• 제목/요약/키워드: Constant Phase Element

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콘크리트 비균질성에 대한 수치모델의 영향 (Effects of Numerical Modeling on Concrete Heterogeneity)

  • 이인규;김우
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제18권2호
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    • pp.189-198
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    • 2006
  • 서로 다른 공학적 특성을 가진 재료로 구성된 2상 복합체인 콘크리트의 본질적인 균열 발생 현상과 전파 양상을 관찰하기 위해서는 보다 비균질성이 명확해지는 크기 규모에 대한 관찰이 필요하다. 시멘트성 입상재료인 콘크리트의 경우 이러한 비균질성의 영향은 골재입자의 형상, 비등방성, 체적비, 공극률 그리고 골재-모르타르 간의 계면 특성 등으로 나타나며, 주로 중규모 크기에서 고려될 수 있다. 실제적으로 이러한 모든 영향요소를 전부 위상적으로 고려하기는 어려우므로 이러한 중규모 크기의 수치모델은 상대적으로 큰 혼입재인 골재와 그 골재들을 구속하고 있는 모르타르로 구분되는 2상 복합체로 간주하고 임의의 응력 상태에서 모르타르-모르타르 간 점착파괴와 골재-모르타르 간 부착파괴가 재료의 비균질성에 따라 달라지는 현상을 관찰하였다. 더불어 중규모의 균열과 거시규모의 균열 양상을 비교하는 데 수치 동질화 과정을 이용하여 비교하였다.

유한요소법에 의한 대전력 IGBT 모듈의 열.응력해석 (Thermal and Stress Analysis of Power IGBT Module Package by Finite Element Method)

  • 김남균;최영택;김상철;박종문;김은동
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.23-33
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    • 1999
  • 유한요소법을 이용한 IGBT 3상 풀브릿지 모듈의 열.응력 해석을 수행하였다. 패키지 재료에 의한 영향을 살피고자 AIN과 $A1_2O_3$절연기판을 사용한 경우를 비교하였으며, 적층구조의 규격을 변화시켜 열해석 및 열응력 해석결과를 비교하였다. 열해석 경계조건 설정에 따른 차이를 비교하기 위하여 등가열전달계수 경계조건(FHTCC)과 일정온도 경계조건(CTC)으로 나누어 해석하였다. 절연기판 면적의 증가는 열저항 감소에 거의 기여하지 못하였으나 열응력 감소에는 상당한 효과를 보였는데, 기판면적이 3배 넓어지면 열저항 감소분은 $A1_2O_3$ 절연기판 모듈에서 8.9%정도, AIN 절연기판 모듈에선 1.5% 정도 감소하는데 그쳤으나 열응력은 최고 60%의 감소를 보였다. 또한 솔더의 두께가 증가할수록 열저항은 증가하였으나, 열응력은 감소 또는 일정하게 유지함을 확인하였다. 각 모듈에서 최대응력값은 모두 절연기판과 접촉된 상, 하부 Cu pad에서 발생하였으며 모듈 패키지 가장자리 부분보다는 중앙부의 응력값이 높았다.

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Fluid-structure interaction system predicting both internal pore pressure and outside hydrodynamic pressure

  • Hadzalic, Emina;Ibrahimbegovic, Adnan;Dolarevic, Samir
    • Coupled systems mechanics
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    • 제7권6호
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    • pp.649-668
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    • 2018
  • In this paper, we present a numerical model for fluid-structure interaction between structure built of porous media and acoustic fluid, which provides both pore pressure inside porous media and hydrodynamic pressures and hydrodynamic forces exerted on the upstream face of the structure in an unified manner and simplifies fluid-structure interaction problems. The first original feature of the proposed model concerns the structure built of saturated porous medium whose response is obtained with coupled discrete beam lattice model, which is based on Voronoi cell representation with cohesive links as linear elastic Timoshenko beam finite elements. The motion of the pore fluid is governed by Darcy's law, and the coupling between the solid phase and the pore fluid is introduced in the model through Biot's porous media theory. The pore pressure field is discretized with CST (Constant Strain Triangle) finite elements, which coincide with Delaunay triangles. By exploiting Hammer quadrature rule for numerical integration on CST elements, and duality property between Voronoi diagram and Delaunay triangulation, the numerical implementation of the coupling results with an additional pore pressure degree of freedom placed at each node of a Timoshenko beam finite element. The second original point of the model concerns the motion of the outside fluid which is modeled with mixed displacement/pressure based formulation. The chosen finite element representations of the structure response and the outside fluid motion ensures for the structure and fluid finite elements to be connected directly at the common nodes at the fluid-structure interface, because they share both the displacement and the pressure degrees of freedom. Numerical simulations presented in this paper show an excellent agreement between the numerically obtained results and the analytical solutions.

Electrochemical Impedance Characteristics of a Low-Temperature Single Cell for CO2/H2O Co-Reduction to Produce Syngas (CO+H2)

  • Min Gwan, Ha;Donghoon, Shin;Jeawoo, Jung;Emilio, Audasso;Juhun, Song;Yong-Tae, Kim;Hee-Young, Park;Hyun S., Park;Youngseung, Na;Jong Hyun, Jang
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제13권4호
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    • pp.462-471
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    • 2022
  • In this study, the electrochemical impedance characteristics of CO2/H2O co-reduction to produce CO/H2 syngas were investigated in a low-temperature single cell. The effect of the operating conditions on the single-cell performance was evaluated at different feed concentrations and cell voltages, and the corresponding electrochemical impedance spectroscopy (EIS) data were collected and analyzed. The Nyquist plots exhibited two semicircles with separated characteristic frequencies of approximately 1 kHz and tens of Hz. The high-frequency semicircles, which depend only on the catholyte concentration, could be correlated to the charge transfer processes in competitive CO2 reduction and hydrogen evolution reactions at the cathodes. The EIS characteristics of the CO2/H2O co-reduction single cell could be explained by the equivalent circuit suggested in this study. In this circuit, the cathodic mass transfer and anodic charge transfer processes are collectively represented by a parallel combination of resistance and a constant phase element to show low-frequency semicircles. Through nonlinear fitting using the equivalent circuit, the parameters for each electrochemical element, such as polarization resistances for high- and low-frequency processes, could be quantified as functions of feed concentration and cell voltage.

수소재액화를 위한 자기냉매용 HoN 나노분말 합성 및 자기열량효과 연구 (Study on the Synthesis of HoN Nanoparticles and Magnetocaloric Effect as Magnetic Refrigerant for Hydrogen Re-Liquefaction)

  • 김동수;안종빈;장세훈;정국채;김종우;최철진
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제25권6호
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    • pp.594-601
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    • 2014
  • Rare-earth (RE) nitrides can be used as magnetocaloric materials in low temperature. They exhibit ferromagnetism and have Curie temperature in the region from 6 to 70 K. In this study, Holmium nitride (HoN) nano particles were prepared through plasma arc discharge technique and their magnetocaloric properties were studied. Nitrogen gas ($N_2$) was employed as an active element for arc discharge between two electrodes maintained at a constant current. Also, it played an important role not only as a reducing agent but also as an inevitable source of excited nitrogen molecules and nitrogen ions for the formation of HoN phase. Partial pressure of $N_2$ was systematically varied from 0 to 28,000 Pa in order to obtain single phase of HoN with minimal impurities. Magnetic entropy change (${\Delta}S_m$) was calculated with data set measured by PPMS (Physical Property Measurement System). The as-synthesized HoN particles have shown a magnetic entropy change ${\Delta}S_m$) of 27.5 J/kgK in applied field of 50,000 Oe at 14.2 K thereby demonstrating its ability to be applied as an effective magnetic refrigerant towards the re-liquefaction of hydrogen.

열형 적외선 센싱소자용 Mn-Ni-Co계 써미스터 박막 특성 평가 (Evaluations of Mn-Ni-Co type thermistor thin film for thermal infrared sensing element)

  • 전민석;최덕균
    • 한국결정성장학회지
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    • 제13권6호
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    • pp.297-303
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    • 2003
  • rf magnetron sputtering법을 이용하여 Mn-Ni-Co계 써미스터 박막을 증착하였다. $300^{\circ}C$$Ar/O_2$ = 10/0에서, cubic spinel 상형성이 이루어졌으며 공정가스에 산소 첨가 시, cubic spinel 상은 열처리를 통해서도 형성되지 않았다. 써미스터 박막은 Mn, Ni, Co 성분 외 다른 이종 성분은 포함되어 있지 않았다. 써미스터 박막에 대한 적외선 반사 특성을 분석으로 증착된 박막은 일정 각도로 입사되는 적외선에 대해 비교적 높은 반사율을 가짐을 관찰할 수 있었다. DI water : $HNO_3$: HCI=60 : 30 : 10 vo1%에서 써미스터 박막의 식각 속도는 약 63 nm/min였다. 박막 써미스터의 B상수는 약 3500 K였으며 TCR은 약 -3.95%/K였다 전압감도는 약 108.5 V/W였으며 NEP와 specific detectivity는 각각 $5.1\times 10^{-7}$ W/$Hz^{-1/2}$ $0.2\times 10^6$cm $Hz^{1/2}$/W였다.

급속냉각된 $SmFe_{7+x}M_{x}(M=Mo,\;V,\;Ti)$ 화합물에서 생성된 신 강자성상 (Magnetic Hardening of Rapidly Solidified $SmFe_{7+x}M_{x}(M=Mo,\;V,\;Ti)$ Compounds)

  • Choong-Jin Yang;E. B. Park;S. D. Choi
    • 한국자기학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.226-232
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    • 1994
  • 철-희토류 화합물인 Sm-Fe 이원계에서 조성식 $SmFe_{7+x}M_{x}(M=Mo,\;V,\;Ti)$ 화합물을 급속냉각기술로 제조하여 강자성을 나타내는 새로운 자성상인 ${Sm(Fe,\;M)}_{7}$을 합성하였다. Sm-Fe 이원계에 제 2의 천이원소 Mo, V 또는 Ti를 첨가함으로써, ${Sm(Fe,\;M)}_{7}$ 자성상은 큐리온도(Tc)가 $T_{c}=355^{\circ}C$에 달했으며 x=0.8과 1.0 사이에서 $SmFe_{7+x}M_{x}(M=Mo,\;V,\;Ti)$의 고유보자력 ($_{i}H_{c}$)이 3~6 kOe를 갖는 신 자성상을 제조하였다. ${Sm(Fe,\;M)}_{7}$ 상은 급냉응고 된 상태에서나 열처리 후에도 변함없이 안정하였으며 오히려 급냉상태에서 보다 우수한 강자기 특성을 보였다. ${Sm(Fe,\;M)}_{7}$은 육방정계 결정구조를 갖는 능방정계이며 P6/mmm Space Group에 속하는 것으로 판명되었다. ${Sm(Fe,\;M)}_{7}$ 자성상이 고보자력을 나타내는 원천적인 이유는 급속냉각에 의하여 결정입도가 $2000~8000\;{\AA}$의 미립자로 형성되기 때문이며, 높은 규리온도를 보이는 까닭은 급속냉각에 의해 제 2의 천이원소인 Mo, V 또는 Ti의 Fe에 대한 고용도가 평형상태에서 보다 월등히 높아져 자기변환온도를 상승하게 하였기 때문이다.

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화학적 부동태 처리에 따른 듀플렉스 스테인리스 강의 피막 특성에 관한 연구 (Study on Passive Layer Characteristics of Chemically Passivated Duplex Stainless Steel)

  • 장휘운;이정훈;김용환;정원섭
    • 한국표면공학회지
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    • 제45권6호
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    • pp.219-225
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    • 2012
  • The aim of the present study was to investigate the corrosion resistance and characteristics of passive layer between naturally passivated and chemically passivated duplex stainless steel, UNS S31803 (EN 1.4462) using CPT, XPS, and EIS. The treatment of $HNO_3$(II) and $HNO_3$(III) in ASTM A 967 was applied. In case of chemically passivated specimen, CPT of $HNO_3$(II) and $HNO_3$(III) were higher than that of naturally passivated specimen. In addition, from XPS results, the protectiveness index (Cr/(Fe+Cr)) of chemically passivated specimens was also higher than that of naturally passivated specimen. The reason for this result is considered due to post-cleaning treatment in chemical passivation process, that is, immersion in $Na_2Cr_3O_7$ solution. The fact that $HNO_3$(II) passivation treatment showed the highest film resistance and 'n', which is exponent related with constant phase element (CPE) of passivation film, was in good agreement with results of CPS and XPS. The chemical passivation treatment was an effective method to improve corrosion resistance of duplex stainless steel.

OSMI를 이용한 달 촬영 가능 시각 결정을 위한 고속 시뮬레이터 개발

  • 강치호
    • 항공우주기술
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    • 제1권2호
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    • pp.132-140
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    • 2002
  • 다목적 실용위성 1호의 OSMI 센서의 동작 특성을 이용하여 달을 촬영할 수 있다. 달은 대기가 없고 태양광의 반사율이 일정하기 때문에 OSMI 센서의 방사 보정을 위한 적합한 광원이 될 수 있다. 다목적 실용위성 1호의 정상 운용 과정에서 OSMI를 이용하여 달 촬영을 수행하기 위해서는 비정상적 운용 모드 발생 가능성이 높기 때문에 다목적 실용위성 1호의 운용, 달, 태양의 정보들을 고려한 최적화된 달 촬영 계획이 수립되어야 한다. 하지만 결정하기 위해서 많은 시간이 소비되고 효율성이 떨어지는 단점이 있다. 이에 본 연구에서는 달 촬영을 위한 고속 시뮬레이터를 개발, 구현한다. 시뮬레이터는 OSMI를 이용한 달촬영 가능 시간을 결정하고 영상에 맺힐 달의 좌표, 달의 위상을 결정한다. 다목적 실용위성 1호의 궤도 예측 및 자세 정보, 달의 위치 정보, 태양의 위치 정보를 획득하기 위해서 STK(Satellite ToolKit)를 이용하였으며, 본 연구를 통해 개발된 시뮬레이터에 의해 달 촬영 가능 시간 결정 과정의 효율성은 획기적으로 증대하였다.

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RELATION BETWEEN MICROSTRUCTURE AND SOFT MAGNETIC PROPERTIES OF Fe-TM-C-N (TM:Hf, Zr AND Nb) NANOCRYSTALLINE FILMS

  • Ryu, H.J.;Choi, J.O.;Han, S.H.;Kim, H.J.;Lee, J.J.;Kang, I.K.
    • 한국자기학회지
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    • 제5권5호
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    • pp.519-523
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    • 1995
  • The Fe-TM-C-N nanocrystalline films (TM : Hf, Zr and Nb) are investigated to examine the relation between microstructure and soft magnetic properties. In these films, as the atomic radius of TM element increases, $P_{N2}$ which was added to get good soft magnetic properties was decreased and the maximum value of the permeability shifted to the high Fe range in the composition diagram. The best soft magnetic properties achieved in these films are : Hc of 0.15 Oe, $\mu_{eff}$ of 7800 (1MHz) and $4{\pi}M_{s}$ of 17.5 kG in Fe-Hf-C-N film ; Hc of 0.06 Oe, $\mu_{eff}$ of 2750 (1MHz) and $4{\pi}M_{s}$ of 16.8 kG in Fe-Zr-C-N film and Hc of 0.31 Oe; $\mu_{eff}$ of 2100 (1MHz) and $4{\pi}M_{s}$ of 15.5 kG in Fe-Nb-C-N film. It was considered that the stronger the bonding force between TM and C(N), the finer TM(C,N) phase is precipitated and therefore, the finer $\alpha$-Fe grains are formed. The effective permeability of the Fe-Zr-C-N films and Fe-Nb-C-N films remains nearly constant up to 10 MHz.

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