Fluid-elastic instability and turbulence excitation for an under developing steam generator are investigated numerically. The stability ratio and the amplitude of turbulence excitation are obtained by using the $PIAT^{(R)}$ (program for integrity assessment of steam generator tube) code from the information on the thermal-hydraulic data of the steam generator. The aspect ratio, the ratio between the height of U-tube from the upper most tube support Plate (h) and the width of two vertical portion of U-tube (w), is defined for geometric parameter study. Several aspect ratios with relocation of tube support plates are adopted to study the effects on the mode shapes and characteristics of flow-induced vibration. When the aspect ratio exceeds value of 1, most of the mode shapes at low frequency are generated at the top of U-tube. It makes very high value of the stability ratio and the amplitude of turbulent excitation as well. We can consider that the local mode shape at the upper side of U-tube will develop the wear phenomena between the tube and the anti-nitration bars such as vortical, horizontal, and diagonal strips. It turns out that the aspect ratio reveals very important parameter for the design stage of the steam generator. The appropriate value of the aspect ratio should be specified and applied.
This paper presents an experimental and parametric study of a biomimetic fish robot actuated by the Lightweight Piezo-composite Actuator(LIPCA). The biomimetic aspects in this work are the oscillating tail beat motion and shape of caudal fin. Caudal fins that resemble fins of BCF(Body and Caudal fin) mode fish were made in order to perform parametric study concerning the effect of caudal fin characteristics on thrust production at an operating frequency range. The observed caudal fin characteristics are the shape, area, and aspect ratio. It was found that a high aspect ratio caudal fin contributes to high swimming speed. The fish robot was propelled by artificial caudal fins shaped after thunniform-fish and mackerel caudal fins, which have relatively high aspect ratio, produced swimming speed as high as 2.364 cm/s and 2.519 cm/s, respectively, for 300 Vpp input voltage excited at 0.9 Hz. Thrust performance of the biomimetic fish robot was examined by Strouhal number, Froude number, Reynolds number, and Net forward force.
This paper describes the novel fabrication method of the high-aspect-ratio nano structure which is impossible by conventional method using a shadow mask and a Deep X-ray Lithography (DXRL). The shadow mask with $1{\mu}m-sized$ apertures is fabricated on the silicon membrane using a conventional UV-lithography. The size of aperture is reduced to 200nm by accumulated low stress silicon nitride using a LPCVD (low pressure chemical vapor deposition) process. The X-ray mask is fabricated by depositing absorber layer (Au, $3{\mu}m$) on the back side of nano shadow mask. The thickness of an absorber layer must deposit dozens micrometers to obtain contrast more than 100 for a conventional DXRL process. The thickness of $3{\mu}m-absorber$ layer can get sufficient contrast using a central beam stop method, blocking high energy X-rays. The nano circle and nano line, 200nm in diameter in width, respectively, were demonstrated 700nm in height with a negative photoresist of SU-8.
본 논문에서는 근접장 패턴의 깊이와 종횡비(aspect ratio) 향상을 위해 전기장이 적용된 노광후굽기(electric field enhanced postexposure baking) 공정을 제안하였다. 전기장이 적용된 노광후굽기 공정 중 광산(photoacid) 분포를 기술하기 위하여 픽(Fick)의 확산 제 2법칙에 기반을 둔 지배방정식을 구성하였다. 수치해석(numerical calculation)을 통해 전기장의 세기가 0 에서 $8.0{\times}10^6\;V/m$ 로 증가함에 따라 광산의 수직적 이동거리가 늘어나는 것에 반해 수평적 이동거리는 거의 변화가 없음을 확인하였고, 이 때 근접장 패턴 형상을 얻었다. 이를 통해 근접장 패턴의 깊이, 종횡비, 패턴의 측벽 각(sidewall angle)이 향상됨을 알 수 있었다.
The pressure drop characteristics in a rotating two-pass duct with rib turbulators are investigated in the present study. Three ducts of different aspect ratios (W/H=0.5, 1.0 and 2.0) are employed with a fixed hydraulic diameter ($D_h$) of 26.7 mm. $90^{\circ}$-rib turbulators with $1.5mm{\times}1.5mm$ cross-section are attached on the leading and trailing surfaces. The pitch-to-rib height ratio (p/e) is 1.0. The distance between the tip of the divider and the outer wall of the duct is 1.0 W. The thickness of divider wall is 6.0 mm o. 0.225 $D_h$. The Reynolds number (Re) based on the hydraulic diameter is kept constant at 10,000 and the .elation number (Ro) is varied from 0.0 to 0.2. As duct aspect ratio increases, high friction factor ratios show in overall regions. The reason is that the rib height-to-duct height ratio (e/H) increases, but the divider wall thickness-to-duct width ($t_d/W$) decreases. The rotation of duct produces pressure drop discrepancy between the leading and trailing surfaces. However, the pressure drop discrepancy of the high duct aspect ratio (AR=2.0) is smaller than that of the low duct aspect ratio (AR=0.5) due to the decrement of duct hight (H).
항공기의 안전성 확보 및 투하되는 탄의 정확도 증대를 위한 새로운 개념의 활공비행체 개발이 많은 기업에서 진행 중에 있다. 항공기의 장착 공간 및 활공거리 증대를 고려하여 세장비가 큰 전개되는 날개를 채택하는 것이 일반적이다. 큰 세장비의 날개 구조물은 상대적으로 낮은 강성에 의하여 과도한 탄성변형 뿐 아니라 플러터 발생의 가능성이 높아지게 된다. 본 연구는 큰 세장비 날개에 대하여 유체-공력 연계기법을 이용, 구조변형에 의한 공력특성의 변화 및 플러터 발생가능성에 대하여 검토하였다. 공기력 계산을 위하여 FLUENT 코드가 구조 동특성 해석을 위하여 ABAQUS 상용코드가 사용되었으며, 국부지지 방사기저함수로 구성된 Code-bridge를 이용한 입력 자료의 보간 및 사상을 수행하였다. 해석 결과 고려된 활공 조건에서 구조 변형에 의한 공력 특성의 변화가 발생하는 것이 관측되었으며, 이에 의한 진동도 계속적으로 발생되는 것으로 표현되었다.
In this study, a probe array has been developed for use in a data storage device that is based on scanning probe microscope (SPM) and MEMS technology. When recording data bits by poling the PZT thin layer and reading them by sensing its piezoresponse, commercial probes of which the tip heights are typically shorter than $3{\mu}m$ raise a problem due to the electrostatic forces occurring between the probe body and the bottom electrode of a medium. In order to reduce this undesirable effect, a poly-silicon probe with a high aspect-ratio tip was fabricated using a molding technique. Poly-silicon probes fabricated by the molding technique have several features. The tip can be protected during the subsequent fabrication processes and have a high aspect ratio. The tip radius can be as small as 15 nm because sharpening oxidation process is allowed. To drive the probe, electrostatic actuation mechanism was employed since the fabrication process and driving/sensing circuit is very simple. The natural frequency and DC sensitivity of a fabricated probe were measured to be 18.75 kHz and 16.7 nm/V, respectively. The step response characteristic was investigated as well. Overshoot behavior in the probe movement was hardly observed because of large squeeze film air damping forces. Therefore, the probe fabricated in this study is considered to be very useful in probe-based data storages since it can stably approach toward the medium and be more robust against external shock.
Shape changes of hard mask play a key role in the aspect ratio dependent etch (ARDE). For etch process using high density and energy ions, deformation of hard mask shape becomes more severe, and high aspect ratio (HAR) etch profile is distorted. In this study, polygonal geometric model for shape-deformation of amorphous carbon layered hard mask is suggested to control etch profile during the process. Mask shape is modeled with polygonal geometry consisting of trapezoids and rectangles, and it provides dynamic information about angles of facets and etched width and height of remained mask shape, providing important features for real-time HAR etch profiling.
최근 집중호우에 의한 산사태 발생이 빈번해짐에 따라 산사태 취약지역을 분석하고 산사태 발생을 예측하기 위한 다양한 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 산사태 발생지역의 토양특성을 분석하였으며, 배수 특성별 우도비를 평가한 결과 배수가 좋은 토양에서 산사태 발생 가능성이 높게 나타났다. 또한 DEM 자료에서 추출한 경사도의 우도비를 평가한 결과 $20{\sim}40^{\circ}$ 경사구간에서 산사태 발생 가능성이 높게 나타났다. 그리고 공간분석에 의한 사면방향도의 우도비를 평가한 결과 북향에서 산사태 발생 가능성이 높게 나타났다. 아울러 토양배수, 경사도 그리고 사면방향도의 우도비를 중첩하여 산사태 취약도를 평가할 수 있었으며, 산사태 발생지역에 대하여 분석과 검증 프로세스를 수행함으로써 미래 산사태 발생 예측비율을 평가할 수 있었다.
본 연구는 플랫 플레이트 구조에서 직사각형 외부기둥-슬래브 접합부의 뚫림전단강도에 관한 실험결과에 관하여 다룬다. 직사각형 기둥의 형상비 증가에 따른 뚫림전단거동을 평가하기 위해 위험단면의 길이를 일정한 값이 되도록 기둥 단면크기를 산정하고 총 8개의 실험체를 계획하였다. 두 수준의 콘크리트 압축강도($f^{\prime}_c=24$, 40MPa)에 대하여 기둥단면의 형상비(${\beta}_c=C_1$/$C_2=2.0{\sim}4.5$)와 슬래브 철근비가 변수에 포함된다. 실험결과 기둥의 형상비가 증가할수록 뚫림전단강도는 감소하였고 형상비 증가에 따른 뚫림전단강도 감소율은 점차로 작게 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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