• 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.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.431.2-431.2
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• 2014

The dielectric breakdown voltage (DBV) is a measure of an insulating fluids ability to withstand a high electric field stress without breaking down. Conventionally, the presence of water or particulate matter in a dielectric fluid comprises the liquid's breakdown strength. However, the addition of magnetic nanoparticles (MNPs) in the base oil can increase the dielectric breakdown voltage of the fluid reversely, if the condition of the added particles in the fluid is in balance with that of keeping down the initiation and propagation of electrical streamers. In this study, we developed a mathematical model by a set of coupled, nonlinear equations using the COMSOL multiphysics finite element simulation suite and calculated the dielectrophoretic activity of magnetic nanoparticles suspended in the presence of electric field, which is the behavior responsible for enhancing the dielectric characteristics of transformer oil, in order to examine how the activity differ in a transformer oil-based magnetic fluid.

• 센서학회지
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• 제24권3호
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• pp.159-164
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• 2015

Solid state electrochemical and chemo-resistive gas sensors have been used widely but can operate only under high temperature. For reducing the power consumption and optimizing the structure of the substrate of these sensors, we conducted device and circuit simulations using the COMSOL Multiphysics simulator. For assessing the effective types of substrate and heat isolation, we conducted three-dimensional thermal simulations in two separate parts; (a) by changing the shape of the contacting holes and (b) punching additional holes on the substrate. Thus, it was possible to achieve high temperature in the sensor end of the substrate while maintaining low power consumption, and temperature in the circuit.

• Smart Structures and Systems
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• 제24권2호
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• pp.183-191
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• 2019

A piezoelectric paper feeder actuator using Micro Virtual Roller (MVR) is proposed, designed, fabricated and tested. This actuator can drive a sheet of paper forward or backward without any mechanical parts, such as the costly and heavy rollers used in traditional paper feeders. In this paper feeder actuator, two vibrating stators which produce traveling waves are used to drive the paper. The vibrations of the stators are similar to those of piezoelectric motors and follow a similar procedure to move the paper. A feasibility study simulated the actuator in COMSOL Multiphysics Software. Traveling wave and elliptical trajectories were obtained and the dimensions of the stator were optimized using FEM so that the paper could move at top speed. Next, the eigenfrequencies of the actuator was determined. Experimental testing was done in order to validate the FEM results that revealed the relationships between speed and parameters such as frequency and voltage. Advantages of this new mechanism are the sharp decrease in power consumption and low maintenance.

• 한국가시화정보학회지
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• 제17권2호
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• pp.90-95
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• 2019

In the present work, the effect of flow parameters such as volume flow rate on focal point of fluidic micro lens is investigated numerically. ANSYS Fluent is used for simulations, and the flow parameters and number of simulations are determined using the space filling method of design of experiment (DOE). Having determined the location of interfaces between fluids inside the micro lens which acts as the lens curvature, a ray tracking simulation on each case is performed using COMSOL Multiphysics to determine the focal point for each lens. These data are then used to provide a relation between flow parameters and the focal point of the lens.

• 한국기계가공학회지
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• 제20권3호
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• pp.122-128
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• 2021

Machining operations require removal of chips to keep the coolant clean and fresh throughout the operation time. In this study, microchip removal equipment was developed using AutoCAD and CATIA programs for 3D modeling and 2D draft. In addition, the flow analysis and electromagnetic field analysis of the equipment were performed using the COMSOL Multiphysics program. The flow design of the coolant oil tank was realized on the basis of fluid analysis results. Further, on the basis of magnetic density analysis, a conveyer was designed for effectively removing metal microchips in the tank by using arrays of neodymium permanent magnets.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.2596-2603
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• 2013

타이어 몰드의 내구성과 정밀도는 타이어의 품질을 결정하는 매우 중요한 요인이다. 그러나 타이어 몰드를 제작하는데 있어서 밀폐된 주조장치 안에서 발생하는 주물의 열변형을 측정하는 데는 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 금형주조장치의 예열온도에 따른 타이어 몰드용 AC7A 주조재의 온도분포, 변위, 응력과 같은 열변형을 수치해석을 통해 분석하였고, 동일 조건하에서 AC7A 주조재의 온도분포를 실험을 통해 측정하여 수치해석 결과와 비교하였다. 수치해석을 위해 상용프로그램인 "COMSOL Multiphysics"를 사용하였고, 금형주조장치의 예열온도를 $150^{\circ}C$, $200^{\circ}C$, $250^{\circ}C$, $300^{\circ}C$로 바꾸어 수치해석을 실행하였다. 수치해석 결과 금형주조장치의 예열온도가 $300^{\circ}C$였을 경우에 주조재의 평균변위와 평균응력은 각각 0.25mm와 0.351GPa로 가장 작게 나타났고, 평균온도는 $374.27^{\circ}C$로 온도가 가장 높게 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 수치해석에 의한 온도분포 결과와 실험에 의한 온도분포 결과를 비교하였을 때, 냉각 초기에 상변화과정에서 발생하는 잠열로 인해 약간의 온도차이가 발생하였으나, 그 구간을 제외하고는 거의 비슷한 냉각패턴을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제23권1호
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• pp.1-12
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• 2020

섭입 및 열개와 같이 대변형을 수반하는 지구동역학적 현상 발생은 암석권의 국지적인 약대의 발달이 필요하다. 이러한 약화 기작 중 하나인 전단열은 암석권의 온도를 국부적으로 높여 강도를 낮추는 역할을 하여 암석권 파괴를 촉진시킬 수 있다. 본 연구에서는 전단열에 대한 정량적인 분석을 위하여 2차원 탄소성 인장 분지 모형을 제작하여 기존 수치 모사 연구를 벤치마크하였다. 암석권의 항복강도, 인장 속도, 변형량- 및 온도-의존성 약화 현상 등을 조절하여 전단열 발생량에 미치는 영향을 분석하였다. 실험 결과, 약화를 고려하지 않은 경우 전단열의 발생량은 암석권의 항복강도 및 인장 속도와 양의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 기준 모형인 항복강도 100 MPa, 인장 속도 2 cm/yr로 설정된 경우, 총 20 km 인장된 시점(0.025의 변형률)에서 ~ 50 K의 온도 상승을 보여주었다. 소성 변형 및 온도에 따른 약화가 포함된 경우에는, 더 효율적인 약화 기작이 더 강한 전단열의 생성으로 이어지는데 이러한 현상은 약화 기작과 전단열 발생 사이에 양성되먹임이 작용함을 지시한다. 또한 변형 초기에 급격한 전단열 발생량을 보여주지만, 변형이 지속되어 암석권의 강도가 약화되면 전단열 발생 속도가 최대 ~ 80% 감소했다. 이는 약화 기작이 포함된 경우 전단열은 비교적 손상되지 않은 상태인 암석권의 강도에 큰 영향을 미침을 시사한다.

• 한국음향학회지
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• 제43권1호
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• pp.39-48
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• 2024

자동차용 경음기는 운전자 간의 의사소통 수단이자 보행자에게 사전에 경각심을 불러일으키는 부품으로서 안전상 중요한 역할을 한다. 유한 요소 방법과 전기 회로 모델을 활용한 자동차용 경음기의 모델링 연구와 혼의 음향학적 특성을 분석한 연구들이 수행되었으나, 트럼펫 혼의 작동 주파수 설계 방법에 대한 연구는 미비하다. 본 논문에서는 트럼펫 혼의 진동부가 결정되었을 때, 쉘의 음향 리액턴스에 따른 작동 주파수를 예측하는 설계 방법을 제시하고자 한다. 음향부에서는 지수 혼과 도파관이 결합된 혼에 대해 다루었고, 임피던스 튜브 실험을 통해 도파관의 입구 음향 리액턴스는 해석 결과와 유사함을 확인했다. COMSOL Multiphysics 유한 요소 수치 해석 모델을 이용하여 자동차용 경음기의 공진 주파수를 예측했고, 음압 실험을 통해 설계된 혼의 작동 주파수를 측정하여 설계 방법을 검증했다. 음압 실험은 홀더를 제외하고 DC 전압을 12 [V] 인가하여 반무향실 환경에서 측정한 결과, 설계 작동 주파수와 비교하여 수 [Hz] 내에서 정확하게 공진이 발생했다. 본 논문에서는 혼의 음향 리액턴스 관점에서 자동차용 트럼펫 혼의 설계 방법을 살펴보았고, 혼을 포함한 시스템을 설계할 때 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국기계가공학회지
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• 제14권4호
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• pp.73-84
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• 2015

Electricity generation using fossil fuels has caused environmental pollution. To solve this problem, research on new renewable energy sources (solar, wind power, geothermal heat, etc.) to replace fossil fuels is ongoing. These devices are able to generate power consistently. However, they have many weaknesses, such as high installation costs and limits to possible setup environments. Therefore, an active study on piezoelectric harvesting technology that is able to surmount the limitations of existing energy technologies is underway. Piezoelectric harvesting technology uses the piezoelectric effect, which occurs in crystals that generate voltage when stress is applied. Therefore, it has advantages, such as a wider installation base and lower technological costs. In this study, a piezoelectric harvesting device imitating seaweed, which has a consistent motion caused by fluid, is used. Thus, it can regenerate electricity at sea or on a bridge pillar, which has a constant turbulent flow. The components of the device include circuitry, springs, an electric generator, and balancing and buoyancy elements. Additionally, multiphysics analysis coupled with fluid, structure, and piezoelectric elements is conducted using COMSOL Multiphysics to evaluate performance. Through this program, displacement and electric power were analyzed, and the actual performance was confirmed by the experiment.