• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.618-619
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• 2010

LED는 기존의 발광원에 비해 훨씬 높은 파워와 효율성으로 인해 최근 들어 각종 조명이나 교통신호 등에서 사용이 급증하고 있다. LED 재료를 위해 지금까지 여러가지가 연구되어 왔는데, 갈륨 질화물 (Gallium Nitride, GaN)에 기반한 시스템이 최근들어 가장 큰 관심을 받고 있다. GaN 방식은 열적으로 매우 안정성이 있고, 1.9 ~ 6.2 eV 범위의 넓은 밴드의 Gap, 그리고 인듐이나 알루미늄과 결합하여 청, 녹, 백색등의 다양한 빛을 발생할 수 있는 장점을 가지고 있다. 예를 들어 청색 LED는 광학 방식의 기록매체에, 백색 LED는 기존의 조명램프의 대체용으로 활용이 가능하다. 이러한 장점 덕분에 GaN기반 LED 시장은 1994년에 최초로 상용화 된 이래 최근 급격한 성장을 보여 왔다. 그러나 GaN은 다른 III~V 타입의 반도체 재료와는 달리 재료가 성장하기 위해 사파이어와 같은 별도의 기판을 필요로 하는 문제가 있다. 이것은 결국 전위발생과 같은 격자의 부조화 같은 문제를 야기하여 결국 LED의 성능을 떨어뜨리는 요인이 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy) 방법이 개발되었는데, 이 방법은 시간당 100 미크론의 매우 빠른 성장속도로 높은 두께의 레이어를 만드는 장점이 있다. 이렇게 성장된 GaN 레이어는 베이스 기판에서 쉽게 분리되어 활용이 가능하다. 그러나 HVPE 기술은 성장 공정에서 두께를 균일하게 만들도록 제어하는 것이 매우 어렵다는 문제가 있다. 따라서 HVPE 방식에서는 이러한 조건을 만족시키기 위해 반응현상에 대한 물리적 해석을 토대로 공정조건을 정밀하게 설계해야 한다. 이를 위해 최근에 실험 또는 시뮬레이션을 활용하여 이러한 공정조건을 향상시키기 위한 여러 연구가 진행되었다. 본 연구에서는 이러한 연구의 일환으로 반응로에 투입되는 여러 기체의 유량과 존별 주변온도 조건을 입력변수로 하고, 이들이 GaN 성장에 미치는 영향을 분석하였다. HVPE 시스템에서 가장 이상적인 목표는 반응기체가 층류유동을 유지하면서 대부분의 반응이 기판위에서 이뤄지며, 기판위에서 성장되는 재료의 두께가 균일하게 되는 것이다. 입력변수들이 이러한 결과에 어떠한 영향을 미치는 지 분석하기 위해 전산유체역학(CFD, Computational Fluid Dynamics)을 수행하는 상용코드 FLUENT를 사용하였다. 보다 실제에 가까운 해석을 위해서는 기체간의 화학반응을 포함해야 하나, 해석의 편의와 효율을 위해 본 연구에서는 열 및 유동해석만을 수행하였다. 한편 실제 반응로의 우수성은 성장속도와 두께분포의 균일도를 통해 평가된다. CFD 해석을 통해 이들을 분석하기 위해 기존에 수행한 실험조건을 해석하고 해석결과의 유동패턴/압력분포를 실험결과의 성장속도/두께분포와 비교하고, 이중에서 관련성이 높은 해석결과변수를 우수성 평가에 활용하였다. 기존의 실험결과를 토대로 이러한 중요 결과변수와 함께 이들에 대한 목표값이 도출되고 나면, 입력 공정조건 - 사용기체의 유량과 주변온도 조건 - 에 대해 실험계획(DOE,Design of Experiment)을 수립하고 목표성능을 구현하기 위한 최적설계를 수행할 수 있다. 일반적으로 CFD를 통해 최적의 설계나 공정조건을 탐색하는 작업은 1회의 CFD 계산시간이 매우 오래 소요되기 때문에 쉽지 않다. 그러나 본 연구에서는 CFD와 DOE의 적절한 조합을 통해 적은 수의 해석을 가지고도 원하는 결과를 효율적으로 얻는 것이 가능함을 입증하고자 한다. 본 발표에서는 아직 이러한 연구가 완성되지 않은 시점에서 제반 연구개요를 소개하고 현 시점까지의 연구 결과 및 향후 계획을 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Association of Crystal Growth Conference
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• 1996.06b
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• pp.55-85
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• 1996

지르코니아 분말은 ZrO2 결정상이 온도변화에 따라 부피변화를 수반하는 상전이변태를 나타낸다. 단사정 ZrO2가 110$0^{\circ}C$에서는 정방정으로, 2$700^{\circ}C$ 내외에서는 입방정으로 결정구조가 가역적으로 변한다. 이 ZrO2에 금속산화물을 고용시키면 형석 (CaF2:Florite)형의 입방정 결정구조가 실온에서도 안정하게 존재하게 된다. 안정화제 산화물은 caO, MgO등 2가 산화물외에 3가 또는 4가의 금속산화물로서 Sc2O3, Y2O3, Sm2O3, Nd2O3, Gd2O3, Y2O3, CeO2 등이며 이들은 금속이온의 원자가가 변하기 쉬운 희토류 산화물이다. 안정화 지르코니아는 형석형 결정구조이며 결정화학적으로 보면 금속양이온이 산소이온에 대해서 정육면체형의 8배위를 하고 있다. 이때 이온반경비(양이온/음이온)에 따라 Zr+4자리와 O-2자리의 격자위치와 모양이 형성되므로 비틀어진 정육면체구조이건 이상적인 정육면체 형석구조를 이룬다. 이는 지르코니아의 결정상의 2상-3상인 부분안정화 지르코니아다결정체(PSZ : partially stabilized zirconia)이거나 단일상-2상인 정방정 지르코니아다결정체(TZP : tetragonal zirconia polycrystal)의 결정구조를 가지는데 기인한다. PSZ는 주로 MgO, CaO를 안정화제로 고용시켜 입방정 영역에서 소결하고 이를 다시 입방정과 정방정의 상 영역에서 열처리하여 입방정 입자내부에 정방정을 석출 형성시킨 것이며 TZP는 Y2O3 및 CeO2를 고용시켜 PSZ와 다르게 일반적인 상압소결한 정방정 결정상의 미립자이다. 산화지르코늄 분말은 지르콘사에서 열분해시킨 지르코늄소결.융해괴(caustic fusion clinker)를 산처리하여얻어진 지르코늄산용액(zirconyl acid solution : cloride, sulfide, nitride 등)으로부터 제조된다. 고순도 산화지르코늄은 용액 결정석출법에 의해 ZrOCl2.8H2O, 5ZrO2.3SO3.15H2O, ZrO(NO3)2.xH2O 등의 지르코늄 수화물만을 재결정화시킨 것으로부터 얻을 수 있으며 이 지르코늄염 수용액으로부터 입자미세구조를 효과적으로 제어하여 산화지르코늄 및 안정화 지르코니아 분말제조가 가능하다. 안정화 지르코니아 분말은 ZrO2와 안정화산화물의 고용을위하여 가열처리를 필요로 하며 일정온도에서 최적상태로 숙성하므로서 2가지 상(phase) 이상의 고용체를 가지게 된다. 안정화 지르코니아 분말은 고용처리온도를 낮추고 효과적으로 생성시키기 위해서는 지르코늄 및 안정화제염을 혼합하고 습식 직접합성하여 저온에서 고용체의 합해진상 영역을 생성시키는 것이다. 이는 지르코니아 원료분말의 미세구조를 제어하므로서 가능하며 이때 화학성분조성과 크기형태가 균일하게 분포된 입자분말을 얻을 수 있다.

• Geophysics and Geophysical Exploration
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• v.25 no.3
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• pp.109-119
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• 2022

The computational efficiency of reverse time migration (RTM) based on numerical modeling is not secured due to the high-frequency band of several hundred Hz or higher for data acquired through a three-dimensional (3D) ultra-high-resolution (UHR) seismic survey. Therefore, this study develops an RTM program to derive high-quality 3D geological structures using UHR seismic data. In the traditional 3D RTM program, an excitation amplitude technique that stores only the maximum amplitude of the source wavefield and a domain-limiting technique that minimizes the modeling area where the source and receivers are located were used to significantly reduce memory usage and calculation time. The program developed through this study successfully derived a 3D migration image with a horizontal grid size of 1 m for the 3D UHR seismic survey data obtained from the Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources in 2019, and geological analysis was conducted.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.110-110
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• 2016

금속재료 중 철강은 기계적 성질이 우수하고 대량생산에 의한 뛰어난 경제성을 가지기 때문에 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있다. 그러나 스테인리스강 등과 같은 일부 특수한 용도의 강을 제외하고는 부식 환경에 취약하기 때문에 그 용도에 따라 표면처리를 함으로서 내식특성을 부여하고 있다. 일반적으로 이러한 철강재료에 대한 부식문제를 해결하기 위한 방법으로는 습식프로세스 중 아연(Zn)도금이 사용되는데, 아연은 그 자체가 보유하고 있는 차폐(barrier)효과는 물론 상대적으로 이온화 경향이 크기 때문에 철에 대하여 전자를 공급하는 희생양극적(Sacrificial anode)역할을 하여 철을 방식하는 원리를 가지고 있다. 하지만 최근에 이르러 기존의 도금 프로세스 처리된 제품의 사용 및 적용분야가 확대되고 가혹해 짐에 따라서 내식성 향상을 위한 새로운 재료 및 신기술 개발이 요구되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 친환경 프로세스 방법인 PVD법 중 하나인 스퍼터링(Sputtering)을 이용하여 0.8mm 두께의 냉연강판 (cold rolled steel) 상에 Al에 대한 Mg 함량을 10~30wt.%로 하여 약 $5{\mu}m$ 두께의 막을 제작하였다. 이때 20wt.% 막의 경우 공정압력조건을 증가시켜 증착 막의 결정배향성을 변화시켰다. 뿐만 아니라 제작된 막들에 대해서 $400^{\circ}C$온도에서 10분간 열처리함으로서 코팅막의 성분변화에 따른 영향을 살펴보기 위해 시편을 추가 제작하였다. 이와 같이 제작된 막들에 대한 형성메커니즘과 내식성의 상관관계 해명을 위해 막의 조성분포, 표면 및 단면의 모폴로지 관찰 및 결정구조 등 재료특성분석과 더불어 염수분무(Salt spray test), 침지시험 그리고 양극분극 시험 등을 통해 내식성 평가를 진행하였다. 이상의 종합적인 결과를 살펴보면 제작된 Al-Mg 막은 마그네슘 함량비 및 열처리 조건에 따라 조성분포와 막의 모폴로지 및 결정배향성이 변화한다는 것을 알 수 있었는데, 마그네슘 함량이 증가하고 열처리한 막의 내식성이 가장 양호한 것으로 나타났다. 이것은 Al-Mg 성분이 표면을 중심으로 균일 분산-분포하며, Al에 대한 Mg의 고용으로 인해 안정적으로 형성된 부식생성물과 금속화합물의 단계적 반응 효과에 의해 차폐효과와 희생양극적 특성이 동시에 향상되었기 때문으로 생각된다. 한편 공정 압력을 증가시켜 형성한 막은 결정학적 구조에서 보다 높은 표면 에너지와 증가한 격자 정수에 의해 Mg이 부식환경에서 빠르게 반응하여 안정적 피막을 형성하기 때문에 내식성이 향상된 것으로 보여 진다. 이상의 연구를 통해서 고내식성을 Al-Mg막의 유효성 확인하였으며, 설계에 대한 기초적인 응용지침을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.18 no.3
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• pp.673-680
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• 2017

sump pump is a system that draws in water that is stored in a dam or reservoir. They are used to pump large amounts of water for cooling systems in large power plants, such as thermal and nuclear plants. However, if the flow and sump pump ratio are small, the flow rate increases around the inlet port. This causes a turbulent vortex or swirl flows. The turbulent flow reduces the performance and can cause failure. Various methods have been devised to solve the problem, but a correct solution has not been found for low water level. The most efficient solution is to install an anti-vortex device (AVD) or increase the length of the sump inlet, which makes the flow uniform. This paper presents a computational fluid dynamics (CFD) analysis of the flow characteristics in a sump pump for different sump inlet lengths and AVD types. Modeling was performed in three stages based on the pump intake, sump, and pump. For accurate analysis, the grid was made denser in the intake part, and the grid for the sump pump and AVD were also dense. 1.2-1.5 million grid elements were generated using ANSYS ICEM-CFD 14.5 with a mixture of tetra and prism elements. The analysis was done using the SST turbulence model of ANSYS CFX14.5, a commercial CFD program. The conditions were as follows: H.W.L 6.0 m, L.W.L 3.5, Qmax 4.000 kg/s, Qavg 3.500 kg/s Qmin 2.500 kg/s. The results of analysis by the vertex angle and velocity distribution are as follows. A sump pump with an Ext E-type AVD was accepted at a high water level. However, further studies are needed for a low water level using the Ext E-type AVD as a base.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics D
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• v.35D no.10
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• pp.39-50
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• 1998

Wide-band sharp-transition filters are widely used in applications such as wireless CODEC design or medical systems. Since these filters suffer from large sensitivity and roundoff noise, large word-length is required for the VLSI implementation, which increases the hardware size and the power consumption of the chip. In this paper, a low-power implementation technique for digital filters with wide-band sharp-transition characteristics is proposed using CPL (Complementary Pass-Transistor Logic), LWDF (Lattice Wave Digital Filter) and a modified DIFIR (Decomposed & Interpolated FIR) algorithm. To reduce the short-circuit current component in CPL circuits due to threshold voltage reduction through the pass transistor, three different approaches can be used: cross-coupled PMOS latch, PMOS body biasing and weak PMOS latch. Of the three, the cross-coupled PMOS latch approach is the most realistic solution when the noise margin as well as the energy-delay product is considered. To optimize CPL transistor size with insight, the empirical formulas for the delay and energy consumption in the basic structure of CPL circuits were derived from the simulation results. In addition, the filter coefficients are encoded using CSD (Canonic Signed Digit) format and optimized by a coefficient quantization program. The hardware cost is minimized further by a modified DIFIR algorithm. Simulation result shows that the proposed method can achieve about 38% reductions in power consumption compared with the conventional method.

• Geophysics and Geophysical Exploration
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• v.1 no.1
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• pp.25-30
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• 1998

Time-lapse crosswell seismic data, recorded before and after the cavity filling, showed that the filling increased the velocity at a known cavity zone in an old mine site in Inchon area. The seismic response depicted on the tomogram and in conjunction with the geologic data from drillings imply that the size of the cavity may be either small or filled by debris. In this study, I attempted to evaluate the filling effect by analyzing velocity measured from the time-lapse tomograms. The data acquired by a downhole airgun and 24-channel hydrophone system revealed that there exists measurable amounts of source statics. I presented a methodology to estimate the source statics. The procedure for this method is: 1) examine the source firing-time for each source, and remove the effect of irregular firing time, and 2) estimate the residual statics caused by inaccurate source positioning. This proposed multi-step inversion may reduce high frequency numerical noise and enhance the resolution at the zone of interest. The multi-step inversion with different starting models successfully shows the subtle velocity changes at the small cavity zone. The inversion procedure is: 1) conduct an inversion using regular sized cells, and generate an image of gross velocity structure by applying a 2-D median filter on the resulting tomogram, and 2) construct the starting velocity model by modifying the final velocity model from the first phase. The model was modified so that the zone of interest consists of small-sized grids. The final velocity model developed from the baseline survey was as a starting velocity model on the monitor inversion. Since we expected a velocity change only in the cavity zone, in the monitor inversion, we can significantly reduce the number of model parameters by fixing the model out-side the cavity zone equal to the baseline model.

• Membrane Journal
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• v.23 no.6
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• pp.409-417
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• 2013

Adsorptive permeation hollow fiber membrane (APM) has been developed for effectively separating $CO_2$ from gas mixture. Inside the APM, zeolite 13X particles were uniformly dispersed without covering their surfaces by a symmetric porous structure of polypropylene lattice. In this study, $CO_2/N_2$ mixture was used as a simulated gas mixture. Separation was achieved by adsorbing $CO_2$ on the zeolite particles in the APM and then permeating $N_2$ into permeate side in passing all the feed gas through the APM. Adsorptive permeation tests were carried out with a set of APM modules, and the adsorptive permeation performances of the modules were analyzed from the test results. After saturation of the adsorbent with $CO_2$, the APM was regenerated by desorption of $CO_2$ from it through vacuuming both inside of outside of the APM hollow fiber, and the regeneration process of the APM by vacuuming was discussed in terms of regeneration efficiency and energy consumption.

• The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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• v.19 no.12
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• pp.2409-2417
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• 1994

The ODR(orthogonal double-rotation) digital lattice filters have desirable properties for VLSI implementation such as local connection, regularity and pipelinability. These filters are also known to exhibit good numerical behavior for finite precision implementation. Although these filters can be pipelined by the cut-set localization procedure, it should be noted that the maximum sample rate obtained by this technique is limited by the feedback computations. In this paper, a pipelining method for the ODR digital lattice filter is proposed, by which the sample rate can be increased at any desired level. it is also shown that the low-power CMOS digital implementation of ODR digital lattice filters can be done successfully using our pipelining method. The pipelining method is based on the properties of the Schur algoithm, constrained filter design methods, and the polyphase decomposition technique.

• The KIPS Transactions:PartB
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• v.10B no.6
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• pp.673-680
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• 2003

In this paper, we study the enhancement of VQ (Vector Quantization) design for text independent speaker recognition. In a concrete way, we present a non-iterative method which makes a vector quantization codebook and this method performs non-iterative learning so that the computational complexity is epochally reduced The proposed Classified Space VQ (CSVQ) design method for text Independent speaker recognition is generalized from Semi-noniterative VQ design method for text dependent speaker recognition. CSVQ contrasts with the existing desiEn method which uses the iterative learninE algorithm for every traininE speaker. The characteristics of a CSVQ design is as follows. First, the proposed method performs the non-iterative learning by using a Classified Space Codebook. Second, a quantization region of each speaker is equivalent for the quantization region of a Classified Space Codebook. And the quantization point of each speaker is the optimal point for the statistical distribution of each speaker in a quantization region of a Classified Space Codebook. Third, Classified Space Codebook (CSC) is constructed through Sample Vector Formation Method (CSVQ1, 2) and Hyper-Lattice Formation Method (CSVQ 3). In the numerical experiment, we use the 12th met-cepstrum feature vectors of 10 speakers and compare it with the existing method, changing the codebook size from 16 to 128 for each Classified Space Codebook. The recognition rate of the proposed method is 100% for CSVQ1, 2. It is equal to the recognition rate of the existing method. Therefore the proposed CSVQ design method is, reducing computational complexity and maintaining the recognition rate, new alternative proposal and CSVQ with CSC can be applied to a general purpose recognition.