• 한국항공우주학회지
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• 제37권5호
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• pp.433-441
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• 2009

대부분의 자연현상은 다학제 특성을 갖고 표현된다. 유체-구조 연계(FSI) 문제의 경우 기존에 검증된 전산유체 해석 프로그램 및 구조해석 프로그램을 그대로 사용할 수 있다는 장점 때문에 약결합 방식이 일반적으로 이용된다. 그러나 약결합을 이용하여 해석을 수행하기 위해서는 서로 다른 특성을 갖는 격자시스템으로 발생되는 자료의 교환을 위해서 보간 및 사상이 필수적이다. 본 연구에서는 전역지지 및 국부지지 방사기저함수(RBF)를 이용한 보간 및 가상일의 원리를 적용한 사상의 성능을 단순 3차원 형상에 적용하여 검토하였다. 국부지지 RBF에 공간분할 트리의 일종으로 빠른 공간 탐색을 가능하게 해주는 kd-tree를 사용하는 경우 효과적으로 거대 구조물의 FSI에도 보간 및 사상이 적용 가능함을 여객기 형상의 항공기 모형을 이용하여 제시하였다.

• Coupled systems mechanics
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• 제1권4호
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• pp.361-379
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• 2012

This paper presents a fully coupled three-dimensional solver for the analysis of interaction between pulsatile flow and large deformation structure. A partitioned time marching algorithm is employed for the solution of the time dependent coupled discretised problem, enabling the use of highly developed, robust and well-tested solvers for each field. Conservative transfer of information at the fluid-structure interface is combined with an effective multi-predict-correct iterative scheme to enable implicit coupling of the interacting fields at each time increment. The three-dimensional unsteady incompressible fluid is solved using a powerful implicit time stepping technique and an ALE formulation for moving boundaries with second-order time accurate is used. A full spectrum of total variational diminishing (TVD) schemes in unstructured grids is allowed implementation for the advection terms and finite element shape functions are used to evaluate the solution and its variation within mesh elements. A finite element dynamic analysis of the highly deformable structure is carried out with a numerical strategy combining the implicit Newmark time integration algorithm with a Newton-Raphson second-order optimisation method. The proposed model is used to predict the wave flow fields of a particular flow-induced vibrational phenomenon, and comparison of the numerical results with available experimental data validates the methodology and assesses its accuracy. Another test case about three-dimensional biomedical model with pulsatile inflow is presented to benchmark the algorithm and to demonstrate the potential applications of this method.

• 전자공학회논문지D
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• 제34D권2호
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• pp.38-45
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• 1997

본 논문에서는 반도체 소자 제조 공정 중, 염산화 공정 시에 발생하는 스트레스에 따른 산화막의 3차원적 거동을 시뮬레이션하였다. 이를 위해, 이동하는 3차원 경계면에서의 노드 생성 및 제거 기능을 지는 3차원 적응 메쉬 생성기를 개발하였고, 지배 방정식을 유한요소법(finite element method)으로 이산화시켜 수치 해석적으로 해를 구하는, 스트레스 효과를 고려한 3차원 산화 시뮬레이터를 개발하였다. 본 연구에서는 열산화 공정에 의한 산화막의 3차원적 거동을 관찰하기 위하여, 섬구조(island) 및 공구조(hole structure)의 산화막 성장을 <100> 실리콘 기판에 대하여 $1000^{\circ}C$, 60분간 습식 산화 조건에서 시뮬레이션하였다. 초기 산화막의 두께는 $300\AA$, 질화막의 두께는 $2,000\AA$으로 가정하였다. 마스크의 형태에 따라 코너에서의 새부리(bird's beak)형태가 변하는데, 코너에서의 효과는 마스크 형태에 따라 산화제의 확산이 다른 영역에 비해 감소하거나 증가하는 영향이 주된 이유이지만, 스트레스에 의해 그 영향이 더 커짐을 확인하였다. 섬구조에서는 compressive 스트레스에 의해 코너 부근에서 산화가 감소하는 결과를 가져오고, 공구조에서는 tensile 스트레스로 인해 산화가 더 증가하는 결과를 보임을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제29권7호
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• pp.477-483
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• 2018

본 논문에서는 FM 방송대역(88~108 MHz)에서 동작하는 자동차 전면 글래스 상에 설계되는 투명 안테나를 제안한다. 투명 안테나는 전형적으로 차량 지붕에 설치된 샤크핀 안테나의 공간적 제한을 피하기 위해 차량 전면 글래스에 구현하였다. 전면 글래스에 설계되는 안테나는 낮은 수심감도와 다른 서비스대역의 안테나로부터의 방사간섭 문제를 합리적으로 해결할 수 있다. 전면 글래스는 고유한 closed-line 구조를 가지고 있으며, 이 구조로 인해 전면 글래스 외곽의 차체 표면으로 전류가 흐르게 되어 FM 방송대역 이전 부분에서 첫 공진점이 발생한다. Closed-line 구조를 이용한 표면 전류 길이 제어를 통해 첫 공진점이 FM 대역에서 동작하는 안테나를 설계하였다. 또한, RF 수동소자로 설계하기 적합한 투명전극 소자 마이크로 메탈메쉬 필름의 투명성을 통해 시각적 인식의 최소화 하였다. 측정된 안테나는 FM 대역에서 반사계수는 -6 dB 이하이며, average peak gain은 -0.9 dB이다. 본 연구를 통해 제안된 전면 글래스 투명안테나는 미래의 자동차 안테나 개발에 필요한 공간과 설계 자유에 대한 가능성을 보여주었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권4호
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• pp.787-798
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• 2017

본 연구는 시중에 판매되고 있는 시트 타입 마스크 팩의 재질에 따른 특성에 관한 연구이다. 정제수와 1.3-propanediol, 1.3-butylene glycol, Glycerine, Hyaruronic acid와 같은 수용성 성분과 Cyclomethicone, Dimethicone, Phytosqualane, Caprylic Capryl Triglyceride, Grape seed oil, Macadamia Nut oil 오일을 비롯한 다양한 오일의 흡유력을 살펴 본 결과 정제수를 제외한 모든 수용성 성분들은 점도가 커질수록 흡습능력이 커졌고 오일의 경우엔 모든 오일의 점도에 비례하여 흡유 능력이 커짐을 확인할 수 있었다. 이때 마스크 시트의 종류는 초산 발효 바이오셀룰로오스가 수용성 습윤제나 모든 오일에 있어서 500~1,000 배 이상의 함습, 함유 능력을 보여주었는데 이는 표면 구조에서 살펴본 바와 같이 5,000배 이상 확대한 사진에서 보이는 미세한 망상 구조를 이루고 있기 때문이다. 망상 구조는 단면에서도 잘 확인할 수 있었고 이러한 구조적 특징이 함습, 함유 능력을 우수하게 하며 다량 함유된 수용성 성분과 오일은 시간 경과에 따라 배출 또한 용이하게 하는 것으로 사료되는 바이다. 또한 각 마스크 시트는 소재에 따라 그 특성을 보여주고 있기에 피부에 좋은 역할을 할 수 있는 마스크 팩의 제조에 기초 연구로 삼고자 한다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제17권3호
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• pp.423-431
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• 2016

In this study, wing design optimization for long-endurance unmanned aerial vehicles (UAVs) is investigated. The fluid-structure integration (FSI) analysis is carried out to simulate the aeroelastic characteristics of a high-aspect ratio wing for a long-endurance UAV. High-fidelity computational codes, FLUENT and DIAMOND/IPSAP, are employed for the loose coupling FSI optimization. In addition, this optimization procedure is improved by adopting the design of experiment (DOE) and Kriging model. A design optimization tool, PIAnO, integrates with an in-house codes, CAE simulation and an optimization process for generating the wing geometry/computational mesh, transferring information, and finding the optimum solution. The goal of this optimization is to find the best high-aspect ratio wing shape that generates minimum drag at a cruise condition of $C_L=1.0$. The result shows that the optimal wing shape produced 5.95 % less drag compared to the initial wing shape.

• 대한기계학회논문집A
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• 제27권5호
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• pp.724-733
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• 2003

Fatigue design rules for welds in the ASME Boiler and Pressure Vessels Code are based on the use of Fatigue Strength Reduction Factors(FSRF) against a code specified fatigue design curve generated from smooth base metal specimens without the presence of welds. Similarly, stress intensification factors that are used in the ASME B3l.1 Piping Code are based on component S-N curves with a reference fatigue strength based on straight pipe girth welds. But the determination of either the FSRF or stress intensification factor requires extensive fatigue testing to take into account the stress concentration effects associated with various types of component geometry, weld configuration and loading conditions. As the fatigue behavior of welded joints is being better understood, it has been generally accepted that the difference in fatigue lives from one type of weld to another is dominated by the difference in stress concentration. However, general finite element procedures are currently not available for effective determination of such stress concentration effects. In this paper, a mesh-insensitive structural stress method is used to re-evaluate the S-N test data, and then more effective method is proposed for pressure vessel and piping fatigue design.

• International Journal of Contents
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• 제10권3호
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• pp.84-89
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• 2014

The mass-spring model has been typically employed in physical-based simulators for clothes or patches. The mass-spring model frequently utilizes equal mass and the gravity factor. The model structure of masses supports a shape applicable to fishing nets. Therefore, to create a simulation model of a fishing net, we consider the mass-spring model and adopt the tidal-current and buoyancy effects in underwater environments. These additional factors lead to a more realistic visualization of fishing-net simulations. In this paper, we propose a new mass-spring model for a fishing-net and a method to simplify the calculation equations for a real-time simulation of a fishing-net model. Our 3D mass-spring model presents a mesh-structure similar to a typical mass-spring model except that each intersection point can have different masses. The motion of each mass is calculated periodically considering additional dynamics. To reduce the calculation time, we attempt to simplify the mathematical equations that include the effect of the tidal-current and buoyancy. Through this research, we expect to achieve a real-time and realistic simulation for the fishing net.

• Ocean and Polar Research
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• 제26권2호
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• pp.265-272
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• 2004

This study was conducted to investigate the community structure and distributional pattern of meiobenthos in the deep-sea bottom of the Clarion-Clipperton Fracture Zone of northeastern Pacific during July 2001. Examination of sediment samples collected on the eight survey station showed that there were 10 different types of meiobenthos. The most abundant meiobenthic animals were nematodes in all stations. Sarcomastigophorans, benthic harpacticoids were next abundant meiobenthos. Vertical distribution of meiobenthic animals showed the highest individual numbers in the surface sediment layers of 0-1 cm depth and showed more steep decreasing trend as sediment gets deeper on the stations of high latitude located in $16-17^{\circ}N$. Horizontal distribution of meiobenthic animal in the study area within CCFZ showed high densities of meiobenthos at the stations had few manganese nodules on their sediment surface in the site of low latitude. For size distribution analyses showed that animals which fit into the sieve mesh size of 0.063 mm were abundant.

• Computers and Concrete
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• 제6권2호
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• pp.167-185
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• 2009

Reinforced concrete floors constructed between movement restraints often crack seriously due to shrinkage after completion. One common mitigation measure is to construct the concrete floors in stages to allow part of the shrinkage movement to take place before completion. However, shrinkage movement analysis of concrete floors constructed in stages is quite cumbersome, as the structural configuration changes during construction, thus necessitating reanalysis of the partially completed structure at each stage. Herein, a finite element method for shrinkage movement analysis of concrete floors constructed in stages is developed. It analyses the whole structure, including the completed and uncompleted portions, at all stages. The same mesh is used all the time and therefore re-meshing and location matching are no longer necessary. This is achieved by giving negligibly small stiffness to the uncompleted portions, which in reality do not exist yet. In the analysis, the locked-in strains due to increase in elastic modulus as the concrete hardens and the creep of the hardened concrete are taken into account. Most important of all, this method would enable fully automatic shrinkage movement analysis for the purpose of construction control.