Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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v.31
no.2
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pp.69-77
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2024
Due to the miniaturization and multifunctionality of electronic devices, a surface mount technology in the form of molded interconnect devices (MID), which directly forms electrodes and circuits on the plastic injection parts and mounts components and parts on them, is being introduced to overcome the limitations in the mounting area of electronic components. However, when using plastic injection parts with low thermal stability, there are difficulties in mounting components through the conventional reflow process. In this study, we developed a process that utilizes induction heating, which can selectively heat specific areas or materials, to melt solder and mount components without causing any thermal damage to the plastic. We designed the shape of an induction heating Cu coil that can concentrate the magnetic flux on the area to be heated, and verified the concentration of the magnetic flux and the degree of heating on the pad part through finite element method (FEM). LEDs, capacitors, resistors, and connectors were mounted on a polycarbonate substrate using induction heating to verify the mounting process, and their functionality was confirmed. We presented the applicability of a selective heating process through magnetic induction that can overcome the limitations of the reflow method.
This study investigates the biomechanical efficacies of various cement augmentation techniques with or without pressurization for varying degrees of osteoporotic femur. For this study, a biomechanical analysis using a finite element method (FEM) was undertaken to evaluate surgical procedures, Simulated models include the non-cemented(i.e., hip screw only, Type I), the cement-augmented(Type II), and the cemented augmented with pressurization(Type III) models. To simulate the fracture plane and other interfacial regions, 3-D contact elements were used with appropriate friction coefficients. Material properties of the cancellous bone were varied to accommodate varying degrees of osteoporosis(Singh indices, II∼V). For each model. the following items were analyzed to investigate the effect surgical procedures in relation to osteoporosis of varying degrees : (a) von Mises stress distribution within the femoral head in terms of volumetric percentages. (b) Peak von Mises stress(PVMS) within the femoral head and the surgical constructs. (c) Maximum von Mises strain(MVMS) within the femoral head, (d) micromotions at the fracture plane and at the interfacial region between surgical construct and surrounding bone. Type III showed the lowest PVMS and MVMS at the cancellous bone near the bone-construct interface regardless of bone densities. an indication of its least likelihood of construct loosening due to failure of the host bone. Particularly, its efficacy was more prominent when the bone density level was low. Micromotions at the interfacial surgical construct was lowest in Type III. followed by Type I and Type II. They were about 15-20% of other types. which suggested that pressurization was most effective in limiting the interfacial motion. Our results demonstrated the cement augmentation with hip screw could be more effective when used with pressurization technique for the treatment of intertrochanteric fractures. For patients with low bone density. its effectiveness can be more pronounced in limiting construct loosening and promoting bone union.
Kim, Min-Ho;Yeo, In-Sung;Kim, Sung-Hun;Han, Jung-Seok;Lee, Jai-Bong;Yang, Jae-Ho
The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
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v.49
no.2
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pp.168-176
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2011
Purpose: This study aims at investigating the influence of various insertion torques on thermal changes of bone. A proper insertion torque is derived based on the thermal analysis with two different implant designs. Materials and methods: For implant materials, bovine scapula bone of 15 - 20 mm thickness was cut into 35 mm by 40 - 50 mm pieces. Of these, the pieces having 2 - 3 mm thickness cortical bone were used as samples. Then, the half of the sample was immersed in a bath of $36.5^{\circ}C$ and the other half was exposed to ambient temperature of $25^{\circ}C$, so that the inner and surface temperatures reached $36.5^{\circ}C$ and $28^{\circ}C$, respectively. Two types of implants ($4.5{\times}10\;mm$ Br${\aa}$nemark type, $4.8{\times}10\;mm$ Microthread type) were inserted into bovine scapula bone and the temperature was measured by a thermocouple at 0.2 mm from the measuring point. Finite element method (FEM) was used to analyze the thermal changes at contacting surface assuming that the sample is a cube of $4\;cm{\times}4\;cm{\times}2\;cm$ and a layer up to 2 mm from the top is cortical bone and below is a cancellous bone. Boundary conditions were set on the basis of the shape of cavity after implants. SolidWorks was used as a CAD program with the help of Abaqus 6.9-1. Results: In the in-vitro experiment, the Microhead type implant gives a higher maximum temperature than that of the Br${\aa}$nemark type, which is attributed to high frictional heat that is associated with the implant shape. In both types, an Eriksson threshold was observed at torques of 50 Ncm (Br${\aa}$nemark) and 35 Ncm (Microthread type), respectively. Based on these findings, the Microthread type implant is more affected by insertion torques. Conclusion: This study demonstrate that a proper choice of insertion torque is important when using a specific type of implant. In particular, for the Microthread type implant, possible bone damage may be expected as a result of frictional heat, which compensates for initial high success rate of fixation. Therefore, the insertion torque should be adjusted for each implant design. Furthermore, the operation skills should be carefully chosen for each implant type and insertion torque.
Lee, Haksung;Kang, Bang Hun;Lee, Kwang-seung;Lee, Su Hwan
Journal of Bio-Environment Control
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v.30
no.4
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pp.287-294
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2021
In order to expand facility agriculture and reduce greenhouse construction costs in reclaimed land, a greenhouse foundation method that satisfies economic feasibility and structural safety at the same time is required. As an alternative, the allowable bearing capacity and settlement were reviewed when the DCM(Deep cement mixing) method was applied among the soft ground reinforcement methods. To examine the applicability of the greenhouse foundation, the allowable bearing capacity and settlement were calculated by applying the theory of Terzaghi, Meyerhof, Hansen, and Schmertmann. In case of the diameter of 800mm and the width and length of the foundation of 4m, the allowable bearing capacity was 179kN/m2 and the settlement was 7.25mm, which satisfies the required bearing capacity and settlement standards. The calculation results were verified through FEM(Finite element method) analysis using the Mohr-Coulomb material model. The allowable bearing capacity was 169kN/m2 and the settlement was 2.52mm. The bearing capacity showed an error of 5.6% compared to calculated value, and the settlement showed and error of 65.4%. Through theoretical calculations and FEM analysis, it was confirmed that the allowable bearing capacity and settlement satisfies the design criteria as a greenhouse foundation when the width and length of the foundation were 4m. Based on the verified design values, it is expected to be able to present the foundation design criteria for greenhouses through empirical tests such as bearing capacity tests and long-term settlement monitoring.
Shin, Ho Yong;Hong, Su Min;Kim, Jong Ho;Jeong, Dae Yong;Im, Jong In
Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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v.23
no.6
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pp.265-271
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2013
Czochralski (CZ) growth process is one of the most important techniques for growing high quality sapphire single crystal for LED application. In this study, the inductively-heated CZ growth processes for the sapphire crystal of 300 mm length have been analyzed numerically using finite element method. The hot zone structures were modified with the crucible geometry change and the additional insulation layer installed above the crucible. The results show that the solid-liquid interface height decreased from about 80 mm at initial stage to 40 mm after mid-stage due to achieve the growth speed balance. Also the optimal input power of the modified system was similar with the original one due to the compensation effects of the crucible geometry and additional insulation. The crystal temperature grown by the modified CZ grower was increased about 10 K than the original one. Therefore the sapphire crystal of 300 mm height was grown successfully.
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.28
no.2
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pp.139-144
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2015
Recently, to realize sound-absorbing structures, we have to insert sound-absorbing materials into wall. These shapes are taken limitations because sound-absorbing materials should be fixed. Therefore, the sound absorption is changed by environment that used the sound-absorbing materials. On the other hand, we will take same effect without sound-absorbing material, if we change the shape of wall to sound absorbing structure. If we use this sound absorbing structure, we can get benefits by removing limitation of materials. Therefore we suggest perforated plate for effective sound-absorbing structure. We confirmed the function of sound-absorption of this structure using equivalent property. Then, we found the similarity between perforated plate and resonator. Also, we verify these theories through computer simulation by FEM(Finite Element Method). Finally, we validated that perforated plate has function of sound absorption without sound-absorbing material. This perforated plate is used for sound-absorbing material of buildings and transportations such as vehicle, train etc. Also, these results could be further used basic tool for design of sound-absorption structure.
본 연구는 원자력 발전소에 있는 방화벽의 케이블 관통부위에 설치된 CPFS(Cable Penetration Fire Stop)시스템 안에서 일어나는 동적열전달 현상을 3 차원으로 나타낼 수 있는 시험시뮬레이터에 사용될 수학적 모델과 수치계산 알고리즘의 개발에 관한 것이다. CPFS 내에서 일어나는 열전도 현상을 나타내는 지배방정식은 주어진 조건들 하에서 포물선형 편미분방정식(Parabolic PDE)으로 나타난다. 문제를 단순화하기 위해 열의 흐름을 두 성분으로 나누었다 즉, 케이블과 평행한 선을 따라서 일어나는 열전도와 벽면과 평행한 평면 위에서 일어나는 열전도로 나누었다. 먼저 선을 따라 일어나는 동적 열전도 현상을 나타내는 PDE를 연속과완화(SOR: Successive Over-Relaxation)를 적용하여 유한한 불연속점들에 대한 연립 상미분방정식(ODE)으로 전환했고, 그 연립방정식은 ODE Solver 를 이용하여 풀 수 있었다. 둘째로, 각 불연속 점에 위치한 평면 위에서 일어나는 열전도를 계산하기 위해서, 유한요소의 합을 근사식으로 이용하여 PDE를 ODE로 전환해서 계산하는 유한요소법(Finite Element Method)이 이용된다. 여기서 시간과 공간의 함수 T(x, y, z, t)인 온도는 각 선의 점들과 각 평면의 요소들에 대해서 일정한 시간간격으로 초기온도와 경계온도를 업데이트하여 계산을 반복한다. 이러한 일련의 계산결과를 바탕으로 CPFS 시스템 내에서의 온도분포의 동적인 변화를 해석한다. 결론적으로 관통하는 케이블이 CPFS 시스템의 온도분포에 매우 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있다. 시뮬레이션 결과는 CPFS 내의 온도분포를 쉽게 이해할 수 있도록 3 차원 그래픽으로 나타냈으며, 상용소프트웨어 FEMLAB 으로 계산한 결과와 비교해서 개발된 모델과 계산 알고리즘의 정당성을 보였다. 맞이하고 있음을 볼 수 있다. 국내광업이 21C 급변하는 산업환경에 적응하여 생존하기 위해서는 각종 첨단산업에서 요구하는 소량 다품종의 원료광물을 적기에 공급 할 수 있는 전문화된 기술력을 하루속히 확보해야 하며, 이를 위해 고품위의 원료광물 확보를 위한 탐사 및 개발을 적극 추진하고 가공기술의 선진화를 위해 선진국과의 기술제휴 등 자원산업 글로벌화 정책이 절실히 요구되고 있음을 알 수 있다. 또한 삶의 질을 향상시키려는 현대인의 가치관에 부합하기 위해서는 각종 소비제품의 원료를 제공하는 광업의 본래 목적 이외에도 자연환경 훼손을 최소화하며 개발 할 수밖에 없는 구조적인 어려움에 직면할 수밖에 없다. 이처럼 국내광업이 안고 있는 여러 가지 난제들을 극복하기 위해서는 업계와 정부가 합심하여 국내광업 육성의 중요성을 재인식하고 새로운 마음가짐으로 관련 정책을 수립 일관성 있게 추진해 나가야 할 것으로 보인다.의 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 브랜드 이미지와 서비스 품질과의 관계에서 브랜드이미지는 서비스 품질의 선행변수가 될 수 있음을 증명하였으며 4개 요인의 이미지 중 사풍이미지를 제외한 영업 이미지, 제품 이미지, 마케팅 이미지가 서비스 품질에 영향을 미치고 있음을 알 수 있다. 둘째, 지각된 서비스 품질과 가격 수용성과의 관계에서, 서비스 품질은 최소 가격에 신뢰서비스 요인에서 정의 영향을 미치고 있으나 부가서비스, 환경서비스에서는 역의 영향을 미침을 알수 있고, 최대 가격에 있어서는 욕구서비스 요인은 정의 영향을 미치지만 부가서비스의 경우에는 역의 영향을 미치고 있음을 알 수 있다. 셋째, 서비스품질과 재 방문 의도와의 관계에 있어서 서비스품질은 재 방문 의도에 영향을 미침을 알 수 있다. 따라서 브랜드 이미지는 서비스품질의 선행변수가 될 수 있으며, 서비스품질은 가격 수용성과 재방문 의도에 영향을 미치고 있음을 알 수
Kim, W.Y.;Kim, D.B.;Park, J.G.;Kim, D.H.;Kim, K.H.;Lee, I.H.;Cho, H.Y.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.38
no.7
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pp.735-742
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2014
A self-piercing rivet (SPR) is a mechanical component for joining dissimilar material sheets such as those of aluminum alloy and steel. Unlike conventional rivets, the SPR directly pierces sheets without the need for drilling them beforehand. However, the regular SPR can undergo buckling when it pierces a high-strength steel sheet, warranting the design of a helical SPR. In this study, the joining and forging processes using the helical SPR were simulated using the commercial FEM code, DEFORM-3D. High-tensile-strength steel sheets of different strengths were joined with aluminum alloy sheets using the designed helical SPR. The simulation results were found to agree with the experimental results, validating the optimal design of a helical SPR that can pierce high-strength steel sheets.
Journal of the Korean Society of Groundwater Environment
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v.7
no.2
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pp.89-96
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2000
Slug tests are the most widely used field method for quantification of hydraulic conductivity of porous media. Well recovery is affected by well casing, borehole radii, screened length, hydraulic conductivity, and specific storage of porous media. In this study, a new slug tests model was developed through finite element approximation and the validity and usefulness of the model were tested in various ways. Water level fluctuation in a well under slug test and cons-equent groundwater flow in the surrounding porous medium were appropriately coupled through estimation of well-flux using an iteration technique. Numerical accuracy of the model was verified using the Cooper et al. (1967) solution. The model has advantages in simulations for monitored slug tests, partial penetration, and inclusion of storage factor. Volume coverage of slug tests is significantly affected by storage factor. Magnitude and speed of propagation of head changes from a well increases as storage factor becomes low. It will be beneficial to use type curves of monitored head transients in the surrounding porous formation for estimation of specific storage. As the vertical component of groundwater flow is enhanced, the influence of storage factor on well recovery decreases. For a radial-vertical flow around a partially penetrated well, deviations between hydraulic estimates by various methods and data selection of recovery curve are negligible on practical purposes, whereas the deviations are somewhat significant for a radial flow.
The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology
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v.11
no.3
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pp.241-245
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2018
This paper designed the main blade in V-shape and tried to identify the best design conditions by changing the main blade angle and wind speed. When the main blade open angle was maintained at $120^{\circ}$ and the sample2 with an angle changed by $30^{\circ}$ was compared with the sample3 changed by $60^{\circ}$, the power output of sample2 was 3.8[kW], the power coefficient was 0.12, and the power output of sample3 was 6.0[kW], the power coefficient was measured as 0.18. So the power output of sample 3 was 58% higher than that of sample2, and the power coefficient was increased by 50%. The power coefficient was 0.18 and the wind speed was changed to 10[m/s] at 6.0[kW] at wind speed of 7[m/s] by fixing main blade open angle of $120^{\circ}$ and angle of $60^{\circ}$. The output was measured at 7.7[kW] and the power coefficient at 0.23. When the wind speed was high, the power output increased by 28% and the power coefficient increased by 83%. Also, sample4 was 103% higher in output and 92% more in efficiency than sample2.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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