• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제21권4호
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• pp.132-137
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• 2022

In this paper, we have studied the quadrature error reduction for the single drive 3-axis MEMS Gyroscope. There was a limitation of the previous study which is the z-axis quadrature error was large. To reduce this value, design methodologies were presented. And the methodologies included a different mesh application, z-rate spring structure change, and mass compensation for balancing of the structure. We conducted the modal analysis, drive mode analysis and sense mode analysis using COMSOL Multiphysics. As a result, a drive resonant frequency was 26003 Hz, with the x-sense, y-sense, z-sense being 26749 Hz, 26858 Hz, 26920 Hz, respectively. And the Mechanical sensitivity was computed at 2000 degrees per second(dps) input angular rate while the sensitivity for roll, pitch, and yaw was computed 0.011, 0.012, and 0.011 nm/dps respectively. And z-axis quadrature error was successfully improved, 2.78 nm to 0.95 nm, which the improvement rate was about 66 %.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권4호
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• pp.372-376
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• 2022

Since the ZnO varistor is a semiconductor device, the internal thermal distribution during the varistor operation is recognized as an important factor in the performance and deterioration of the varistor. For an optimal varistor structure design, the thermal runaway phenomenon during the varistor operation was interpreted using the Comsol 5.2 analysis program by a finite element analysis. The maximum temperature of the center measured in the cross section of the ZnO varistor was confirmed to increase as the temperature moved from the lower electrode to the center towards the upper electrode up to 572.6 K. The electrodes are thinned so that the influence of the Schottky barrier is not great. The heat gradient balance is determined to be improved when the electrode of the hybrid form is introduced. The thickness, density, pore distribution, impurity uniformity, and particle size of the ZnO varistor are required, and it is determined that the pyrolysis gradient will be improved regardless of the electrode thickness. When these results are applied to design the ZnO varistor, the optimal structure of the ZnO varistor can be obtained.

• Composites Research
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• 제20권4호
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• pp.25-30
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• 2007

섬유강화 복합재료는 비강도 및 비 강성도가 뛰어나기 때문에 무게 절감을 위해 항공우주, 선박, 기계 같은 다양한 공학 분야에 널리 사용되고 있다. 각 층의 재료 물성치는 일반적인 금속재료에 비해 큰 변동성을 갖는 것으로 알려져 있으며 하중 방향에 따라 매우 민감하게 반응한다. 그러므로, 복합재 적층판의 설계에서 불확실성을 고려하는 것은 매우 중요하다. 본 논문은 COMSOL과 MATLAB을 이용하여 끝단 변위, 고유진동수, 좌굴응력이 설계 요구조건으로 정의된 경우, 재료 물성치의 불확실한 변동성을 고려하여 복합재 구조물의 거동에 대한 신뢰성 해석을 수행하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제36권4호
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• pp.391-396
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• 2023

Recently, as power and electronic devices have increased in frequency and capacity, it has become a major concern to protect electronic circuits and electronic components used in these devices from abnormal voltages such as various surges and pulse noise. To respond to variously rated voltages applied to power electronic devices, the rated voltages of various varistors can be obtained by controlling the size of internal particles of the varistor or controlling the number of layers of the varistor. During bonding, the problem of unbalanced thermal runaway occurring between the electrode and the varistor interface causes degradation of the varistor and shortens its life of the varistor. In this study, to solve the problem of unbalanced heat distribution of stacked varistors to adjust the operating voltage, the contents of the ZnO-based varistor composition were 96 wt% ZnO, 1 mol% Sb₂O₃, 1 mol% Bi₂O₃, 0.5 mol% CoO, 0.5 mol% MnO, and 1 mol% TiO₂. A multi-layered ZnO varistor was modeled by bonding a single varistor with a composition in three layers according to the operating voltage. The thermal distribution of the triple-layered ZnO varistor was analyzed for the thermal runaway phenomenon that occurred during varistor operation using the finite element method according to Comsol 5.2.

• 방사성폐기물학회지
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• 제21권4호
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• pp.517-529
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• 2023

The objectives of this paper are: (1) to conduct the thermal analyses of the disposal cell using COMSOL Multiphysics; (2) to determine whether the design of the disposal cell satisfies the thermal design requirement; and (3) to evaluate the effect of design modifications on the temperature of the disposal cell. Specifically, the analysis incorporated a heterogeneous model of 236 fuel rod heat sources of spent nuclear fuel (SNF) to improve the reality of the modeling. In the reference case, the design, featuring 8 m between deposition holes and 30 m between deposition tunnels for 40 years of the SNF cooling time, did not meet the design requirement. For the first modified case, the designs with 9 m and 10 m between the deposition holes for the cooling time of 40 years and five spacings for 50 and 60 years were found to meet the requirement. For the second modified case, the designs with 35 m and 40 m between the deposition tunnels for 40 years, 25 m to 40 m for 50 years and five spacings for 60 years also met the requirement. This study contributes to the advancement of the thermal analysis technique of a disposal cell.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제37권3호
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• pp.309-313
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• 2024

The key to determining the lifetime of OLED device is how much brightness can be maintained. It can be said that there are internal and external causes for the degradation of OLED devices. The most important cause of internal degradation is bonding and degradation in the excited state due to the electrochemical instability of organic materials. The structure of OLED modeled in this paper consists of a cathode layer, electron injection layer (EIL), electron transport layer (ETL), light emission layer, hole transport layer (HTL), hole injection layer (HIL), and anode layer on a glass substrate from top to bottom. It was confirmed that the temperature generated in OLED was distributed around the maximum of 343.15 K centered on the emission layer. It can be seen that the heat distribution generated in the presented OLED structure has an asymmetrically high temperature distribution toward the cathode, which is believed to be because the sizes of the cathode and positive electrode are asymmetric. Therefore, when designing OLED, it is believed that designing the structures of the cathode and anode electrodes as symmetrically as possible can ensure uniform heat distribution, maintain uniform luminance of OLED, and extend the lifetime. The thermal distribution of OLED was analyzed using the finite element method according to Comsol 5.2.

• 방사성폐기물학회지
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• 제15권4호
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• pp.321-332
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• 2017

전극 구성에 따른 고효율 전해정련공정의 일반적인 모델을 구축하기 위하여, 상미분방정식 인터페이스를 갖는 COMSOL Multiphysics V5.3 전착 모듈을 사용하여 수치해석을 실시하였다. 구축된 모델은 한국원자력연구원에서 제작한 실험실 규모 (1kg 우라늄/day 규모) 다중배열전극 전해정련장치를 사용해 전극 간 거리, 전극 배열을 변수로 하여 실시한 실험의 전류밀도-전위 곡선과 비교하였다. 공정온도는 $500^{\circ}C$이다. 용융염은 3wt% $UCl_3$가 포함된 LiCl-KCl 공융염을 사용하였다. 검증된 모델을 이용하여 전류밀도-셀전위 곡선을 계산한 결과 전극 간 거리가 가까울수록, 전극 배열은 양극/음극 면적비가 증가할수록 셀 전위가 낮아져 전해정련장치의 우라늄 처리효율을 향상시킬 수 있다는 것을 확인하였다. 이러한 접근은 고출력 사용후핵연료 전해정련기의 안전설계를 위한 데이터베이스 구축에 유용할 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.61-66
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• 2010

본 논문은 LED감성조명장치를 개발하여 뇌파 파장과 조명의 색온도 변화에 따른 상관관계를 뇌파실험을 통해 측정하였다. 이를 위해 장치개발을 통한 열 해석과 뇌파실험의 두 부분으로 실험을 하였다. LED감성조명장치의 모듈은 메탈 PCB에 Chip LED를 배치하여 COMSOL Multiphysics로 열 해석 결과 LED와 PCB의 경계면 온도는 약 $80^{\circ}C$이며, PCB의 바닥면까지는 약 $50^{\circ}C$까지 변화함을 검증 하였으며, 결과적으로 실 제작의 근사치에 가까운 방열설계가 가능함이 확인 및 적합한 조명기구로 판정되었으며, 뇌파측정을 위해 색온도를 $2,300^{\circ}K$, $4,000^{\circ}K$, $6,000^{\circ}K$ 세가지 조건으로 피 실험자의 기본상태(휴식, 주의력, 집중력)를 측정 하였으며 그 결과 색온도가 낮을수록 편안함과 안락함을 느낀다는 것을 검증 할 수 있었다. $4,000^{\circ}K$의 조건으로 실험을 했을 때 주의력의 지수가 약간 높아짐을 볼 수 있는데 이는 $4,000^{\circ}K$가 우뇌의 기능을 활성화 시킬 수 있는 추론이 가능하며 $6,000^{\circ}K$이상에서는 일반 형광등 아래의 색온도와 유사함으로 상태가 변화되지 않았음을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.367-372
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• 2018

오래된 구조물의 내부 결함은 그 구조물의 안전에 큰 영향을 미친다. 따라서 안전에 문제가 생기기 전에 미리 검사를 진행하고 발견하는 것이 중요하다. 가장 쉽고 효율적인 방법은 육안으로 구조물을 진단하는 것이나, 프리스트레스트 콘크리트(PSC) 교량과 같은 구조물에서 부식이나 공극 같은 결함들은 피복으로 감싸져 있어 육안으로는 확인이 불가하다. 따라서 내부 결함도 진단할 수 있는 비파괴검사방법을 이용하여 진단해야 한다. 본 연구에서 사용되는 기술은 전력용 케이블을 진단할 때 주로 사용되는 시간 영역의 반사파 계측법과 시간-주파수 영역의 반사파를 적용하여 종단지점에 부착된 측정기계에서 인가한 신호가 이동하는 중 전기적 임피던스 변화에 의해 발생하는 반사파를 분석하는 기술로 측정시간 단축, 검사의 간편 성과 같은 측면에서 훨씬 큰 효율성을 가진다. 하지만 토목 구조물은 전력용 케이블과 달리 내부 구조가 복잡하여, 실제 진단을 진행하는데 어려움이 있기에 본 연구에서는 실제 실험과 COMSOL을 이용한 시뮬레이션의 결과를 확인 및 비교하여 시뮬레이션의 정확도와 적용가능성을 확인하였고, 반사파 계측법이 복잡한 구조물을 대상으로도 사용 가능한지 그 가능성 또한 보았다. 또한 더 나아가, 시뮬레이션을 통해 프리스트레스트 콘크리트(PSC) 교량의 덕트 내부에 공극 및 부식과 같은 결함이 생겼을 때, 그 결함들이 반사파에 미치는 영향을 보았다.

• 전기화학회지
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• 제22권1호
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• pp.43-52
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• 2019

리튬이차전지(Lithium Secondary Batteries)를 에너지원으로 채용하는 분야가 다양해짐에 따라, 기존 요구 특성뿐만 아니라 각 분야에 특화된 성능 평가 결과까지 요구하고 있다. 이에 대응하기 위해 각 전지 제조사는 연구 인력을 충원하고 고가의 장비를 지속적으로 도입해서 다수의 전지를 오랜 기간 평가해야 하는 어려움을 겪고 있다. 이를 해소하기 위해, 전지 모델링(Modeling)을 기반으로 한 모사(Simulation) 기법을 도입하여, 실험 횟수를 최소화하고 실험 시간도 단축하려는 시도를 지속하고 있다. 현재까지 다양한 리튬이차전지 모델링 기법이 보고되고 있으며, 목적에 따라 최적 기법이 선택 및 활용되어 왔다. 본 리뷰 논문에서는 뉴만(Newman) 모델을 기반으로 한 전기화학적 모델링(Electrochemical Modeling) 기법을 상세히 설명한다. 특히, 전극 반응속도를 나타내는 버틀러-볼머식(Butler-Volmer Equation), 각 상(Phase)에서 전자와 이온의 균형 방정식 (Material and Charge Balance Equations), 그리고 전지의 온도 변화를 설명할 수 있는 에너지 균형 방정식 (Energy Balance Equation)의 물리적 의미를 쉽게 설명하고, COMSOL Multiphysics를 이용한 간단한 해석 과정과 결과를 제시한다.