Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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v.20
no.12
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pp.614-621
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2019
A generalized laminated composite beam element is presented for the flexural and buckling analysis of laminated composite beams with double and single symmetric cross-sections. Based on shear-deformable beam theory, the present beam model accounts for transverse shear and warping deformations, as well as all coupling terms caused by material anisotropy. The plane stress and plane strain assumptions were used along with the cross-sectional stiffness coefficients obtained from the analytical technique for different cross-sections. Two types of one-dimensional beam elements with seven degrees-of-freedom per node, including warping deformation, i.e., three-node and four-node elements, are proposed to predict the flexural behavior of symmetric or anti-symmetric laminated beams. To alleviate the shear-locking problem, a reduced integration scheme was employed in this study. The buckling load of laminated composite beams under axial compression was then calculated using the derived geometric block stiffness. To demonstrate the accuracy and efficiency of the proposed beam elements, the results based on three-node beam element were compared with those of other researchers and ABAQUS finite elements. The effects of coupling and shear deformation, support conditions, load forms, span-to-height ratio, lamination architecture on the flexural response, and buckling load of composite beams were investigated. The convergence of two different beam elements was also performed.
Packaging takes an extremely important element of optical module cost due primarily to the added complication of alignment between semiconductor devices and optical fiber, and many efforts have been devoted on reducing the cost by eliminating the complicated optical alignment procedures in passive manner. In this study, we fabricated silicon optical benches on which the optical alignments are accomplished passively. To improve the positioning accuracy of a flip-chip bonded LD, we adopted fiducial marks and solder dams which are self-aligned with V-groove etch patterns, and a stand-off to control the height and to improve the heat dissipation of LD. Optical sub-assemblies exhibited an average efficiency of -11.75$\pm$1.75 dB(1$\sigma$) from the LD-to-single mode fiber coupling and an average sensitivity of -35.0$\pm$1.5 dBm from the fiber and photodetector coupling.
In this study, two kinds of polymer (PPQX-2hdPTZ (P1), POPQX-2hdPTZ (P2)) were synthesised by Suzuki coupling reaction based on phenothiazine derivative as electron-donor and quinoxaline derivative as electron-acceptor. Microwave synthesis workstation was used to shorten the polymerization time and increase the degree of polymerization. The physical, thermal stability, optical and electrochemical properties of the synthesized polymer were confirmed. The thermal stability of two polymers was outstanding as the initial decomposition temperature was $323-328^{\circ}C$. And additional substituted alkoxy chain on P2 showed higher degree of polymerization. An analysis of electrochemical properties, all polymer had similar HOMO energy level values. Device was fabricated by ITO/PEDOT:PSS/active layer/$BaF_2$/Al structure and photovoltaic properties were confirmed. Each device has a different film thickness and the resulting change in PCE was confirmed. As a result the thinner thickness of the film showed a high efficiency ($PCE_{max}:P1=1.0%$, P2 = 1.1%).
Photocurable sulfonated polyimide (SPI) polyelectrolyte containing chalcone group was prepared and fabricated on an alumina electrode pretreated with chalcone-containing silane-coupling agent. SPI films with bis(tetramethyl)ammonium 2,2'-benzidinedisulfonate ($Me_4N$-BDS)/4,4'-diaminochalcone (DAC)/pyromellitic dianhydride (PA)= 90/10/100 possessed very linear response(Y = -0.04528X+7.69446, $R^2=0.99675$) and showed resistance changing from 4.48 to $2.1k{\Omega}$ between 20 and 95 %RH. The response time for absorption and desorption measurements between 33 and 94 %RH% was about 79 s, which affirmed the high efficiency of crosslinked SPI film for rapid detection of humidity. A negative temperature coefficient showing $-0.49%RH/^{\circ}C$ was found and proper temperature compensation should be considered in future applications. Moreover, pretreatment of the substrates with chalcone-containing silane-coupling agent was performed to improve the water durability and the stability of the humidity sensors at a high humidity and a high temperature and long-term stability for 480 h. The crosslinked SPI films anchored to electrode substrate could be a promising material for the fabrication of efficient humidity sensors with superior characteristics compared to the commercially available sensors.
Lee, Young Hwa;Yim, Kang Hyuck;Heo, Jungseok;Choi, Joon Sig
Polymer(Korea)
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v.38
no.1
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pp.43-48
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2014
In this paper, we made a new polycationic polymeric liposome composed of low molecular weight polyethylenimine (PEI) and 10,12-pentacosadiynoic acid (PCDA). PCDA liposome was prepared by ultraviolet irradiation. PEI was further conjugated on the surface of the polymerized PCDA liposome using coupling reagents to make PCDA-PEI. The blue-to-red transition of PCDA liposome was observed during the coupling reaction. The size distribution of liposome and complexes with plasmid DNA was measured by dynamic light scattering (DLS). The complex formation was also identified by agarose gel electrophoresis and PicoGreen reagent assay. We confirmed the complex formation of the polymeric liposome with DNA and then performed transfection and cytotoxicity assay in HEK 293 and HeLa cells. As a result, PCDA-PEI showed significant gene transfection efficiency and low cytotoxicity. This study shows that PEI-conjugated PCDA liposome could be an efficient gene or drug delivery carrier.
To study the evaluation standard and control limit of mortar filling layer void length, in this paper, the train sub-model was developed by MATLAB and the track-bridge sub-model considering the mortar filling layer void was established by ANSYS. The two sub-models were assembled into a train-track-bridge coupling dynamic model through the wheel-rail contact relationship, and the validity was corroborated by the coupling dynamic model with the literature model. Considering the randomness of fastening stiffness, mortar elastic modulus, length of mortar filling layer void, and pier settlement, the test points were designed by the Box-Behnken method based on Design-Expert software. The coupled dynamic model was calculated, and the support vector regression (SVR) nonlinear mapping model of the wheel-rail system was established. The learning, prediction, and verification were carried out. Finally, the reliable probability of the amplification coefficient distribution of the response index of the train and structure in different ranges was obtained based on the SVR nonlinear mapping model and Latin hypercube sampling method. The limit of the length of the mortar filling layer void was, thus, obtained. The results show that the SVR nonlinear mapping model developed in this paper has a high fitting accuracy of 0.993, and the computational efficiency is significantly improved by 99.86%. It can be used to calculate the dynamic response of the wheel-rail system. The length of the mortar filling layer void significantly affects the wheel-rail vertical force, wheel weight load reduction ratio, rail vertical displacement, and track plate vertical displacement. The dynamic response of the track structure has a more significant effect on the limit value of the length of the mortar filling layer void than the dynamic response of the vehicle, and the rail vertical displacement is the most obvious. At 250 km/h - 350 km/h train running speed, the limit values of grade I, II, and III of the lengths of the mortar filling layer void are 3.932 m, 4.337 m, and 4.766 m, respectively. The results can provide some reference for the long-term service performance reliability of the ballastless track-bridge system of HRS.
The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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v.23
no.3
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pp.343-354
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2012
In this paper, various spiral zeroth-order resonators are proposed for wireless power transmission. Since a zerothorder resonance(ZOR) mode of meta-material transmission lines has the characteristic of an infinite wavelength, its frequency is independent of physical length. Also, to obtain high transmission efficiencies high-Q resonators and strong coupling coefficient between coupled resonators are required. Therefore, the resonators consist of spiral inductor and lumped capacitor to use the ZOR mode and they are optimized via parametric study and circuit analysis for a high-Q resonator design. The optimized resonators are simulated and compared with a conventional spiral resonator and one of them was fabricated and measured. The fabricated one has a dimension of $20cm{\times}20cm{\times}8cm$($0.009{\lambda}_0{\times}0.009_{\lambda}_0{\times}0.004{\lambda}_0$) and the transmission efficiency of 80 % is measured at 13.56 MHz at transmitted distance of 40 cm.
Fluid Implicit Particle (FLIP) method is used in Visual Effect(VFX) industries frequently because FLIP based simulation show high performance with good visual quality. However in large-scale fluid simulations, the efficiency of FLIP method is low because it requires many particles to represent large volume of water. In this papers, we propose a novel hybrid method of simulating fluids to supplement this drawback. To improve the performance of the FLIP method by reducing the number of particles, particles are deployed inside thin layers of the inner surface of water volume only. The coupling between less-disspative solutions of FLIP method and viscosity solution of level set method is achieved by introducing a new surface reconstruction method motivated by surface reconstruction method[1] and moving least squares(MLS) method[2]. Our hybrid method can generate high quality of water simulations efficiently with various multiscale features.
Kim, Ji-Hoon;Song, Chang Eun;Kang, In-Nam;Shin, Won Suk;Zhang, Zhi-Guo;Li, Yongfang;Hwang, Do-Hoon
Bulletin of the Korean Chemical Society
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v.35
no.5
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pp.1356-1364
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2014
A new conjugated copolymer, poly{4,8-bis(triisopropylsilylethynyl)benzo[1,2-b:4,5-b']dithiophene-alt-4,7- bis(5-thiophen-2-yl)-5,6-difluoro-2-(heptadecan-9-yl)-2H-benzo[d][1,2,3]triazole} (PTIPSBDT-DFDTBTz), is synthesized by Stille coupling polycondensation. The synthesized polymer has a band gap energy of 1.9 eV, and it absorbs light in the range 300-610 nm. The hole mobility of a solution-processed organic thin-film transistor fabricated using PTIPSBDT-DFDTBTz is $3.8{\times}10^{-3}cm^2V^{-1}s^{-1}$. Bulk heterojunction photovoltaic cells are fabricated, with a conventional device structure of ITO/PEDOT:PSS/polymer:$PC_{71}BM$/Ca/Al ($PC_{71}BM$ = [6,6]-phenyl-$C_{71}$-butyric acid methyl ester); the device shows a power conversion efficiency (PCE) of 2.86% with an open-circuit voltage ($V_{oc}$) of 0.85 V, a short-circuit current density ($J_{sc}$) of 7.60 mA $cm^{-2}$, and a fill factor (FF) of 0.44. Inverted photovoltaic cells with the structure ITO/ethoxylated polyethlyenimine/ polymer:$PC_{71}BM/MoO_3$/Ag are also fabricated; the device exhibits a maximum PCE of 2.92%, with a $V_{oc}$ of 0.89 V, a $J_{sc}$ of 6.81 mA $cm^{-2}$, and an FF of 0.48.
New $\pi$-conjugated polymer with vinylene linkage, poly((10-hexyl-3,7-phenothiazine)-alt-(4-(4-butyl-phenyl)- 3,5-diphenyl-4H-[1,2,4]triazole)-3,5-vinylene) (PTV-TAZ) was synthesized by the Heck coupling reaction. The photoluminescence (PL) maximum wavelength and the band gap energy of PTV-TAZ film were 555 nm and 2.41 eV, respectively. The HOMO energy level of PTV-TAZ was -4.99 eV, which was slightly lower than that of PTV (-4.89 eV). Electron deficient aromatic 1,2,4-triazole (TAZ) in the polymer backbone does not affect the HOMO energy level significantly. The maximum efficiency and brightness of double layer structured electroluminescent (EL) device (ITO/PEDOT (30 nm)/PTV-TAZ (60 nm)/Al) were 0.247 cd/A and 553 cd/$m^2$, respectively, which were significantly higher than those of the device based PTV (1.65 ${\times}\;10^{-4}$ cd/A and 4.3 cd/$m^2$). This is due to that TAZ unit improves electron transporting ability in the emissive layer. The turn-on voltage (defined as the voltage required to give a luminescence of 1 cd/$m^2$) of brightness of the device based on PTV-TAZ was 12.0 V, which was similar to that the based on PTV (11.5 V). This is due to that the ionization potential of PTV-TAZ is very similar to that of PTV.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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