Tall buildings have been traditionally designed to be symmetric rectangular, triangular or circular in plan, in order to avoid excessive seismic-induced torsional vibrations due to eccentricity, especially in seismic-prone regions like Japan. However, recent tall building design has been released from the spell of compulsory symmetric shape design, and free-style design is increasing. This is mainly due to architects' and structural designers' challenging demands for novel and unconventional expressions. Another important aspect is that rather complicated sectional shapes are basically good with regard to aerodynamic properties for crosswind excitations, which are a key issue in tall-building wind-resistant design. A series of wind tunnel experiments and numerical simulation have been carried out to determine aerodynamic forces and wind pressures acting on tall building models with various configurations: corner cut, setbacks, helical and so on. Dynamic wind-induced response analyses of these models have also been conducted. The results of these experiments have led to comprehensive understanding of the aerodynamic characteristics of tall buildings with various configurations.
Although the finite element method has become an indispensible tool for the dynamic analysis of structures, difficulty remains to quantify the errors associated with discretization. To improve the modeling accuracy, this paper proposes a method to make a combined use of finite elements and exact dynamic elements. Exact interpolation functions for the Timoshenko beam element are derived using the exact dynamic element modeling (EDEM) and compared with interpolation functions of the finite element method (FEM). The exact interpolation functions are tested with the Laplace variable varied. A combined use of finite element method and exact interpolation functions is presented to gain more accurate mode shape functions. This paper also presents a combined use of finite elements and exact dynamic elements in design/reanalysis problems. Timoshenko flames with tapered sections are tested to demonstrate the design procedure with the proposed method. The numerical study shows that the combined use of finite element model and exact dynamic element model is very useful.
본 논문에서는 SAR(Synthertic Aperture Radar) 시스템에 적합한 이중편하 하중 지지형 마이크로스트림 8$\times$4 배열 안테나를 설계, 제작하여, 그 측정 결과를 시뮬레이션 결과와 비교하였다. 안테나 설계 시 운용 주파수와 대역폭, polarization putity, -3 dB 빔 폭 등과 같은 전기적 특성뿐만 아니라, 구조적 안정성, 강도, 강성 등의 기계적 특성을 함께 고려하였다. 본 안테나는 SSFIP 형 구조에 허니콤과 Shielding plane을 첨가한 형태이며, 이중편파는 서로 수직으로 위치한 두 개의 dog-bone shape 슬롯으로 구현하였다. 각 실험 결과로부터 제안한 안테나 중심 주파수 5.3 GHz를 중심으로 약 80GHz 의 대역폭을 지니고, -20 dB 이하의 cross-polarization level, 약 40dB 정도의 포트간 고립도 특성을 타나내며 구조적으로도 안정됨을 알 수 있었다.
Anal endosonography has recently been popularized in adult patients in order to access staging of rectal cancer and other lesions of the anorectum. This study is not familiar to pediatric surgeons. We performed anal endosonography in 30 children without anorectal disease in order to determine the standard morphology of the anorectum. The internal anal sphincter(IAS) was clearly identified as a homogeneous hypoechoic circular band, extending caudally to a level just proximal to the anal verge. The external anal sphincter(EAS) showed mixed echogenicity and different architecture along the anal canal; the EAS was U-shape in the upper canal and it had a circular pattern in the lower canal. In the upper canal of girls, the perineal body and the vagina were found just anterior of the anal canal, which made the U shape of the EAS. In the male, the sphincter tapered anteriorly into two arcs that met in the midline. The perineal body was prominent in the female. Posteriorly, the anococcygeal ligament was represented by a triangular shadow in both sex. The thickness of the IAS was measured in 3 directions, left, right and posterior, at 3 levels, upper, middle and lower areas of the anal canal. The average thickness was 0.86-2.40 mm between 6 and 18 months of age(Group 1), 0.88-3.20 mm between 19 and 36(Group 2), 1.07-2.20 mm between 37 and 54(Group 3) and 1.18-2.42 mm more than 54-month-old(Group 4). The thickness was correlated with the age of the children only in the right upper(p=0.008) and the left middle portion(p=0.015). We were able to obtain standard morphologic features of the normal anal canal in children with anal endosonography. We believe that this technique is a safe and an effective procedure to evaluate anorectal lesions in children.
Bioinspired sea urchin-like structures were fabricated on silicon by inductively coupled plasma (ICP) etching using lens-like shape hexagonally patterned photoresist (PR) patterns and subsequent metal-assisted chemical etching (MaCE) [1]. The lens-like shape PR patterns with a diameter of 2 ${\mu}m$ were formed by conventional lithography method followed by thermal reflow process of PR patterns on a hotplate at $170^{\circ}C$ for 40 s. ICP etching process was carried out in an SF6 plasma ambient using an optimum etching conditions such as radio-frequency power of 50 W, ICP power of 25 W, SF6 flow rate of 30 sccm, process pressure of 10 mTorr, and etching time of 150 s in order to produce micron structure with tapered etch profile. 15 nm thick Ag film was evaporated on the samples using e-beam evaporator with a deposition rate of 0.05 nm/s. To form Ag nanoparticles (NPs), the samples were thermally treated (thermally dewetted) in a rapid thermal annealing system at $500^{\circ}C$ for 1 min in a nitrogen environment. The Ag thickness and thermal dewetting conditions were carefully chosen to obtain isolated Ag NPs. To fabricate needle-like nanostructures on both the micron structure (i.e., sea urchin-like structures) and flat surface of silicon, MaCE process, which is based on the strong catalytic activity of metal, was performed in a chemical etchant (HNO3: HF: H2O = 4: 1: 20) using Ag NPs at room temperature for 1 min. Finally, the residual Ag NPs were removed by immersion in a HNO3 solution. The fabricated structures after each process steps are shown in figure 1. It is well-known that the hierarchical micro- and nanostructures have efficient light harvesting properties [2-3]. Therefore, this fabrication technique for production of sea urchin-like structures is applicable to improve the performance of light harvesting devices.
This paper proposes the optimal design of stator shape for cogging torque reduction of single-phase brushless DC (BLDC) motor with asymmetric notch. This method applied size and position of asymmetric notches to tapered teeth of stator for single-phase BLDC motor. Which affects the variation of the residual flux density of the permanent magnet. The process of optimal design included the extraction of the sampling point by using Latin Hypercube Sampling(LHS), and involved the creation of an approximation model by using kriging method. Also, the optimum point of the design variables were discovered by using the Genetic Algorithm(GA). Finite element analysis was used to calculate the characteristics analysis and cogging torque. As a result of finite element analysis, cogging torque were reduced approximately 39.2% lower than initial model. Also experimental result were approximately 38.5% lower than initial model. The period and magnitude of the cogging torque were similar to the results of FEA.
ILM(incremental launching method) 교량공법은 품질확보에 효과적인 프리스트레스트 콘크리트 교량공법으로 인정받고 있다. 이 공법에 의해 시공되는 교량의 상부단면은 시공 중에 지간의 중앙부와 지점부에 일시적이나마 모두 위치하게 된다. 따라서 단면들은 자중에 의해 발생되는 최대 정 모멘트와 최대 부 모멘트, 그리고 최대 전단력을 모두 경험하게 되는 구조적 특성을 가지고 있다. 한편, 압출하는 동안 발생하는 높은 일시적 응력을 최소화하기 위해 일반적으로 압출추진코가 이용되고 있다. 그리고 상부단면에 발생하는 이 일시적인 응력의 크기는 압출추진코의 특성에 따라 달라진다. 본 연구에서는 압출 중 상부단면에 발생하는 단면력의 크기를 쉽고, 빠르게 검토할 수 있는 해석식을 유도하였다. 개발된 해석식에서 고려할 수 있는 매개변수로는 압출추진코와 상부단면과의 지간 길이비와 중량비 그리고 강성비를 택하였다 특히, 개발된 해석식에서는 변단면인 압출추진코의 단면형상과 다이아플램을 고려할 수 있다. 또한, 설계변수들에 대한 민감도 해석을 통하여 압출추진코와 상부단면의 상호작용에 미치는 매개변수들의 영향을 분석하였다.
교정용 스크류의 적절한 식립 토오크는 스크류와 골과의 경계에 적절히 작용하여 실패를 최소화 할 수 있는데, 너무 낮은 식립 토오크는 안정성이 없으며 반면에 너무 강한 식립 토오크는 열, 기계적 손상으로 골 괴사를 야기할 수도 있다. 본 연구에는 임상적으로 스크류의 길이와 직경 및 형태 등을 달리하여 식립 토오크를 측정해서 스크류의 각 부분에 대한 세분화된 토오크의 변화를 분석하고자 하였다. 연구결과 1.5 mm 두께의 인공피질골 블록에서 cylindrical type 스크류와 taper type 스크류 두 형태 모두에서 스크류 길이가 길수록 최대 식립 토오크 값도 함께 증가하였다. 특히 cylindrical type 스크류에서 길이에 따른 토오크 변화에 대해 통계적으로 유의한 차이가 관찰되었다 (p<0.05). 미니스크류의 연속적인 식립 토오크 분석 결과 cylindrical type 스크류는 연속적인 그래프 형태를 보이면서 불완전 나사부에서 식립 토오크가 크게 증가하였으며, taper type 스크류는 나사선의 마지막 경사진 부분에서 식립 토오크가 크게 증가하였다. 외경이 커질수록 최대 식립 토오크 값은 증가하였는데, 통계적으로 유의한 차이를 보였다 (p<0.05). 형태와 외경, 길이는 모두 토오크 값에 유의한 영향을 미치는데, 식립 토오크에 가장 큰 영향을 미치는 것은 외경, 형태, 길이 순서였다. 본 연구 결과 스크류의 식립 토오크에 가장 큰 영향을 미치는 것은 스크류의 외경이며 각각의 해부학적 구조물에 대한 피질골의 두께를 고려하여 적합한 스크류의 두께 및 나사산의 형태를 선택하는 것이 스크류의 초기 고정력을 얻는데 유리하다고 판단된다.
본 연구에서는 1T-DRAM 응용을 위해 Bipolar Junction Transistor 모드 (BJT mode)에서 비대칭 소스/드레인 수직형 나노와이어 소자의 순방향 및 역방향 메모리 윈도우 특성을 분석하였다. 사용된 소자는 드레인 농도가 소스 농도보다 높으며 소스 면적이 드레인 면적보다 큰 사다리꼴의 수직형 gate-all-around (GAA) MOSFET 이다. BJT모드의 순방향 및 역방향 이력곡선 특성으로부터 순방향의 메모리 윈도우는 1.08V이고 역방향의 메모리 윈도우는 0.16V이었다. 또 래치-업 포인트는 순방향이 역방향보다 0.34V 큰 것을 알 수 있었다. 측정 결과를 검증하기 위해 소자 시뮬레이션을 수행하였으며 시뮬레이션 결과는 측정 결과와 일치하는 것을 알 수 있었다. 1T-DRAM에서 BJT 모드를 이용하여 쓰기 동작을 할 때는 드레인 농도가 높은 것이 바람직함을 알 수 있었다.
본 연구에서는 의용생체공학에 널리 사용되는 미소바늘과 같은 3차원 고종횡비 미소구조물을 용이하게 제작할 수 있는 하이브리드 자외선 노광법에 대해 기술한다. 하이브리드 자외선 노광법은 기존에 사용되고 있는 경사노광, 회전노광 및 역노광을 혼합한 방법으로, 경사 및 회전노광은 경사진 축대칭 형상을 가지는 3차원 미소구조물의 제작이 가능하도록 하고 역노광은 자외선 노광공정 중 필연적으로 발생하는 하부기판에서의 자외선 반사를 최소화 시킨다. 자체 개발한 자외선 노광시스템과 SU-8 음성감광제를 이용하여 하이브리드 자외선 노광법의 다양한 공정조건이 최종 제작된 3차원 고종횡비 미소구조물 형상(종횡비, 선단의 곡률반경 등)에 미치는 효과를 확인한다. 또한 SU-8의 소프트 베이킹(soft baking) 조건과 미소구조물 선단 형상 사이의 관계에 대해서도 논의한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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