• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제36권4호
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• pp.391-396
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• 2023

Recently, as power and electronic devices have increased in frequency and capacity, it has become a major concern to protect electronic circuits and electronic components used in these devices from abnormal voltages such as various surges and pulse noise. To respond to variously rated voltages applied to power electronic devices, the rated voltages of various varistors can be obtained by controlling the size of internal particles of the varistor or controlling the number of layers of the varistor. During bonding, the problem of unbalanced thermal runaway occurring between the electrode and the varistor interface causes degradation of the varistor and shortens its life of the varistor. In this study, to solve the problem of unbalanced heat distribution of stacked varistors to adjust the operating voltage, the contents of the ZnO-based varistor composition were 96 wt% ZnO, 1 mol% Sb₂O₃, 1 mol% Bi₂O₃, 0.5 mol% CoO, 0.5 mol% MnO, and 1 mol% TiO₂. A multi-layered ZnO varistor was modeled by bonding a single varistor with a composition in three layers according to the operating voltage. The thermal distribution of the triple-layered ZnO varistor was analyzed for the thermal runaway phenomenon that occurred during varistor operation using the finite element method according to Comsol 5.2.

• 멤브레인
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• 제20권4호
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• pp.342-350
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• 2010

막증류는 소수성이 강한 0.1 내지 $0.5{\mu}m$의 정밀여과막을 통하여 휘발도가 상대적으로 큰 성분을 증발시켜 분리하는 방법이다. 본 연구에서는 중공사형 분리막을 이용한 직접접촉식 막증류 공정을 "COMSOL Multiphysics" 프로그램을 이용하여 수치해석 하였으며 유체의 유입온도, lumen 및 shell side 공급 유속의 변화로 인한 투과량의 변화를 해석하였다. Lumen 공급용액의 온도가 30 에서 $50^{\circ}C$까지 증가할 경우 막증류 투과량은 1.0에서 $3.8L/m^2{\cdot}hr$ 까지 증가하였으나 shell 유체온도 영향은 상대적으로 낮았다. 또한 lumen 공급유속에 따른 막증류 투과량과 운전 압력손실을 고려할 경우 0.15 m/s ($Re_L=135$)일 때 가장 효율적임을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제37권3호
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• pp.309-313
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• 2024

The key to determining the lifetime of OLED device is how much brightness can be maintained. It can be said that there are internal and external causes for the degradation of OLED devices. The most important cause of internal degradation is bonding and degradation in the excited state due to the electrochemical instability of organic materials. The structure of OLED modeled in this paper consists of a cathode layer, electron injection layer (EIL), electron transport layer (ETL), light emission layer, hole transport layer (HTL), hole injection layer (HIL), and anode layer on a glass substrate from top to bottom. It was confirmed that the temperature generated in OLED was distributed around the maximum of 343.15 K centered on the emission layer. It can be seen that the heat distribution generated in the presented OLED structure has an asymmetrically high temperature distribution toward the cathode, which is believed to be because the sizes of the cathode and positive electrode are asymmetric. Therefore, when designing OLED, it is believed that designing the structures of the cathode and anode electrodes as symmetrically as possible can ensure uniform heat distribution, maintain uniform luminance of OLED, and extend the lifetime. The thermal distribution of OLED was analyzed using the finite element method according to Comsol 5.2.

• 한국농공학회논문집
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• 제55권4호
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• pp.107-119
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• 2013

바이오매스 가스화는 세계적인 증가 추세에 있는 에너지 수요를 충족할 수 있는 기술 중의 하나이다. 바이오매스 가스화를 통해서 농업 폐기물 등 다양한 바이오매스 자원을 에너지로 전환할 수 있고 $CO_2$ 배출량 또한 줄일 수 있다. 본 연구에서는 COMSOL$^{(R)}$ 3.4 소프트웨어를 이용하여 바이오매스 원료와 운전 조건에 따른 가스화 효율 및 합성가스 조성의 변화를 분석하였다. 원료와 구동조건을 최적화하기 위해 가스화 모델을 세우고 원료와 구동조건을 달리하여 합성가스의 성분을 분석 및 예측하였다. 이 모델은 물리적인 실험을 통해 알고 있는 조건을 통해서 합성가스 성분을 시간에 따라 예측할 수 있다. 모델을 이용하여 함수비 5~30 %, 공기중 산소함량 5~50 %, 공기공급 유량 5~45 L/min, 온도 973~1273 K의 조건에서 합성가스의 성분을 예측한 결과 실제 실험 결과와 일치하는 것을 알 수 있다. 모델링 결과 양질의 합성가스를 생산하려면 원료의 회분함량이 적어야 하고 수소 함량이 높은 합성가스를 생산하려면 반응 온도가 높게 유지되고 원료의 함수비가 높아야 한다. 가스화장치의 온도를 높이면 합성가스의 성분 중 CO의 함량이 많아지고, CO의 함량이 많아지면 가스의 발열량이 높아지는 것을 알 수 있다. 또한 CO의 농도가 높고 발열량이 높은 합성가스를 생산하기 위해서는 ER값은 작아야 한다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권4호
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• pp.372-376
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• 2022

Since the ZnO varistor is a semiconductor device, the internal thermal distribution during the varistor operation is recognized as an important factor in the performance and deterioration of the varistor. For an optimal varistor structure design, the thermal runaway phenomenon during the varistor operation was interpreted using the Comsol 5.2 analysis program by a finite element analysis. The maximum temperature of the center measured in the cross section of the ZnO varistor was confirmed to increase as the temperature moved from the lower electrode to the center towards the upper electrode up to 572.6 K. The electrodes are thinned so that the influence of the Schottky barrier is not great. The heat gradient balance is determined to be improved when the electrode of the hybrid form is introduced. The thickness, density, pore distribution, impurity uniformity, and particle size of the ZnO varistor are required, and it is determined that the pyrolysis gradient will be improved regardless of the electrode thickness. When these results are applied to design the ZnO varistor, the optimal structure of the ZnO varistor can be obtained.

• 방사성폐기물학회지
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• 제15권2호
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• pp.173-180
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• 2017

본 연구에서는 한국원자력연구원의 핵연료가공시설 굴뚝 내에서 9곳의 시료채취 위치를 선정하여 ANSI/HPS N13.1-1999 지침에서 제시하는 기준에 따라 그 적절성을 평가하였다. 유체를 포함한 다중물리 해석 소프트웨어인 COMSOL을 활용하여 유동교란 지점으로부터 굴뚝 직경의 배수 높이 위치(L/D) 단면에서의 속도분포, 유동각 및 $10{\mu}m$ 크기의 입자분포 등의 항목에 대하여 기준만족 여부를 평가하였다. 평가 결과, 5 L/D 이상에서 속도분포에 대한 기준을 만족했으며, 평균 유동각에 대한 기준은 모든 위치에서 만족했다. 입자분포에 대한 기준은 5 L/D 와 9 L/D 에서 만족하였으나, 그 분포가 일부에서 기준을 만족하지 못하였다. 균일한 입자분포를 얻기 위한 방법으로 굴뚝 내 정적 혼합장치(static mixer)와 둘레링(perimeter ring)을 추가하는 것을 제안하고, 이에 대한 평가를 수행하였다. 정적 혼합장치를 추가한 경우에는 5-10 L/D, 둘레링을 추가한 경우에는 5 L/D 및 7-10 L/D 에서 입자분포에 대한 기준을 만족하였다. 보완을 위하여 추가한 2 가지 조건에서, 입자분포에 대한 기준을 만족하는 지점은 속도분포 및 평균 유동각에 대한 기준 역시 만족하고 있음을 확인하였다. 본 연구에서 사용한 방법은 신규시설뿐만 아니라, 현장입증시험 수행이 어려운 운영중인 시설에 대하여 시료채취 위치의 적절성을 평가하기 위한 방법으로 활용될 수 있다.

• Progress in Superconductivity
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• 제13권3호
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• pp.151-157
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• 2012

In this paper, we used E-J constitutive law and H-formulation to calculate magnetic field profile, current density, and magnetization of high temperature superconductor (HTS) placed in time varying applied magnetic field. Finite element method (FEM)-based software, Comsol Multiphysics 3.5a, was employed to simulate 2-dimensional model of a superconducting thin strip. The numerical results based on Kim's critical state model were compared with the case of strip in a perpendicular field in the Brandt's paper as well as experimental data observed by Scanning Hall Probe and SQUID.

• Environmental Engineering Research
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• 제25권4호
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• pp.605-613
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• 2020

This study is to investigate the possibility of using activated carbon prepared from Iraqi date-pits (ADP) which are produced from palm trees (Phoenix dactylifera L.) as low-cost reactive material in the permeable reactive barrier (PRB) for treating lead (Pb⁺²) from the contaminated groundwater, and then compare the results experimentally with other common reactive materials such as commercial activated carbon (CAC), zeolite pellets (ZP). Factors influencing sorption such as contact time, initial pH of the solution, sorbent dosage, agitation speed, and initial lead concentration has been studied. Two isotherm models were used for the description of sorption data (Langmuir and Freundlich). The maximum lead sorption capacities were measured for ADP, CAC, and ZP and were found to be 24.5, 12.125, and 4.45 mg/g, respectively. The kinetic data were analyzed using various kinetic models particularly pseudo-first-order, pseudo-second-order, and intraparticle diffusion. COMSOL Multiphysics 3.5a depend on finite element procedure was applied to formulate transmit of lead (Pb⁺²) in the two-dimensional numerical (2D) model under an equilibrium condition. The numerical solution shows that the contaminant plume is hindered by PRB.

• 전력전자학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.365-371
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• 2019

This study shows the feasibility of the parameter of the 1st RC parallel equivalent circuit as a factor of the heat generation of lithium-ion cell. The internal resistance of a lithium-ion cell consists of ohmic and polarization resistances. The internal resistances at various SOCs of the lithium-ion cell are obtained via an electrical characteristic test. The internal resistance is inversely obtained through the amount of heat generated during the experiment. By comparing the resistances obtained using the two methods, the summation of ohmic and polarization resistances is identified as the heating factor of lithium-ion battery. Finally, the amounts of heat generated from the 2C, 3C, and 4C-rate discharge experiments and the COMSOL multiphysics simulation using the summation of ohmic and polarization resistances as the heating parameter are compared. The comparison shows the feasibility of the electrical parameters of the 1st RC parallel equivalent circuit as the heating factor.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권6호
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• pp.791-794
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• 2010

축전식 전기탈이온(Capacitive deionization: CDI) 시스템을 실제공정에 적용하기 위하여 대용량 제작이 가능하며 높은 처리 효율을 갖는 셀 구조 연구가 필요하다. 본 연구에서는 대용량 제작을 위하여 낮은 수압으로 운전할 수 있는 병렬형 구조와 처리효율을 증가시키기 위하여 집중형 유로를 동시에 적용하여 설계하고 성능 평가하였다. 설계한 유로 구조의 유입수 흐름을 확인하기 위하여 유체역학적 모델링이 가능한 COMSOL프로그램을 사용하여 집중형 유로가 형성되는 것을 확인하였고, 염 제거 효율을 확인하기 위하여 단위 셀과 20층으로 용량 증축된 스택을 사용하여 CDI운전을 통한 제거효율을 확인하였다. 그 결과 $210cm^2$ 면적의 단위 셀에서는 18 ml/min의 유량조건에서 1.1 psi의 수압으로 70.8%의 제거효율을 보였으며, 20층으로 용량 증축된 셀에서는 유량을 20배로 늘린 360 ml/min의 유량조건에서 1.3~1.5 psi의 수압으로 75.6%의 제거효율을 확인할 수 있었다. 연구된 유로 설계는 대용량 시스템을 제작하는데 있어서 적합한 병렬형 구조이며 효율적인 탈염을 할 수 있는 집중형 유로로 설계되어 실제공정에 적용할 수 있는 구조임을 확인할 수 있었다.