• 방사성폐기물학회지
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• 제21권1호
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• pp.175-182
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• 2023

APro, a modularized process-based total system performance assessment framework, was developed at the Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) to simulate radionuclide transport considering coupled thermal-hydraulic-mechanical-chemical processes occurring in a geological disposal system. For reactive transport simulation considering geochemical reactions, COMSOL and PHREEQC are coupled with MATLAB in APro using an operator splitting scheme. Conventionally, coupling is performed within a MATLAB interface so that COMSOL stops the calculation to deliver the solution to PHREEQC and restarts to continue the simulation after receiving the solution from PHREEQC at every time step. This is inefficient when the solution is frequently interchanged because restarting the simulation in COMSOL requires an unnecessary setup process. To overcome this issue, a coupling scheme that calls PHREEQC inside COMSOL was developed. In this technique, PHREEQC is called through the "MATLAB function" feature, and PHREEQC results are updated using the COMSOL "Pointwise Constraint" feature. For the one-dimensional advection-reaction-dispersion problem, the proposed coupling technique was verified by comparison with the conventional coupling technique, and it improved the computation time for all test cases. Specifically, the more frequent the link between COMSOL and PHREEQC, the more pronounced was the performance improvement using the proposed technique.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제34권6호
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• pp.416-425
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• 2021

In the 4^th industrial age, electronic devices are becoming smaller and lighter with a low power consumption to overcome spatial limitation. The piezoelectric energy harvesters can convert mechanical kinetic energy into electric energy; thus, enabling the operation of small electronic devices. Recently, various piezoelectric harvesters have been reported and the electric output from these harvesters could be anticipated by theoretical analysis methods. For example, COMSOL Multiphysics software provides a theoretical simulation of piezoelectric effect with a combination of mechanical and electrical phenomena in the piezoelectric materials. This article introduces a brief modeling of piezoelectric harvester to investigate mechanical stress and electrical output of harvesting devices by the COMSOL Multiphysics software.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권7호
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• pp.1484-1488
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• 2009

본 논문은 LED조명기구의 상용화에 가장 큰 문제로 제기되는 방열설계에 관한 논문으로서, COMSOL을 이용한 방열해석을 통하여 문제해결의 방법을 제시한다. COMSOL Multiphysics에 있는 Heat Transfer Module의 Transient Analysis를 활용하여 해석한 결과, 시뮬레이션 값과 시작품 제작 후 측정 온도와의 차이가 10[$^{\circ}C$]이하로 도출되었으며, Led Lamp가 설치되는 실내.외의 환경조건의 온도변화에 따른 제 요소들을 잘 활용하면 실제 작품의 목표치에 근접하는 결과를 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.180-180
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• 2022

최근 하천 횡단구조물로 형성된 호소 및 저수지에는 오랜 시간동안 다양한 유기 퇴적물이 유입되고 오염되어 호소환경 및 호소 생태계에 악영향을 미칠 수 있으며, 환경 여건에 따라 메탄과 온실가스를 유발할 수도 있다. 이러한 온실가스를 검출하고 그 원인을 파악하여 감축하는 일련의 기술이 국가적인 온실가스 감축 정책과 맞물려 새로운 이슈로 등장하였다. 일반적으로 메탄가스를 측정하는 실험은 BMP(Biochemical Methane Potential)-Test이며, 수치모의에 비해 BMP-Test는 수심이 깊은 지역이나 유속이 빠른 구역에는 적용이 어려운 한계가 존재한다. 이러한 BMP-Test의 한계점을 보완하는 차원에서 사전검증된 수치모형 COMSOL Multiphysics 소프트웨어를 이용하여 메탄가스 발생기작을 재현 및 도출하고 실내 실험결과와 비교 분석하였다. 첫째, COMSOL Multiphysics가 호소에서 발생하는 메탄가스 발생기작의 재현 타당성을 입증하기 위해 동일한 조건의 인공합성된 유기물을 이용한 실내 실험에서 수행된 BMP-Test와 비교·분석을 수행하였다. 둘째, COMSOL Multiphysics에 TOC(총유기탄소), TP(총 인)에 따른 유기물 조건과 메탄 발생 화학식을 설정하여 온도에 따른 메탄 생성량과 반응상수를 산출하였고, 이를 BMP-Test 결과와 비교하였다. BMP-Test의 비교·분석 결과를 바탕으로 하천 및 호소에서 발생하는 메탄가스 발생에 대한 COMSOL Multiphysics의 활용가능성을 검증하였다. 향후 하천 및 호소로부터의 발생가능한 온실가스 감축 목표를 달성하기 위한 하천 유기물 환경의 평가 또는 최적화 조성에 유사한 검증과정을 거친 COMSOL Multiphysics를 활용할 수 있을 거라 기대된다.

• 한국지구과학회지
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• 제38권1호
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• pp.80-90
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• 2017

FEM 수치해석을 위한 사면체격자 생성을 위해서는 물체의 볼륨정보를 표현할 수 있는 Boundary Representation (B-Rep) 모델이 필요하다. 공학분야에서는 파라메트릭 솔리드 모델링(Parametric Solid Modeling) 방법을 사용하여 B-Rep 모델을 정의한다. 반면 지질모델링은 메쉬 기반의 불연속(discrete) 모델링 방법을 사용하는데 이를 지질솔리드모델(Sealed Geological Model)이라 부르며 지층, 단층, 관입암, 모델 경계면과 같은 지질학적 인터페이스들을 이용해 지질도메인을 정의한다. 공학분야의 파라메트릭 모델링과 불연속 모델링 방식의 자료구조의 차이로 인해 불연속 B-Rep 모델은 공학분야에서 사용하는 다양한 오픈소스, 상용 메쉬제작 소프트웨어와 쉽게 호환되지 않는다. 이 논문에서는 공학용 메쉬 제작 소프트웨어와의 호환성을 가지도록 지질솔리드모델을 대표적인 오픈소스인 Gmsh와 상용 FEM 해석 소프트웨어인 COMSOL로 변환하는 프로그램을 제작하였다. 지질모델링 소프트웨어를 통해 제작한 복잡한 지질구조모델을 사용자 편의성을 갖춘 다수의 상용 소프트웨어서 쉽게 활용할 수 있어 지열, 암석역학 등 다양한 지구과학 시뮬레이션 연구에 도움이 될 것으로 생각된다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제10권1호
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• pp.176-187
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• 2015

DC bias will cause abnormal vibration of transformers. Aiming at such a problem, transformer vibration affected by DC bias has been studied combined with transformer core and winding vibration mechanism use multi-physical field simulation software COMSOL in this paper. Furthermore the coupling model of electromagnetic-structural force field has been established, and the variation pattern of inner flux density, distribution of mechanical stress, tension and displacement were analyzed based on the coupling model. Finally, an experiment platform has been built up which was employed to verify the correctness of model.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제13권6호
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• pp.2434-2440
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• 2018

A new type of piezoelectric micromachined ultrasonic transducer (pMUT) with high resonant frequency was developed by using a thin lead zirconate titanate (PZT) as an insulation layer on a floating $10{\mu}m$ silicon membrane. The PZT insulation layer facilitated acoustic impedance matching at active pMUT, leading to a high performance in the acoustic conversion property compared with the transducer using $SiO_2$ insulation layer. The fabricated ultrasonic devices were wirelessly measured by connecting two identical acoustic transducers to two separate ports in a single network analyzer simultaneously. The acoustic wave emitted from a transducer induced a $3.16{\mu}W$ on the other side of the transducer at a distance of 2 cm. The transducer performances in terms of device diameters, PZT thickness, annealings, and different DC polings, etc. were investigated. COMSOL simulation was also performed to predict the device performances prior to fabrication. Based on the COMSOL simulation, the device was fabricated and the results were compared.

• 한국결정성장학회지
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• 제28권5호
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• pp.185-190
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• 2018

Tonpilz 트랜스듀서를 FEM 시뮬레이션인 COMSOL의 structural module을 이용하여 구현하였다. 트랜스듀서의 음압 특성과 시뮬레이션 결과를 비교하기 위하여 acoustic module을 이용하여 형성된 음압의 공간적인 분포와 실제로 트랜스듀서를 구현하여 마이크로폰으로 측정한 음압 분포를 비교하였다. 그 결과, 공진주파수와 최대 음압은 시뮬레이션의 경우는 28 kHz에서 163.5 dB로 예측되었고 실제 제작된 트랜스듀서에서는 28.84 kHz에서 137.8 dB로 측정되었다. 또한 모사된 음압 분포와 실제로 측정한 음압 분포가 유사한 패턴으로 형성되는 것을 확인하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제17권2호
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• pp.227-234
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• 2019

국내 고준위 방사성폐기물 심층처분시스템에 대한 프로세스 기반의 종합성능평가체계(APro) 개발을 위하여 사용자 편의성이 향상된 모델링 인터페이스를 구축하였다. APro의 모델링 인터페이스는 프로그래밍 언어인 MATLAB을 이용하여 구축되었고, 다중물리현상 모사가 가능한 COMSOL과 지화학반응 계산이 가능한 PHREEQC를 계산 엔진으로 활용하여 연산자분리 방식을 적용하였다. APro는 모델링 영역을 기존의 정형화된 처분시스템으로 제한함으로써 모델의 자유도는 낮지만, 사용자 편의성을 향상시켰다. 처분시스템에서 고려되는 주요 현상들을 모듈화하였고, 이를 "Default process"와 다수의 "Alternative process"로 구분하여 사용자가 선택할 수 있도록 함으로써 모델의 유연성을 높였다. APro는 크게 입력자료 부분과 계산실행 부분으로 구성된다. 기본 입력자료는 하나의 EXCEL 파일에 일정한 포맷으로 정리되고, 계산실행 부분은 MATLAB을 이용하여 코딩되었다. 최종적인 전체 계산 결과는 독립적인 COMSOL 파일 형태로 생성되도록 하여 COMSOL을 이용한 계산 결과의 후처리가 가능하도록 하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제27권2호
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• pp.152-156
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• 2010

This study is focused on the channel design of bipolar plate in the electrode of hydrogen gas generator. The characteristics of hydrogen gas generation was studied in view of efficiency of hydrogen gas generation rate and a tendency of gas flow through the riv design of electrode. Since the flow rate of generated gas is the most crucial in determining the efficiency of hydrogen gas generator, we adopted the commercial analytical program of COMSOL $Multiphysics^{TM}$ to calculate the theoretical flow rate of hydrogen gas from the outlet of gas generator.