• Title/Summary/Keyword: channel layers

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Unsteady Electroosmotic Channel Flows with the Nonoverlapped and Overlapped Electric Double Layers

  • Kang, Sang-Mo;Suh, Yong-Kweon
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제20권12호
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    • pp.2250-2264
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    • 2006
  • In micro- and nanoflows, the Boltzmann distribution is valid only when the electric double layers (EDL's) are not overlapped and the ionic distributions establish an equilibrium state. The present study has numerically investigated unsteady two-dimensional fully-developed electroosmotic flows between two parallel flat plates in the nonoverlapped and overlapped EDL cases, without any assumption of the Boltzmann distribution. For the study, two kinds of unsteady flows are considered: one is the impulsive application of a constant electric field and the other is the application of a sinusoidally oscillating electric field. For the numerical simulations, the ionic-species and electric-field equations as well as the continuity and momentum ones are solved. Numerical simulations are successful in accurately predicting unsteady electroosmotic flows and ionic distributions. Results show that the nonoverlapped and overlapped cases are totally different in their basic characteristics. This study would contribute to further understanding unsteady electroosmotic flows in micro- and nanofluidic devices.

촉매 활성층 두께 제어를 통한 연료전지 성능 해석 (Performance Analysis of Fuel Cell by Controlling Active Layer Thickness of Catalyst)

  • 김홍건
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제16권3호
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    • pp.133-140
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    • 2007
  • A 2-D model of fluid flow, mass transport and electrochemistry is analysed to examine the effect of current density at the current collector depending on active layer thickness of catlyst in polymer elecrolyte fuel cells. The finite element method is used to solve the continuity, potential and Maxwell-Stefan equations in the flow channel and gas diffusion electrode regions. For the material behavior of electrode reactions in the active catalyst layers, the agglomerate model is implemented to solve the diffusion-reaction problem. The calculated model results are described and compared with the different thickness of active catalyst layers. The significance of the results is discussed in the viewpoint of the current collecting capabilities as well as mass transportation phenomena, which is inferred that the mass transport of reactants dictates the efficiency of the electrode in the present analysis.

Gray-scale photolithography를 이용한 바이오칩 제작 (Fabrication of Biochip Using Gray-scale Photolithography)

  • 배영민
    • 전기학회논문지
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    • 제57권1호
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    • pp.137-141
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    • 2008
  • Biochip, which implements bioanalytical process on a tiny surface, is one of candidates for medical diagnosis, drug screening, and molecular sensing. In general, a type of biochip based on microfluidics is composed of microcomponents including microchannel, pump, and valve, which require complicated processes. In this study, gray-scale photolithography(GSPL) was applied to fabricate a biochip with multiple layers. A mould for casting PDMS(polydimethylsiloxane) channel, was fabricated using GSPL. A gray-photomask was prepared by printing gray patterns on a high-quality glossy paper followed by photoreducing by 10:1 onto the photo-film. The formation of multiple layers was studied according to the change of gray level of pattern and the developing time. A biochip composed of a weir(multiple layer structure) and a reaction chamber in a single microchannel was fabricated in a glass plate. Finally, we investigated the application of biochip to antigen-antibody reaction by packing the microbead coated with antibody.

Methane carbon dioxide reforming for hydrogen production in a compact reformer - a modeling study

  • Ni, Meng
    • Advances in Energy Research
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    • 제1권1호
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    • pp.53-78
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    • 2013
  • Methane carbon dioxide reforming (MCDR) is a promising way of utilizing greenhouse gas for hydrogen-rich fuel production. Compared with other types of reactors, Compact Reformers (CRs) are efficient for fuel processing. In a CR, a thin solid plate is placed between two porous catalyst layers to enable efficient heat transfer between the two catalyst layers. In this study, the physical and chemical processes of MCDR in a CR are studied numerically with a 2D numerical model. The model considers the multi-component gas transport and heat transfer in the fuel channel and the porous catalyst layer, and the MCDR reaction kinetics in the catalyst layer. The finite volume method (FVM) is used for discretizing the governing equations. The SIMPLEC algorithm is used to couple the pressure and the velocity. Parametrical simulations are conducted to analyze in detail the effects of various operating/structural parameters on the fuel processing behavior.

Self sustained n-type memory transistor devices based on natural cellulose paper fibers

  • Martins, R.;Barquinha, P.;Pereira, L.;Goncalves, G.;Ferreira, I.;Fortunato, E.
    • 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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    • 한국정보디스플레이학회 2009년도 9th International Meeting on Information Display
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    • pp.1044-1046
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    • 2009
  • Here we report the architecture for a non-volatile n-type memory paper field-effect transistor. The device is built using the hybrid integration of natural cellulose fibers (pine and eucalyptus fibers embedded in an ionic resin), which act simultaneously as substrate and gate dielectric, with amorphous GIZO and IZO oxides as gate and channel layers, respectively. This is complemented by the use of continuous patterned metal layers as source/drain electrodes.

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저온 공정 온도에서 $Al_2O_3$ 게이트 절연물질을 사용한 InGaZnO thin film transistors

  • 우창호;안철현;김영이;조형균
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.11-11
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    • 2010
  • Thin-film-transistors (TFTs) that can be deposited at low temperature have recently attracted lots of applications such as sensors, solar cell and displays, because of the great flexible electronics and transparent. Transparent and flexible transistors are being required that high mobility and large-area uniformity at low temperature [1]. But, unfortunately most of TFT structures are used to be $SiO_2$ as gate dielectric layer. The $SiO_2$ has disadvantaged that it is required to high driving voltage to achieve the same operating efficiency compared with other high-k materials and its thickness is thicker than high-k materials [2]. To solve this problem, we find lots of high-k materials as $HfO_2$, $ZrO_2$, $SiN_x$, $TiO_2$, $Al_2O_3$. Among the High-k materials, $Al_2O_3$ is one of the outstanding materials due to its properties are high dielectric constant ( ~9 ), relatively low leakage current, wide bandgap ( 8.7 eV ) and good device stability. For the realization of flexible displays, all processes should be performed at very low temperatures, but low temperature $Al_2O_3$ grown by sputtering showed deteriorated electrical performance. Further decrease in growth temperature induces a high density of charge traps in the gate oxide/channel. This study investigated the effect of growth temperatures of ALD grown $Al_2O_3$ layers on the TFT device performance. The ALD deposition showed high conformal and defect-free dielectric layers at low temperature compared with other deposition equipments [2]. After ITO was wet-chemically etched with HCl : $HNO_3$ = 3:1, $Al_2O_3$ layer was deposited by ALD at various growth temperatures or lift-off process. Amorphous InGaZnO channel layers were deposited by rf magnetron sputtering at a working pressure of 3 mTorr and $O_2$/Ar (1/29 sccm). The electrodes were formed with electron-beam evaporated Ti (30 nm) and Au (70 nm) bilayer. The TFT devices were heat-treated in a furnace at $300^{\circ}C$ and nitrogen atmosphere for 1 hour by rapid thermal treatment. The electrical properties of the oxide TFTs were measured using semiconductor parameter analyzer (4145B), and LCR meter.

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네트워크 제어 시스템을 위한 최적화된 매체 접근 확률 (Optimized Medium Access Probability for Networked Control Systems)

  • 박판근
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제19권10호
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    • pp.2457-2464
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    • 2015
  • 무선 네트워크를 통한 네트워크 제어 시스템 (NCS: Networked Control Systems)은 다양한 제어 시스템의 효율성을 극대화 할 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 본 연구에서는 네트워크 제어 시스템으로부터 이끌어낸 상태갱신주기(SUI: State Update Interval)라는 성능 메트릭을 정의한다. 제시된 상태갱신주기는 제어와 통신 시스템 계층 사이의 핵심적인 상호작용을 포함하고 있다. 제시된 성능 메트릭은 NCS를 위한 최적화 문제를 도출하는데 사용이 되었으며, 이러한 최적화 문제의 목적 함수는 상태갱신주기의 제한 요소를 만족하는 확률이며 변수는 매체접근 확률로 표현되었다. 본 연구에서는 제시된 최적화 문제의 최적 매체접근 확률이 유일한 해를 가진다는 것을 증명하였다. 또한 NCS를 위한 최적의 매체접근 확률은 전송률을 극대화하는 기존의 매체접근 확률보다 낮다는 결론을 도출하였다. 성능 분석 결과를 통하여 시스템의 안정도가 상태갱신주기를 고려한 최적의 매체접근 확률을 사용하였을 때가 전송률을 최대화하는 매체접근 확률을 사용 했을 때 보다 높다는 점을 보였다.

다공성 연소기 모델로서의 다중 채널 연소기 내부 화염의 안정화 특성 기초 연구 (Basic Study on Flame-Stabilization Characteristics in a Multi-Channel Combustor via a Model of a Porous-Media Combustor)

  • 박승일;이민정;김남일
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제35권8호
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    • pp.815-823
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    • 2011
  • 다공성 물질 내부의 연소 현상은 저발열량 연료의 연소 및 연소열의 재생을 위한 수단으로 다양한 형태로 산업현장에 응용되고 있다. 하지만 다공성 물질 내부에서의 연소 현상은 직접적인 관찰이 힘들다는 점과 다공성 물질의 복잡한 내부 구조로 인해 매우 제한적인 연구가 진행되어 왔다. 본 연구에서는 복잡한 다공성 물질의 구조 내부에서의 화염의 안정화 특성에 관한 이해를 위해 내부 관찰이 가능하도록 다수의 석영판으로 구성된 다중채널 형태의 모형 연소기를 제안하고 이를 이용한 간단한 실험 결과를 제시한다. 그리고 이러한 다중채널내부 화염의 안정화에 관한 간단한 기초해석 모델을 제안한다. 다수의 채널 내부에 형성된 화염은 채널간의 열전달에 의해 화염의 공간 분포가 변화하고 그 결과로 연소기 내부의 가연한계에 변화가 발생한다. 채널의 재료 특성 및 당량비에 따른 가연한계의 변화를 제시하였으며, 이 결과는 다공성 연소기 내부화염의 이해에 도움될 것이다.

침수식생 개수로에서 난류 및 부유사 이동 특성 (Characteristics of Turbulent Flows and Suspended Sediment Transport in Open-channel with Submerged Vegetation)

  • 양원준;장지연;최성욱
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제44권5호
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    • pp.417-427
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    • 2011
  • 침수식생 개수로 흐름은구조적으로상부영역과식생영역으로구분되는데, 상부영역은 일반 개수로의 흐름특성을 보이며 식생영역은 줄기에 의해 난류가 억제되어 정수식생 조건의 흐름과 유사하게 단순한 흐름특성을 보인다. 본 논문은 침수식생 개수로 흐름의 난류 및 유사이동 특성에 관한 실험연구이다. 이를 위해 폭 0.5m, 길이 12m인 개수로 실험장치를 이용하여수리실험을 실시하였다. 다양한 유량에 대하여 수심비 2~3인 흐름을 구현하였고, 나무원형 실린더를 이용하여 식생을 재현하였다. 평형상태에서 부유사 농도 분포를 측정하기 위해서중앙입경이 75 ${\mu}M$인 모래를 한계조건에 도달하기까지 지속적으로 투입하였다. 유속 성분의 계측을 위하여 레이저 도플러 유속계를 사용하였고, 튜브를 이용한 사이포닝 방식으로 시료를 직접 채취하여 부유사 농도를 측정하였다. 측정된 자료를 이용하여 실험조건에 따른 평균흐름과 난류량의 특성을 살펴보았고, Rouse 수에 따른 부유사 농도 분포를 제시하였다.

딥러닝을 이용한 부채널 데이터 압축 프레임 워크 (Side-Channel Archive Framework Using Deep Learning-Based Leakage Compression)

  • 정상윤;진성현;김희석
    • 정보보호학회논문지
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    • 제34권3호
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    • pp.379-392
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    • 2024
  • 데이터의 급속한 증가와 함께 저장 공간 절약과 데이터 전송의 효율성이 중요한 문제로 대두되면서, 데이터 압축기술의 효율성 연구가 중요해졌다. 무손실 알고리즘은 원본 데이터를 정확히 복원할 수 있지만, 압축 비율이 제한적이며, 손실 알고리즘은 높은 압축률을 제공하지만 데이터의 일부 손실을 수반한다. 이에 딥러닝 기반 압축 알고리즘, 특히 오토인코더 모델이 데이터 압축 분야에서 활발한 연구가 진행됐다. 본 연구에서는 오토인코더를 활용한 새로운 부채널 분석 데이터 압축기를 제안한다. 제안하는 부채널 데이터 대상 압축기는 부채널데이터 특성을 잘 유지할 뿐만 아니라, 기존의 널리 사용되는 Delfate 압축방식 대비 높은 압축률을 보인다. 로컬 연결 레이어를 사용한 인코더는 부채널 데이터의 시점별 특성을 효과적으로 보존하고, 디코더는 멀티 레이어 퍼셉트론을 사용하여 빠른 압축해제 시간을 유지한다. 상관 전력 분석을 통해 제안된 압축기가 부채널 데이터의 특성을 손실 없이 데이터 압축이 가능을 증명하였다.