• 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.

• 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.

• 지질공학
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• 제32권4호
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• pp.643-659
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• 2022

최근 지중저장기술(예, 온실가스 심지층 처분, 인공지열저류층 발전 등)이 활발히 수행됨에 따라, 유체 주입과 저장부지 안정성 사이의 역학적 관계에 관한 정량적 이해의 중요성이 인지되고 있다. 지중 유체 주입은 공극압 및 지중응력 교란과 지층의 역학적 불안정성을 야기할 수 있어, 유체 주입에 대한 다공탄성 수치 모형 구축이 요구된다. 본 연구에서는 순차적인 COMSOL-PyLith-COMSOL 유체 주입-유발지진 다공탄성 수치 모사를 수행한다. 유한요소 상용 소프트웨어인 COMSOL을 이용해 단층에 가해지는 쿨롱 파괴 응력(CFS) 변화를 시간에 따라 추적하였고, CFS 변화량이 임계값(예, 0.1 MPa)을 초과할 경우, 모형의 정보(기하구조, 물성 등)를 유한요소 오픈소스 코드인 PyLith로 이동시키는 알고리즘을 구축했다. PyLith는 단층의 미끄러짐을 모사하고, 미끌림에 의한 변위장을 획득한다. 이후 변위장을 COMSOL로 이동시켜 지진에 의한 응력 및 표면 변위를 계산한다. 수치 모사 결과, 주입 기간 중엔 주입정 근거리에서 큰 변화(공극압, CFS 변화 등)를 보였고, 주입 종류 후에는 잔류 응력이 원거리 영역으로 확산하는 양상이 나타났다. 이는 주입 종료 후 지속적인 모니터링의 필요성을 제안한다. 또한, 단층과 주입층 물성(예, 투수계수, Biot-Willis 계수)에 따른 CFS 변화량 비교는 주입정 위치 선정 시 주입층 및 주변 지층에 대한 물성 파악이 중요함을 의미한다. 단층 미끄러짐 양에 따른 표면 변위 및 이암층에 가해지는 편차응력은 다양한 단층 미끌림 시나리오 설정의 필요성을 지시한다.

• 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.

• 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.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.125-126
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• 2011

본 논문은 방열판 재질에 따른 열 해석에 관한 것으로서 구리와 알루미늄 재질의 방열판에 LED를 배치하여 COMSOL Multi physics를 사용한다. 시뮬레이션 결과 구리 재질의 방열판이 알루미늄 재질의 방열판보다 Min. 온도가 약 $20^{\circ}C$ 높게 측정되었다. 실험결과 실제 제작을 하지 않고 시뮬레이션을 통해 열해석이 가능함을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.2243_2244
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• 2009

본 논문에서는 알루미늄 재질로 된 방열판과 PCB에 1[W]급 LED 14개를 모듈 방열 설계 하여 COMSOL Multiphysics로 시뮬레이션을 통한 결과, 경계면 온도는 약 $80^{\circ}C$, Max.온도$141^{\circ}C$, Min.온도$20^{\circ}C$까지 변화로 실 제작에 근접한 온도 확인이 가능함을 확인 할 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.660_661
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• 2009

본 논문에서는 유한 요소법에 기반을 둔 최적설계 이론과 상용 시뮬레이션 프로그램인 COMSOL의 인터페이스를 활용하여 전기 기기의 최적설계를 수행하였다. 전기기기의 최적설계를 위한 형상 정보는 통상적으로 해석용으로만 사용되는 COMSOL 프로그램의 CAD 기능을 통해 추출하였다. 초기형상에 대해 민감도해석을 적용해 계산된 민감도를 바탕으로 설계변수를 변화시키며 반복적인 계산을 수행하고 최적 형상을 도출하였다. 논문에서 정한 설계목표에 맞추어 모델의 목적함수를 정의하고, 최종 결과를 초기형상과 비교했을 때 설계 목표치에 대한 오차가 감소하고 목적함수가 수렴하는 것을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제26권4호
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• pp.268-274
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• 2023

유한 단층 미끌림 역산에는 지진 변위 측지 자료와 그린 함수 행렬(Green's function matrix)을 주로 사용한다. 그린 함수 행렬은 일반적으로 오카다 모형(Okada, 1985)을 기반으로 한다. 그러나 최근 물리 기반 지진 모델링을 활용하여 그린 함수 행렬을 제작하고 유한 단층 미끌림 역산을 수행하는 연구가 활발하다. 물리 기반 지진 모델링은 다양한 물성(탄성, 점탄성, 탄소성 등)을 고려하여 현실적인 환경에서 지진을 모사할 수 있다는 장점이 있다. 물리 기반 유한요소 소프트웨어 PyLith는 단층을 구성하는 절점을 두 개로 나누어 지진을 모사할 수 있으므로 지진 모사 모델링에 적합하다. 하지만 PyLith는 격자망 생성 기능을 자체 제공하지 않아, 모형 내부에 수십~수백 개의 소단층과 관측점을 설정해야 하는 유한 단층 미끌림 역산 수행에는 어려움이 있다. 본 연구에서는 소단층과 관측점을 포함한 수치 모형을 제작하고, 지진 모사 모델링을 수행하여 그린 함수 행렬을 제작하는 일련의 과정을 연계하여 유한 단층 미끌림 역산의 편리성을 높이기 위해 CPInterface (COMSOL-PyLith Interface)를 개발하였다. CPInterface는 COMSOL의 격자 생성 능력과 PyLith의 지진 모사 능력을 결합하여 그린 함수 행렬을 자동으로 생성할 수 있다. CPInterface는 간단한 변수들로 모형 및 단층 정보를 조절할 수 있고, 지하 탄성 이상체와 GPS 관측점을 자유롭게 배치할 수 있다. 또한, 그린 함수 행렬을 생성하는 복잡한 과정을 간소화하여 더욱 편리하게 유한 단층 미끌림 역산을 할 수 있게 한다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제25권5호
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• pp.501-518
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• 2007

In this work, a new approach is developed for dynamic analysis of a composite beam with an interply crack, based on finite element solution of partial differential equations with the use of the COMSOL Multiphysics package, allowing for fast and simple change of geometric characteristics of the delaminated area. The use of COMSOL Multiphysics package facilitates automatic mesh generation, which is needed if the problem has to be solved many times with different crack lengths. In the model, a physically impossible interpenetration of the crack faces is prevented by imposing a special constraint, leading to taking account of a force of contact interaction of the crack faces and to nonlinearity of the formulated boundary value problem. The model is based on the first order shear deformation theory, i.e., the longitudinal displacement is assumed to vary linearly through the beam's thickness. The shear deformation and rotary inertia terms are included into the formulation, to achieve better accuracy. Nonlinear partial differential equations of motion with boundary conditions are developed and written in the format acceptable by the COMSOL Multiphysics package. An example problem of a clamped-free beam with a piezoelectric actuator is considered, and its finite element solution is obtained. A noticeable difference of forced vibrations of the delaminated and undelaminated beams due to the contact interaction of the crack's faces is predicted by the developed model.