• 센서학회지
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• 제24권3호
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• pp.159-164
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• 2015

Solid state electrochemical and chemo-resistive gas sensors have been used widely but can operate only under high temperature. For reducing the power consumption and optimizing the structure of the substrate of these sensors, we conducted device and circuit simulations using the COMSOL Multiphysics simulator. For assessing the effective types of substrate and heat isolation, we conducted three-dimensional thermal simulations in two separate parts; (a) by changing the shape of the contacting holes and (b) punching additional holes on the substrate. Thus, it was possible to achieve high temperature in the sensor end of the substrate while maintaining low power consumption, and temperature in the circuit.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.385-386
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• 2008

This paper reports the design of the ultra low power consumption microhotplates for high temperatures. The microhotplates consisting of a platinum-based heating element on AlN/poly 3C-SiC layers were designed. The microhotplate is a $600\times600{\mu}m^2$ square shaped membrane made of $1{\mu}m$ thick ploy 3C-SiC suspended by four legs. The microhotplate was compared with $Si_3N_4/SiO_2/Si_3N_4$(NON) structure microhotplate by COMSOL simulation system. Thermal uniformity, power consumption and thermal characterizations of microhotplates based on 3C-SiC thin film are better than microhotplates with NON structure.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.157.2-157.2
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• 2013

현재 산업에서 상압 플라즈마는 생물의학, 표면처리, 용접 및 절단, 화학적 오염제거 등 여러 분야에서 각광받고 있으며 그 잠재력 또한 매우 크다. 통상적으로 글로우 방전은 생물의학, 표면처리, 화학적 오염제거 등에 주로 쓰이고 아크 방전은 용접 및 절단에 응용된다. 이처럼 상압 플라즈마는 여러 가지 방전으로 분류되고 그 특성에 맞게 응용되고 있는데 이러한 산업 여러 분야에 적절히 응용하기 위해서는 각 플라즈마에 대한 진단과 특성 분석이 선행적으로 이루어져야 한다. 또한, 전원회로의 특성에 따라 플라즈마 특성에 어떤 영향을 미치는지에 대한 연구도 매우 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 침 대 면 전극구조에서 고전압 dc전원이 RC시정수에 따라 repetition frequency가 변하는 전원 회로의 여러 parameter에 따라 스트리머-스파크 방전의 전기적 특성이 어떻게 변하는지 연구한다. 또한, 시뮬레이션을 통해 실험에 대한 예측, 비교를 목표로 한다.

• 한국가시화정보학회지
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• 제17권2호
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• pp.90-95
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• 2019

In the present work, the effect of flow parameters such as volume flow rate on focal point of fluidic micro lens is investigated numerically. ANSYS Fluent is used for simulations, and the flow parameters and number of simulations are determined using the space filling method of design of experiment (DOE). Having determined the location of interfaces between fluids inside the micro lens which acts as the lens curvature, a ray tracking simulation on each case is performed using COMSOL Multiphysics to determine the focal point for each lens. These data are then used to provide a relation between flow parameters and the focal point of the lens.

• 한국기계가공학회지
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• 제20권3호
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• pp.122-128
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• 2021

Machining operations require removal of chips to keep the coolant clean and fresh throughout the operation time. In this study, microchip removal equipment was developed using AutoCAD and CATIA programs for 3D modeling and 2D draft. In addition, the flow analysis and electromagnetic field analysis of the equipment were performed using the COMSOL Multiphysics program. The flow design of the coolant oil tank was realized on the basis of fluid analysis results. Further, on the basis of magnetic density analysis, a conveyer was designed for effectively removing metal microchips in the tank by using arrays of neodymium permanent magnets.

• 전기전자학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.221-228
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• 2013

About functional parameters of a LED/UVLED (Light Emitting Diode/Ultra Violet LED), one of the most important parameters is the I-V characteristic. By researching factors affect to the I-V characteristic of uvled, we found that beside of the structure of the device itself, there is the influence of the electrode materials, electrode shapes, the process of wiring and packaging. In this work, we want to improve the performance of UVLED to find out the optimal mask design principles. The study is based on theoretical mathematical models, as well as the use of simulation software tool Comsol. From all results obtained, the team has improved mask design to manufacture electrodes for GaN-based UVLED. Electrode masks are designed by three softwares, which are Intellisuite, Klayout and AutoCad. Intellisuite masks would be used in fabrication simulation while Klayout and AutoCad are used to fabricate electrodes in experiments. As well as, we silmulated the structure of an uvled 355nm emission wavelength by TCAD software, in order to compare with uvled sample that has the same emission wavelength.

• 한국결정성장학회지
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• 제26권1호
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• pp.8-13
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• 2016

용액성장법에 의한 SiC 단결정 성장은 Si 또는 Si-금속합금의 융액으로부터 SiC를 성장시키는 방법으로서, 통상의 상부종자 용액성장법(Top Seeded Solution Growth)에서는 Si 융액을 담는 흑연도가니로부터 C가 Si 융액에 용해되고 용해된 C이 상부에 위치한 종자결정으로 이동하여 종자결정상에 SiC 형태로 재결정화하는 단계를 거쳐 SiC의 단결정을 성장시키는 과정을 거치게 된다. SiC 용액성장에 있어서는 SiC의 단결정성장을 위하여 흑연도가니의 형상, 크기, 재질 및 상대적 위치 배열 등 온도제어와 유체흐름 제어를 위해 다양한 공정변수를 선정해야한다. 본 연구에서는 용액성장공정의 설계를 위해 상용의 유한요소해석 패키지인 COMSOL Multiphysics를 이용하여 전자기장해석, 열전달해석, 유체해석에 대한 다중물리해석모델을 구축하고 이 모델을 이용하여 결정성장공정을 설계하였다. 해석결과에 기초하여 2 inch off-axis 4H-SiC 단결정을 종자결정으로 적용하여 $1700^{\circ}C$에서 상부종자 용액성장법에 의하여 SiC 단결정을 성장시켰다. 광학현미경 및 고분해능 X선회절분석을 통해 결정성을 분석한 결과 해당 성장조건에서 양호한 품질의 단결정이 성장함을 확인하였다. 이로써 본 연구에서 구축된 다중물리해석모델이 SiC의 용액성장 공정설계에 유효함을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제25권4호
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• pp.401-408
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• 2014

분리막 생물반응기에서 산기량 제어는 반응기 내 유체흐름과 특히 막표면 근방에서의 전단응력을 변화시켜 막오염 감소 및 에너지 절약을 구현하는 중요 독립변수 중 하나이다. 본 연구에서는 원통형 생물 반응기 중심에 침지형 평막을 장착하고 하부에서 공기가 공급되는 3차원적 시스템에 대하여 "COMSOL"프로그램을 사용하여 수치해석하였다. 용액의 점도, 온도는 일정하다고 가정했으며 투과액 부피와 산기량의 비인 $SAD_p$를 변수로 사용하였다. 유속센서, 동영상 이미지분석으로 측정한 유속과 수치해석 결과는 11% 이내에서 일치함을 확인하였다. 반응기 내 유체의 흐름은 산기관과 막모듈 구간에서 급격하게 증가하였으나 막모듈을 지나면서 감소하였으며 반응조 벽에서 중심축 방향으로 갈수록 유속이 증가하는 경향을 보였다. 막 표면에서 계산된 전단응력은 하단 중앙부가 가장 크게 나타났으며 산기량이 증가할수록 전단응력이 증가하였다. 특히 산기량을 0.15에서 0.25 L/min로 증가할 경우 크게 증가함을 확인할 수 있었다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.47-60
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• 2021

최근 기후변동성으로 인하여 집중호우의 발생빈도 및 강우강도 증가로 노후화된 여수로 바닥슬래브 표면에서의 손상이 발생하여 잦은 보수·보강이 필요한 실정이다. 이를 위해 현장조사, 수리모형 실험 및 수치모형 실험을 통하여 여수로 방류에 따른 손상발생 원인 검토에 관한 연구가 많이 진행되어 왔다. 그러나 대부분의 연구는 일반적으로 여수로의 흐름특성 및 압력분포에 대한 검토를 수행하였을 뿐 손상의 근본적인 발생원인 규명에 관한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 여수로 바닥슬래브 손상발생 원인을 도출하기 위해 공동침식 및 수력잭킹(hydraulic jacking)으로 인한 콘크리트 탈락관점에서 3차원 수치모형인 FLOW-3D와 COMSOL Multiphysics를 사용하여 검토하였다. 또한 공동지수를 산정하고 압력분포로 인하여 구조물이 받는 응력과 콘크리트의 인장·굽힘강도를 비교하여 공동침식 및 수력잭킹으로 인한 콘크리트 탈락 발생 가능성을 확인하였다. 수문 완전개도 조건에서 여수로 방류에 따른 공동침식 및 수력잭킹에 대하여 수치모의를 수행한 결과, 여수로 하류부에서 공동지수가 0.3 미만으로 공동침식 발생 가능성을 확인하였고, 공동부 및 균열부에서 압력분포에 따라 콘크리트가 받는 응력은 4.6~5.0 MPa로 콘크리트 인장강도와 굽힘강도와 비교를 통하여 지속적인 압력변동으로 인한 콘크리트의 피로파괴 또는 휨파괴 가능성을 확인하였다. 따라서 여수로 고유속 흐름에 의한 공동 현상 및 수력잭킹이 여수로 바닥슬래브 손상발생의 다양한 원인 중 하나로 판단하였다. 그러나 본 연구는 다양한 형상 조건 및 방류 시나리오를 적용하고 유체-구조물 상호작용(Fluid-Structure Interaction, FSI)모의를 수행하지 못하였다는 한계점이 있다. 이에 향후에는 한계점을 보완하여 검토한다면 보다 효율적이고 효과적인 여수로 유지관리 방안 도출이 가능할 것으로 기대한다.

• Applied Science and Convergence Technology
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• 제24권5호
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• pp.196-202
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• 2015

Human blood consists of 55% of plasma and 45% of blood cells such as white blood cell (WBC) and red blood cell (RBC). In plasma, there are many kinds of promising biomarkers, which can be used for the diagnosis of various diseases and biological analysis. For diagnostic tools such as a lab-on-a-chip (LOC), blood plasma separation is a fundamental step for accomplishing a high performance in the detection of a disease. Highly efficient separators can increase the sensitivity and selectivity of biosensors and reduce diagnostic time. In order to achieve a higher yield in blood plasma separation, we propose a novel fluid wing structure that is optimized by COMSOL simulations by varying the fluidic channel width and the angle of the bifurcation. The fluid wing structure is inspired by the inertial particle separator system in helicopters where sand particles are prevented from following the air flow to an engine. The structure is ameliorated in order to satisfy biological and fluidic requirements at the micro scale to achieve high plasma yield and separation efficiency. In this study, we fabricated the fluid wing structure for the efficient microfluidic blood plasma separation. The high plasma yield of 67% is achieved with a channel width of $20{\mu}m$ in the fabricated fluidic chip and the result was not affected by the angle of the bifurcation.