with various size were simulated. The result of analysis showed $2\sim7$ times higher voltage step-up ratio than a experiment result.

• 한국자기학회지
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• 제20권1호
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• pp.24-27
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• 2010

솔레노이드 전자기 엔진 밸브 액츄에이터는 현재의 내연 연소 엔진의 가변 밸브 타이밍에 가장 적합하고 진보된 장치이다. 하지만 솔레노이드 전자기 액츄에이터는 전력소모가 크다는 단점을 가지고 있다. 따라서 전력소모가 작은 가변 밸브 타이밍을 구현하기 위해 영구자석을 활용한 새로운 전자기 엔진 밸브 액츄에이터를 제안한다. 이 연구에서는 엔진 밸브의 과도운동 시간의 최소화를 통해 엔진의 속도를 극대화하기 위하여 새롭게 제안한 액츄에이터의 형상을 최적 설계하였다. 최적화를 위해 유전자 알고리즘을 사용하고 Matlab과 Maxwell을 활용하여 전역 최적화 시뮬레이션을 수행하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제30권4호
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• pp.330-337
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• 2010

본 논문은 원전 증기발생기(SG, steam generator) 세관의 정밀 진단을 위한 차세대 탐촉자인 배열형 와전류 탐촉자의 특성 해석에 대한 3차원 전자기 수치해석을 수행하였다. 다양한 결함 해석을 위해 ASME(American Society of Mechanical Engineers) 표준시험편과 X-probe combo 표준보정시험편(inline EXP/spiral groove combo standard)을 선정하여 탐상신호를 획득하고, 실제 실험 신호와 비교하여 결과의 타당성을 검증하였다. 표준 보정 시험편의 해석 결과를 바탕으로 원전 SG 세관에서 주로 발생하고 있는 pitting, SCC(stress corrosion cracking), multiple SCC, wear 결함에 대하여 탐상신호를 획득하였다. 해석 대상으로는 원자력발전소 SG 세관으로 사용하고 있는 Inconel 600 도체관을 사용하였고, 이때의 시험주파수는 300 kHz이다. 본 논문을 통하여 각각의 결함에 대한 신호 특성을 파악하여 배열형 와전류 탐촉자의 결함의 종류에 따른 신호 특성을 확인할 수 있었다. 본 논문의 결과는 배열형 와전류 탐촉자의 와전류 탐상 신호 평가시 도움이 될 것이다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.1043-1058
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• 1990

본 연구에서는 전자기 성형법에 의한 원통형상의 가공재의 자유 확관성형 가 공에 대해서 유한요소해석법을 이용한 변형 및 응력해석을 수행하였다. 탄소성 재료 모형을 확장하여 변형 경화율이 변형률 및 변형률 속도의 지배를 받는 변형률 속도 종 속 탄소성 재료 모형을 도입하였고, 1차 제하 이후까지 포함하여 고속 성형시 변형률 속도 효과에 의해 발생하는 현상들에 대해서 연구하였다.결과의 비교 및 논의를 위 하여, 해석대상과 성형조건, 그리고 가공재에 작용하는 자기압력은 Suzuki의 것과 동 일한 것을 사용하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권2호
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• pp.233-239
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• 2013

본 연구에서는 해석과 실험을 결합하여 $15{\mu}m$ 두께 구리 박막의 파괴인성을 평가하였다. 박막의 균열 진전 실험에서 관측된 영상과 동일한 균열 열림 형상을 보이는 국부-전체 유한요소 해석 모델의 원거리장 하중 조건을 역문제로 구성하여 구하게 된다. 단순화시킨 원거리장 하중 조건을 사용하여 유한요소 해석을 하였으며 균열 선단의 J-적분을 통하여 파괴인성을 평가하였다. 실험에서는 균열이 있는 구리 박막을 알루미늄 판에 붙여서 하중을 간접적으로 부여하였으며, 현미경 카메라를 사용하여 균열의 열림을 관측하였다. 마이크로 인장시험기를 사용하여 구리 박막의 응력-변형률 곡선을 구하였으며 구리 박막의 결정립 크기를 관측하기 위하여 투과전자현미경(TEM)을 사용하였다. 본 연구서는 $500nm{\sim}1{\mu}m$ 크기 결정립을 갖는 구리 박막의 파괴인성은 $6,962J/m^2$ 으로 평가되었다.

• 한국자기학회지
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• 제27권2호
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• pp.63-69
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• 2017

함정은 작전 운용관점에서 음향적 및 자기적으로 정숙성이 요구되며, 그 중에서 함정에서 발생하는 자기장 신호는 근거리에서 적의 감시체계 및 기뢰체계 등 위협세력에 의해 쉽게 노출되게 된다. 따라서 아함의 생존성 증대를 위하여 함정의 자기장 신호저감을 위한 다양한 기법이 연구되고 있으며, 최근에는 단순히 자기장 신호의 크기 감소 뿐 만 아니라 자기장 신호의 변화율 성분에 대한 감소까지 추가적으로 요구되고 있다. 본 논문에서는 상용 전자기 유한요소해석 도구를 이용하여 함정 축소모델에 대한 유도 자기장 신호를 예측하고, 소자코일을 배치하였다. 그리고 기울기 구속조건을 고려한 입자 군집 최적화 알고리즘을 적용하여 소자코일의 최적 소자전류를 도출하였다. 기울기 구속조건 유/무에 따른 소자 후 자기장 신호를 비교함으로써 최적 소자기법의 타당성을 해석적으로 검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권8호
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• pp.1119-1127
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• 2010

본 논문에서는 작동 평면상의 네 위치에서 사중안정점을 가지는 신개념 전자기형 마이크로 액추에이터의 구조체와 전자기 로렌츠력을 이용하는 구동 방식을 제시하고, 이의 타당성을 비선형 구조해석 및 전기-열해석을 통하여 검증하였다. 사중안정성 액추에이터의 구현을 위해서 관련 분야에서 널리 연구되고 있는 쌍안정성 액추에 이터의 개념을 확장 응용하였다. 비선형 유한요소해석을 이용하여 사중안정성 미소 구조체의 정적 해석과 과도동 적 해석을 수행함으로써 액추에이터 구조체의 다중안정성 유무를 파악하고 이 결과를 분석하여 구조체 설계에 반영하였다. 사중안정성 미소 구조체를 도체화하여 자기장 내에서 구조체에 전류를 통할 때에 발생하는 로렌츠력으로 평면상의 네 안정점으로 구조체를 구동할 수 있도록 고안하고, 그 때 필요한 구동전류의 크기 및 전자기 구동에 의한 주울열에 의한 온도분포를 계산하여 전반적인 타당성을 검토하였다. 본 논문은 지금까지의 관심 대상인 쌍안정성의 이용이 아니라 더욱 확장된 다중안정성을 가진 미소 액추에이터의 구조체와 전자기 구동방법을 제안하여 향후에 다중안정성을 필요로 하는 마이크로 시스템에 활용될 수 있도록 하는데 그 의미가 있다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.159-165
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• 2008

본 논문에서는 전자기 유한요소 해석을 통하여 배열와전류프로브의 T/R 코일의 와전류탐상 특성을 해석하였다. 신호해석을 위해 사용된 결함은 Notch 결함이며, 결함의 깊이는 관두께를 기준으로 40[%]로 하였으며, 결함의 위치는 관의 내부 및 외부에 있는 것으로 하였다. Transmit 코일을 중심으로 Receive 코일의 위치를 원주방향으로 $0[^{\circ}]$, $30[^{\circ}]$, $60[^{\circ}]$, $90[^{\circ}]$에 위치시키면서 신호해석을 수행하였다. 프로브의 전자기적 특성을 해석하기 위하여 맥스웰 방정식을 이용하여 지배방정식을 유도하였고, 이를 3차원 유한요소법을 이용하여 수치 해석을 수행하였다. 두 종류 결함의 수치해석 비교 결과 내부결함의 신호가 외부결함보다 크게 발생하였고, Transmit 코일에 대한 Receive 코일의 각도 및 위치 변화시 결함신호의 차이를 확인할 수 있었다. ASME 표준 시험편을 이용한 배열와전류 프로브의 와전류탐상 실험신호와 비교결과 유사한 신호를 확인할 수 있었다. 본 논문의 결과는 배열와전류 프로브의 와전류 탐상 신호 평가시 도움이 될 것이다.