• 한국항공우주학회지
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• 제30권6호
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• pp.84-91
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• 2002

본 연구에서는 열전달 해석을 통하여 발전용 터빈 블레이드의 온도 분포를 계산하였고, 열하중과 원심력에 의한 선형응역 해석을 수행하였다. 정상상태 열전달 해석 결과, 블레이드의 앞전과 끝단에서 높은 온도 분포가 나타났으며 열응력은 다른 부분에 비해 압력면 부분에서 높게 나타났다. 온도의 영향을 고려하지 않은 원심응력 해석에는 fir tree 앞전 부분에서 가장 높은 등가 응력이 나타났다. 온도와 원심력을 모두 고려한 해석 결과에서도 최대 등가 응력은 fir tree부분에서 발생하였다. 열하중과 원심력에 대한 선형응력 해석 결과 GTD111 터빈 블레이드는 항복응력에 도달하지 않아 안전하다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 추계학술대회 논문요약집
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• pp.240-240
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• 2003

V-노치 균열에서 열하중이 작용하는 경우는 비제차형 경계조건의 문제가 되고, 이 조건에 대한 방정식의 일반해를 구하기 위해서 재차형 연립방정식에 대한 일반해(Homogeneous solution)와 비제차형 연립방정식에 대한 특수해(Particular solution)의 두 가지 해를 구할 수 있다. 이들 해는 V-노치 균열에 대한 고유치가 되고 이 고유치가 중복근을 가지게 되는 경우에는 로그항(1n[r])이 나타나게 되고 이 항에 의해서 응력을 무한대로 발산시키므로 이를 대수응력특이성이라 한다. 열하중이 작용할 때 대수응력특이성을 나타내는 로그항의 계수가 영(0)이 되어 대수응력특이성이 사라지게 되므로 V-노치 선단에서의 응력특이성은 고유치와 그에 대한 고유벡터에 의해 결정된다. 본 논문에서는 비정상상태 열하중이 가해지는 등방성 이종재료 내의 V-노치 균열문제에서 패기 각도와 이종재료의 기계적 성질에 의해 결정되는 응력특이성지수를 구하고 이에 대한 응력강도계수를 유한요소해석 프로그램인 ANSYS와 상반일 경로 적분법(RWCIM)을 이용하여 구하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.463-474
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• 1995

Modified Vainshtok weight function method is developed. The thermal shock stress intensity factors for elliptical surface cracks existed in the thin and thick walled cylinders are determined. The present results are compared with previous solutions and shown to be good agreement with them.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1991년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.205-213
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• 1991

발전용 터빈은 현대생활의 기본을 이루는 전기를 만들기 위하여 보일러에서 생 산된 열에너지를 기계적 에너지로 전환하는 장치로서 발전효율 상승과 경제성 때문에 그 단위기 용량이 대형화 되고 있는 추세이다. 특히 원자력 발전 설비는 화력발전설 비에 비하여 거의 두배에 이르는 용량으로 건설되어 원자력발전용 터빈의 중요성이 증대 되고 있다. 본 연구에서는 원자력 발전용터빈로타의 운전유형별 열응력해석을 수행 하여 현재 운용중인 발전용 터빈로타의 운전조건을 검토하고부하추종 운전의 타당성 검토기본자료로 활용코자 하였다.

• 터널과지하공간
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• 제31권6호
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• pp.593-609
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• 2021

본 연구에서는 입자기반 개별요소모델(grain-based distinct element model, GBDEM)을 이용하여 결정질 암석 내 포함된 균열의 열-역학적 거동을 평가할 수 있는 수치해석기법을 제시하고 열에 의한 균열의 미끄러짐 거동을 해석하였다. 이는 DECOVALEX-2023 프로젝트 Task G의 일환으로 수행된 벤치마크 모델링 연구로, Task G는 결정질 암반 내 균열의 열-수리-역학적 복합거동을 해석하기 위한 수치해석기법을 개발하는 데에 목표가 있다. 여기에서는 Voronoi diagram을 이용하여 다면체 개별입자의 집합체로서 해석모델을 생성하고, 입자 및 입자간 접촉에서 발생하는 열-역학적 거동을 개별요소프로그램인 3DEC을 통해 해석하였다. 암석 시험편의 탄성거동을 재현하기 위하여 등가연속체 개념을 적용하여 입자와 접촉의 미시물성을 산정하였으며, 균열에 상응하는 접촉에는 Coulomb slip model을 부여하여 인장강도와 전단강도를 갖는 불연속면을 모사하였다. 경계응력과 열응력에 의한 균열의 거동을 수치적으로 모델링하였으며, 경계조건에 따라 균열의 미끄러짐이 발생하는 열-역학적 메커니즘을 정량적으로 분석하였다. 해석 결과, 본 연구에서 제시한 해석모델이 암석 내 열팽창과 열응력의 증가, 균열 응력과 변위, 경계조건의 영향 등을 합리적으로 재현하고 있음을 확인하였다. 본 연구의 해석모델은 Task G에 참여하는 국외 연구팀들과의 의견 교류와 워크숍을 통해 지속적으로 개선하는 한편, 향후 실내실험에 적용하여 타당성을 검증할 예정이다.

• 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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• 한국마이크로전자및패키징학회 2003년도 기술심포지움 논문집
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• pp.265-269
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• 2003

Sn(또는 SnAg)/Ni(P)와 Sn/Cu 계의 열사이클동안 형성되는 금속간화합물에 의해 유기되는 응력의 변화를 in-situ로 관찰하였다. Sn(또는 SnAg)/Ni(11.7P) 박막은 계면반응으로 인해 $Ni_3P$와 $Ni_3Sn_4$ 상이 형성되고 이때 인장응력이 발생하였으며, 한편, Sn(또는 SnAg)/Ni(3P) 박막의 계면반응에 의해서는 동일한 $Ni_3P$와 $Ni_3Sn_4$ 상이 형성됨에도 불구하고 압축응력이 발생하였다. SmAg를 사용할 때 형성되는 $Ag_3Sn$이 응력에 미치는 영향은 거의 없었다. Sn/Cu 박막의 경우는 계면반응 초기에는 인장응력이 발생하였고 어느 정도 이상 반응이 진전됨에 따라 압축응력이 발생하였고 최종적으로 $Cu_3Sn$ 상이 형성되었다. 초기의 인장응력은 계면에서 원자들의 intermixing 베 의한 것이고 압축응력은 Sn 방향으로 일방향 성장하는 금속간화합물 형성에 기인한다.

• 한국정밀공학회지
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• 제16권1호통권94호
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• pp.238-245
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• 1999

For the optimal design of plasma facing components of a fusion reactor, thorough understanding of thermal behavior of high heat. nux components are required. The purpose of this research is to investigate the characteristics of heat flow and thermal stress in divertors which are exposed to high heat load varing with time and space-Numerical simulations of heat now and thermal stress for three types of diverter are performed using finite volume method and finite element method. Respectly, commercial FLUENT code are used in the heat flow simulation, and maximum surface temperature, temperature distribution and cooling rate are calculated. Commercial ABQUS code are used for calculating temperature distribution. thermal stress, strain and displacement. Through this computer simulation. design data for cooling system and Structural provided.

• 유변학
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• 제8권1호
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• pp.58-68
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• 1996

고분자 가공에서 가장널리 사용되고 있는 사출공정은 비등온의 싸이클 공정이므로 사출조건에 따라 성형품은 다양한 형태의 열이력과 변형이력을 받게 되고 그 결과 최종성형 품의 기계적 물성이 현저히 달라지게 된다. 그러므로 우수한 물성을 갖는 성형품을 얻기위 해서는 열이력과 변형이력에 연관되어 나타나는 미세구조의 변화와 잔류응력을 최소화할수 있는 최적 성형조건의 선정이 대단히 중요하게 된다. 본 연구에서는 수치모사실험을 기초로 설정한 성형조건의 범위에서 다양한 사출성형실험을 수행하여 얻은 시편을 대상으로 미세구 조의 변화와 잔류응력에 미치는 성형조건의 영향을 조사함으로써 최적성형조건을 선정하기 위한 방안을 찾고자 하였다. 편광현미경을 사용하여 관찰한 결정성 고분자수지 시편의 내부 구조는 전형적인 skin-core 구조를 보일뿐만아니라 충전속도, 사출온도, 금형온도, 및 gate로 부터의 위치 변화에 따라 미세구조가 현저히 변함을 알수 있었으며 광탄성법과 layer removal method를 이용하여 조사한 무정형 고분지수 시편의 잔류응력은 금형온도와 사출압 에 가장 영향을 많이 받으며 두께 방향으로 parabola한 분포를 가짐을 알수 있었다. 이상의 결과로부터 사출조건의 변화에 따라 잔류응력과 내부구조가 현저히 변하게 되며 이는 성형 품의 물성에 직접적인 영향을 미치고 있음을 알수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제32권6호
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• pp.568-585
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• 2022

본 연구에서는 3차원 입자기반 개별요소모델(grain-based distinct element model, GBDEM)을 이용하여 암석 균열의 열에 의한 미끄러짐 거동을 해석하였다. 이는 DECOVALEX-2023 프로젝트 Task G에 참여하여 수행한 연구로, 해석대상은 한국건설기술연구원에서 수행된 saw-cut 균열 시료에 대한 열-역학적 하중 재하 실험 결과이다. 여기에서는 암석 시험편을 Voronoi 다면체의 집합체로 모델링하고, 개별요소법 코드인 3DEC을 통해 입자와 입자 간 경계면, 내부에 포함된 균열에서의 열-역학적 연계거동을 해석하였다. 주요 해석내용은 가열로 인한 암석 표면의 온도 분포, 열응력의 증가에 따른 주응력 변화, 균열의 전단변위와 수직변위이다. 해석 결과, 상기 수치모델은 실내실험에서 관찰된 열전달과 열손실 특성, 열에 의한 균열의 점진적 전단파괴 프로세스, 변위의 제한으로 인한 열응력의 증가 등을 합리적 수준에서 재현하고 있는 것으로 나타났다. 그러나 가열에 의한 전단파괴 시점, 열응력 증분과 변위 크기 등에서는 다소 차이를 보였다. 본 연구의 해석모델은 Task G에 참여하는 국외 연구팀들과의 의견 교류 및 협력을 통해 지속적으로 개선, 검증할 예정이다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제20권2호
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• pp.65-74
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• 2013

Through-Silicon Via (TSV) 기술은 3차원 적층 패키징를 위한 핵심 기술로서 큰 관심을 받고 있다. 그러나 TSV 기술은 아직 다양한 공정상의 문제와 신뢰성 문제를 해결해야 하는 난제가 남아 있다. 특히 구리 비아(via)와 실리콘 기판의 큰 열팽창계수의 차이로 인한 열응력은 계면 박리, 크랙 발생, 구리 protrusion 등 다양한 신뢰성 문제를 발생시킨다. 본 연구에서는 구리 TSV 구조의 열응력을 수치해석을 이용하여 분석하였으며, 3차원 TSV 비아와 실리콘 기판의 응력 및 변형을 해석하였다. 비아의 크기, 비아와 비아 사이의 간격 및 비아의 밀도가 TSV 구조의 응력에 미치는 영향을 분석하였으며, 또한 어닐링(annealing) 온도 및 비아의 크기가 구리 protrusion에 미치는 영향을 관찰하였다. 구리 TSV 구조의 신뢰성을 향상시키기 위해서는 적절한 비아와 비아 사이의 간격을 유지한 상태에서, 비아의 크기 및 비아의 밀도는 작아야 한다. 또한 구리 protrusion을 감소시키기 위해서는 비아의 크기 및 어닐링 공정과 같은 공정의 온도를 낮추어야 한다. 본 연구의 결과는 TSV 구조의 열응력과 관련된 신뢰성 이슈를 이해하고, TSV 구조의 설계 가이드라인을 제공하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.