• Smart Structures and Systems
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• 제21권3호
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• pp.279-286
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• 2018

The free longitudinal vibration of a circular truncated nanocone is investigated based on the nonlocal elasticity theory. Exact analytical formulations for tapered nanostructures are derived and the nonlinear differential governing equation of motion is developed. The nonlocal small scale effect unavailable in classical continuum theory is addressed to reveal the long-range interaction of atoms implicated in nonlocal constitutive relation. Unlike most previous studies applying the truncation method to the infinite higher-order differential equation, this paper aims to consider all higher-order terms to show the overall nonlocality. The explicit solution of nonlocal stress for longitudinal deformation is determined and it is an infinite series incorporating the classical stress derived in classical mechanics of materials and the infinite higher-order derivative of longitudinal displacement. Subsequently, the first three modes natural frequencies are calculated numerically and the significant effects of nonlocal small scale and vertex angle on natural frequencies are examined. The coupling phenomenon of natural frequency is observed and it is induced by the combined effects of nonlocal small scale and vertex angle. The critical value of nonlocal small scale is defined, and after that a new proposal for determining the range of nonlocal small scale is put forward since the principle of choosing the nonlocal small scale is still unclear at present. Additionally, two different types of nonlocal effects, namely the nonlocal stiffness weakening and strengthening, reversed phenomena existing in nanostructures are observed and verified. Hence the opposite nonlocal effects are resolved again clearly. The nano-engineers dealing with a circular truncated nanocone-based sensors and oscillators may benefit from the present work.

• 대한기계학회논문집A
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• 제30권12호
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• pp.1618-1625
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• 2006

During the last two decades, several guidelines have been developed and used for assessing the integrity of a defective steam generator (SG) tube that is generally caused by stress corrosion cracking or wall-thinning phenomenon. However, as some of SG tubes are also failed due to fretting and so on, alternative failure estimation schemes are required for relevant defects. In this paper, parametric three-dimensional finite element (FE) analyses are carried out under internal pressure condition to simulate the failure behavior of SG tubes with different defect configurations; elliptical wear, tapered and flat wear type defects. Maximum pressures based on material strengths are obtained from more than a hundred FE results to predict the failure of SG tube. After investigating the effect of key parameters such as defect depth, defect length and wrap angle, simplified failure estimation equations are proposed in relation to the equivalent stress at the deepest point in wear region. Comparison of failure pressures predicted by the proposed estimation scheme with corresponding burst test data showed a good agreement.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권12호
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• pp.931-939
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• 2013

본 논문에서는 항공기 날개의 개념 설계에서 적용하기에 적합한 양력선 방법을 찾고 정확성과 적용범위를 분석한다. Prandtl의 양력선 이론에서 발전된 두 가지 양력선 방법으로서 얇은 익형의 가정을 갖고 3/4 시위의 제어점에서 속도경계조건을 부여하는 Weissinger방법과 3차원 와류 양력법칙을 적용한 Phillips의 방법을 택하였다. 계산 대상은 타원형 날개, 후퇴각이 있는 날개, 그리고 상반각과 비틀림이 있고 후퇴각 없는 테이퍼 날개이다. 계산을 통해 포텐셜 유동의 공력 데이터로 날개의 순환분포, 내리흐름 분포, 양력과 유도항력을 추출하여 이론식 결과 및 풍동시험 데이터와 비교하였다. Weissinger 방법은 날개의 형상에 상관없이 정확도와 신뢰성 있는 결과를 보여주지만 Phillips 방법은 후퇴각이 있는 날개에서는 부정확한 결과를 나타내었다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권4호
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• pp.723-731
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• 2000

유해유기화합물질 처리시 처리효율을 증대시키기 위하여, 본 연구에서는 GAC를 이용한 RSTA에서 phenol과 4-nitrophenol 의 경쟁흡착을 연구하였다. 이성분계 흡착등온시 phenol은 Freundlich 흡착동온식 적용이 불가능하였다. 그리고 활성탄 주입량이 적어짐에 따라 또 흡착질의 농도가 증가함에 따라 두 성분간의 경쟁흡착은 심화되었다. RSTA를 이용한 연속식 실힘에서는 유입유량이 감소할수록 두 성분간의 경쟁흡착성향은 증가하는 것으로 나타났다. 수축 각 변화에 따른 경쟁흡착실험에서는 수축각이 커질수록 파과시간이 증가하였으며, 활성탄 충전층 수를 변화시킨 실험에서는 충전층 수를 증가시킴에 따라 각 성분의 흡착효율 및 phenol에 대한 4-nitrophenol 경쟁흡착능은 증가하였다. RSTA에서의 이러한 성능 증대는 유체의 정제와 분리에 적용할 수 있을 것이다.

• 산업식품공학
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• 제15권2호
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• pp.148-154
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• 2011

사출구 구조가 압출성형의 목적변수인 팽화특성에 영향을 미치는지 알아보기 위하여 사출구의 기하학적 구조를 사출구상수로 산출하여 사출구상수와 수분함량에 따른 팽화특성을 비롯한 비기계적 에너지 투입량, 수분용해지수, 수분흡착지수를 분석하였다. 압출성형 공정변수는 수분함량(20, 25%), 사출구멍의 길이와 직경비(L/D 0.67, 1.67, 2.67), 내벽에서 좁아지는 각(57, $95^{\circ}$)이였다. 비기계적 에너지 투입량은 수분함량 20%, 사출구상수 2.23E-10 $m^3$에서 가장 높은 값을 나타내었다. 수분함량 20%에서 사출구상수가 증가하면, 직경팽화지수와 체적팽화지수는 증가하였다. 한편 수분함량 25%에서 직경팽화지수와 체적팽화지수는 사출구상수의 영향을 받지 않았다. 또한 길이팽화지수는 수분함량이 20%에서 25%로 증가할 때 증가하였으며 직경팽화지수와 음의 상관관계를 나타내었다. 수분흡착지수와 수분용해지수는 사출구상수에 영향을 받지 않았다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권4호
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• pp.47-54
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• 2020

활성 도파로와 수동 도파로의 집적은 광집적 회로의 구성에서 필수적인 요소이다. 이를 구현하기 위한 여러 기술 중 버트 조인트는 상당한 장점을 가지고 있다. 그러나 버트 조인트 접합은 높은 광손실을 야기하며, 두 도파로 간의 정렬에 있어서 정확한 공정 제어가 요구되는 구조이다. 본 논문에서는 레이저 다이오드와 spot size converter (SSC)로 구성된 집적 소자를 시뮬레이션하기 위해 beam propagation method을 이용하였다. 상이한 모드 특성을 갖는 두 SSC를 레이저 도파로와 연결하고, 광결합 효율을 시뮬레이션 하였다. 큰 근접장 모드를 가지는 SSC는 낮은 광결합 효율을 보여주나, 원거리 발산각 패턴이 좁고 더 대칭적이다. 테이퍼 구조의 수동 도파로는 원거리 발산각 패턴을 열화시키지 않고 버트 조인트에서 도파로 오프셋의 무의존성과 광결합 효율을 향상시키기 위해 이용되었다. 이를 바탕으로 89.6%의 높은 광결합 효율과 16°×16°의 좁은 원거리장 발산각을 얻을 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제31권5호
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• pp.213-217
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• 2020

본 논문에서는 아디아바틱(adiabatic) 광섬유 테이퍼의 습식 식각 기반 제조 방법에 대해 보고하고 1550 nm 파장에서의 아디아바틱 성질 및 테이퍼드 광섬유에서 HE₁₁ 모드의 전개에 대해 설명하고자 한다. 제조한 결과물은 아디아바틱 성질을 잘 만족하며 far field 패턴 측정 결과로부터 테이퍼 전체에 걸쳐 고차 모드 커플링 없이 기본 HE₁₁ 모드가 유지되는 것을 보여준다. 측정한 far field 패턴의 경우에 시뮬레이션 결과와 잘 일치하는 것을 검증하였고, 테이퍼드 광섬유는 다수의 광자 응용에 적용할 수 있으며 특히 광섬유-칩 패기지에 적용할 수 있다. 시뮬레이션을 통해서 제작한 아디아바틱 광섬유 테이퍼를 모델링한 후 역방향 테이퍼드 실리콘 도파관 사이의 광 전송률 시뮬레이션을 살펴보았을 때, 1 dB 초과 손실(실리콘 도파관 각도 1°)이 약 ~60 ㎛ 길이라는 여유있는 공간 치수 공차를 보이며, 0.4 dB 미만의 삽입 손실(실리콘 도파관 각도 4°)을 보인다. 또한, 본 연구자들이 제시하는 아디아바틱 커플러가 O 밴드 및 C 밴드 대역을 넘어, 초 광대역 결합 효율 가능성을 보이는 것을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제11권6호
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• pp.527-532
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• 2001

O$_2$plasma와 H(hfac)을 이용한 Cu 박막의 건식 식각을 조사하였다. 휘발성이 큰 Cu(hfac)$_2$와 $H_2O$를 탈착시키기 위하여 $O_2$ Plasma를 이용한 Cu 박막의 산화와 생성된 Cu 산화막을 H(hfac)과의 반응으로 제거하는 공정으로 식각을 수행하였다. Cu 박막의 식각율은 50-700 /min의 범위를 보였으며, 기판온도, H(hfac)/O$_2$ 유량비, plasma power에 따라 변하였다. Cu 박막의 식각율은 기판온도 215$^{\circ}C$보다 높은 온도구간에서 RF power가 증가함에 따라 증가하였고, 산화 공정과 H (hfac)과의 반응이 균형을 이루는 최적의 H (hfac)/O$_2$ 유량비는 1:1임을 확인하였다. Ti mask를 사용한 Cu Patterning은 유량비 1 : 1, 기판온도 25$0^{\circ}C$에서 실시하였고, 30$^{\circ}$외 taper slope를 갖는 등방성 etching profile을 얻을 수 있었다. Taper angle을 갖는 Cu 건식 patterning은 고해상도의 대면적 thin film transistor liquid-crystal(TFT-LCDs)를 위래 필요한 것으로써 기판온도, RF power, 유량비를 조절한 one-step 공정으로부터 성공적으로 얻을 수 있었다.

• 대한치과보철학회지
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• 제29권3호
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• pp.141-170
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• 1991

This study was to analyze the displacement and the magnitude and mode of distribution of the stresses in the lower overdenture, the mucous membrane, the abutment teeth and the mandibular supporting bone when various abutment designs were subjected to different loading schemes. For this study, the two-dimensional finite element method was used. The models of overdenture and mandibe with the canine and the second premolar remaining, were fabricated. In the first design, a 1 mm space was prepared between the denture and the dome abutment with the height of 2 mm(OS). In the second design, a contact between the denture and the occlusal third of the dome abutment with the hight of 2 mm was prepared(OC). In the third design, a 0.5 mm space was prepared between the denture and 8 degree tapered cylindrical abutments with the height of 7 mm(TS). In the fourth design, a contact between the denture and the occlusal two thirds of the conical abutments with the height of 7 mm was prepared(TC). In order to represent the same physiological condition as the fixed areas of the mandible under loading schemes, the eight nodes which lie at the mandibular angle, the coronoid process and the mandibular condyle were assumed to be fixed. Each model was loaded with a magnitude of 10 Kgs on the first molar region (P1) and 7 Kgs on the central incisor region (P2) in a vertical direction. The force of 10 Kgs was then applied distributively from the first premolar to the second molar of each motel in a vertical direction (P3). The results were as follows: 1. The vertical load on the central incisor region(P2) produced the higher displacement and stress concentration than that on the posterior region(P1, P3). 2. The case of space between abutment and denture base produced higher displacement than that of contact, and the case of long abutment produced higher displacement than that of short abutment because of low rigidity of denture base. 3. The magnitude of the torque and vertical force to the abutment teeth and the stress distribution to the denture base was higher in the telescope coping than in the overdenture coping. 4. The vertical load on the central incisor region(P2) produced higher equivalent stress in the mandible than that on the posterior region(P1, P3). 5. The case of space between abutment and denture base produced better stress distribution to the farther abutment from the loading point than that of contact. 6. In case of sound abutment teeth, the type of telescope coping can be used, hilt in case of weak abutment, the type of overdenture coping is considered to be favorable generally.

• 대한치과보철학회지
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• 제34권2호
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• pp.385-402
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• 1996

The purpose of this study was to analyze how the stability of the implant prostheses and the loosening of the fastening screw was affected when the various types of Hex structure provided for the effect of anti-rotation of the single prostheses were given. Three dimensional finite element model was designed with which the implants with the external hex type of 0.75mm, 1.5mm and the implant with the internal hex type of 0.75mm, 1.5mm and the implant with the external hex type of $15^{\circ}$ tapered shape of 0.75mm were supposed to completely osseointegrate to the mandible. After fininshing the finite element model, the preload of 10N at the fastening screw was applied and then the vertical and $30^{\circ}$ lateral load of 200N was applied respectively at the cusp tips of the prostheses. The following results were obtained : 1. In case of displacement, the amount of displacement was increased at the internal hex type(model C, D) than at the external hex type(model A, B, E) when the vertical and lateral load was applied. 2. Less equivalent stress was represented at the model B with increased external hex height than at the model A when the vertical and lateral load was applied. 3. Much stress was represented at the model E with increased hex angle than at the model A in case of the stress happened to the implant body and the fastening screw when the vertical and lateral load was applied. 4. Much equivalent stress was represented at the model D with deepened internal hex height than at the model C when vertical and lateral load was applied. 5. The least stress was taken at the model B and the most stress was taken at the model D in case of the stress happened to the implant when the vertical and lateral load was applied. 6. The least stress was taken at the model C at the vertical load. And the least stress was taken at the model B at lateral load in case of the stress happened to the fastening screw. As a results of this study, the good lateral stability of prostheses and less stress of the component of implant was taken when the external hex height was increased, and the risk of neck fracture of implant and fastening screw was increased when the internal hex height was deepned because of long screw neck portion and thin implant neck portion.