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MPI를 이용한 2차원 유한체적모형의 계산 성능 개선 (Performance Improvement of Computing Time of 2 Dimensional Finite Volume Model using MPI)

  • 김태형;한건연;김병현
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제47권7호
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    • pp.599-614
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    • 2014
  • 본 연구에서는 삼각형 및 사각형 혼합격자의 적용이 가능하도록 기 개발된 2차원 유한체적모형의 계산속도를 개선하기 위해 모형의 병렬화를 수행하였다. 모형의 병렬화를 위해 코어 수의 제약에 자유로운 MPI 기법을 이용하였고, 프로그램 내의 흐름률 및 계산시간간격의 계산영역에 대해 논블록킹 점대점통신을 이용하였다. 병렬화 된 개발모형의 기존모형에 대한 계산결과의 일치성을 검증하고, 계산시간에 대한 성능향상도와 효율성을 검토하기 위해, $90^{\circ}$의 만곡이 존재하는 L자형 실험하도에 대한 댐 붕괴해석과 자연하천인 Malpasset 댐의 붕괴사상에 대해 모형을 적용하였다. 또한 격자수에 따라 4개의 Case로 구분하여 각각 모의함으로써, 입력규모의 크기에 따른 계산시간의 성능향상도를 함께 검토하였다. 분석결과 병렬화 모형에 의한 모의 결과는 기존모형 및 실측치와 비교하여 만족할 만한 정확도를 확보하였고, 기존모형에 대비해 약 3배 정도의 계산시간에 대한 성능이득을 얻을 수 있었다. 또한 입력자료 규모에 대한 Case별 모의 결과를 통해 적절한 입력자료의 규모와 프로세스 개수를 사용하는 것이 통신부하를 최소화할 수 있는 방안임을 확인할 수 있었다.

High Performance Flexible Inorganic Electronic Systems

  • 박귀일;이건재
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.115-116
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    • 2012
  • The demand for flexible electronic systems such as wearable computers, E-paper, and flexible displays has increased due to their advantages of excellent portability, conformal contact with curved surfaces, light weight, and human friendly interfaces over present rigid electronic systems. This seminar introduces three recent progresses that can extend the application of high performance flexible inorganic electronics. The first part of this seminar will introduce a RRAM with a one transistor-one memristor (1T-1M) arrays on flexible substrates. Flexible memory is an essential part of electronics for data processing, storage, and radio frequency (RF) communication and thus a key element to realize such flexible electronic systems. Although several emerging memory technologies, including resistive switching memory, have been proposed, the cell-to-cell interference issue has to be overcome for flexible and high performance nonvolatile memory applications. The cell-to-cell interference between neighbouring memory cells occurs due to leakage current paths through adjacent low resistance state cells and induces not only unnecessary power consumption but also a misreading problem, a fatal obstacle in memory operation. To fabricate a fully functional flexible memory and prevent these unwanted effects, we integrated high performance flexible single crystal silicon transistors with an amorphous titanium oxide (a-TiO2) based memristor to control the logic state of memory. The $8{\times}8$ NOR type 1T-1M RRAM demonstrated the first random access memory operation on flexible substrates by controlling each memory unit cell independently. The second part of the seminar will discuss the flexible GaN LED on LCP substrates for implantable biosensor. Inorganic III-V light emitting diodes (LEDs) have superior characteristics, such as long-term stability, high efficiency, and strong brightness compared to conventional incandescent lamps and OLED. However, due to the brittle property of bulk inorganic semiconductor materials, III-V LED limits its applications in the field of high performance flexible electronics. This seminar introduces the first flexible and implantable GaN LED on plastic substrates that is transferred from bulk GaN on Si substrates. The superb properties of the flexible GaN thin film in terms of its wide band gap and high efficiency enable the dramatic extension of not only consumer electronic applications but also the biosensing scale. The flexible white LEDs are demonstrated for the feasibility of using a white light source for future flexible BLU devices. Finally a water-resist and a biocompatible PTFE-coated flexible LED biosensor can detect PSA at a detection limit of 1 ng/mL. These results show that the nitride-based flexible LED can be used as the future flexible display technology and a type of implantable LED biosensor for a therapy tool. The final part of this seminar will introduce a highly efficient and printable BaTiO3 thin film nanogenerator on plastic substrates. Energy harvesting technologies converting external biomechanical energy sources (such as heart beat, blood flow, muscle stretching and animal movements) into electrical energy is recently a highly demanding issue in the materials science community. Herein, we describe procedure suitable for generating and printing a lead-free microstructured BaTiO3 thin film nanogenerator on plastic substrates to overcome limitations appeared in conventional flexible ferroelectric devices. Flexible BaTiO3 thin film nanogenerator was fabricated and the piezoelectric properties and mechanically stability of ferroelectric devices were characterized. From the results, we demonstrate the highly efficient and stable performance of BaTiO3 thin film nanogenerator.

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플립칩용 Sn-Cu 전해도금 솔더 범프의 형성 연구 (Formation of Sn-Cu Solder Bump by Electroplating for Flip Chip)

  • 정석원;강경인;정재필;주운홍
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.39-46
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    • 2003
  • 플립칩용으로 Sn-Cu 공정 솔더 범프를 전해도금을 이용하여 제조하고 특성을 연구하였다. Si 웨이퍼 위에 UBM(Under Bump Metallization)으로 Al(400 nm)/Cu(300 nm)/Ni(400 nm)/Au(20 nm)를 전자빔 증착기로 증착하였다. 전류밀도가 1 A/d$\m^2$에서 8 A/d$\m^2$으로 증가함에 따라 Sn-Cu 솔더의 도금속도는 0.25 $\mu\textrm{m}$/min에서 2.7 $\mu\textrm{m}$/min으로 증가하였다. 이 전류밀도의 범위에서 전해도금된 Sn-Cu 도금 합금의 조성은 Sn-0.9∼1.4 wt%Cu의 거의 일정한 상태를 유지하였다. 도금 전류밀도 5 A/d$\m^2$, 도금시간 2hrs, 온도 $20^{\circ}C$의 조건에서 도금하였을 때, 기둥 직경 약 120 $\mu\textrm{m}$인 양호한 버섯 형태의 Sn-Cu 범프를 형성할 수 있었다. 버섯형 도금 범프를 $260^{\circ}C$에서 리플로우 했을 때 직경 약 140 $\mu\textrm{m}$의 구형 범프가 형성되었다. 화학성분의 균일성을 분석한 결과 버섯형 범프에서 존재하던 범프내 Sn 등 성분 원소의 불균일성은 구형 범프에서는 상당 부분 해소 되었다.

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지역아동센터 이용 어린이의 비만관리의 한계점과 모바일폰의 잠재적인 활용 가능성: 어린이와 보호자 대상의 질적 연구 (Current Barriers of Obesity Management of Children Using Community Child Care Centers and Potential Possibility of Utilizing Mobile Phones: A Qualitative Study for Children and Caregivers)

  • 이보영;박미영;김기랑;심재은;황지윤
    • 대한지역사회영양학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.189-203
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    • 2020
  • Objectives: This study was performed to identify the current barriers of obesity management for children using Community Child Care Centers and their caregivers (parents and teachers working in the Centers). Further, this study explored the possibility of utilizing a mobile phone application for tailored obesity prevention and management programs to overcome the current difficulties associated with children's obesity management. Methods: The qualitative data were collected through in-depth interviews with 20 obese and overweight children or children who wanted to participate in this study using Community Child Care Centers, 12 teachers working at the Centers, and a focus group interview with five parents of children using the Centers. Data were analyzed with a thematic approach categorizing themes and sub-themes based on the transcripts. Results: The current barriers of obesity management of obese and overweight children using Community Child Care Centers were lack of self-directed motivation regarding obesity management (chronic obesity-induced lifestyles and reduced self-confidence due to stigma) and lack of support from households and Community Child Care Centers (latchkey child, inconsistency in dietary guidance between the Center and household, repetitive pressure to eat, and absence of regular nutrition education). Mobile phone applications may have potential to overcome the current barriers by providing handy and interesting obesity management based on visual media (real-time tracking of lifestyles using behavior records and social support using gamification), environmental support (supplementation of parental care and network-based education between the Community Child Care Center and household), and individualized intervention (encouragement of tailored and gradual changes in eating habits and tailored goal setting). It is predicted that the real-time mobile phone program will provide information for improving nutritional knowledge and behavioral skills as well as lead to sustainable children's coping strategies regarding obesity management. In addition, it is expected that environmental factors may be improved by network-based education between the Community Child Care Centers and households using the characteristics of mobile phones, which are free from space and time constraints. Conclusions: The tailored education program for children using Community Child Care Centers based on mobile phones may prevent and reduce childhood obesity by overcoming the current barriers of obesity management for children, providing environmental and individualized support to promote healthy lifestyles and quality of life in the future.

4차 산업혁명시대, 생산적인 프로슈머 이코노미로의 전환을 위한 정책제언: 일자리문제 해결을 위한 인적자원개발의 관점에서 (The Government's Supporting Strategies to the Productive Prosumer Economy for the Successful Transition to the Fourth Industrial Revolution Era: Human Resource Development Perspectives for Solving Job problems)

  • 임지선
    • 정보화정책
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    • 제24권2호
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    • pp.87-104
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    • 2017
  • 정보통신기술 발달에 기반하고 있는 4차 산업혁명은 인간의 지식노동을 대체함으로써 대량실업문제 및 일자리 양극화를 통한 소득격차문제를 확산시킬 것으로 예상되고 있다. 더욱이 그 변화의 속도와 범위가 빠르고 광범위할 것으로 예상되어 급격한 사회변화에 따른 선제적 대응조치 마련을 요구하고 있으나, 기존연구에서는 전통적 형태의 일자리가 미래에도 지속될 것이라는 가정 하에 제한적인 해결방안만을 내어놓고 있다. 한편, 정보통신기술은 기존직무의 유연화 과정 등을 통해 기업의 생산방식을 변화시키고 있는데. 이러한 기존직무의 유연화 과정은 궁극적으로 소비자가 생산자가 되는 프로슈머 이코노미로의 전환을 가능하게 할 것으로 보인다. 만일, 소비자가 생산자가 되는 프로슈머 이코노미가 도래하게 될 경우 기존의 일자리문제는 더 이상 일자리문제가 아닌 일거리 문제로 대체될 수 있는데, 이것이야말로 새로운 기술을 활용한 일자리문제의 근본적 해결방안이 될 수 있다. 결과적으로 본 논문은 4차 산업혁명시대 일자리 문제 해결을 위해 프로슈머 이코노미로의 안정적 전환을 제안하고 있으며, 보다 생산적인 프로슈머 이코노미로 전환하기 위한 인적자원개발의 관점에서 첫째, 노동시간단축을 통한 교육시간의 확보, 둘째, 온라인 대중교육 무료지원을 통한 평생교육 활성화, 셋째, 전자정부 사용 의무화를 통한 정보격차해소 방안을 제안하고자 한다.

공공기관이 재난으로부터 중단없는 대국민 서비스 확보를 위한 상향식 업무연속성관리체계 도입방안에 관한 연구 (A Study on the Introduction of Business Continuity Management System for Ensuring Uninterrupted Service of Public Institution Based on a Bottom-up Method)

  • 최덕재;양승원;김기원;김대진;장현민;김동헌;은민균
    • 한국방재안전학회논문집
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    • 제9권2호
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    • pp.87-91
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    • 2016
  • 최근 '경주 지진'과 태풍 '차바' 등 자연재해 및 사이버 테러 등의 인적 재난으로 인해 많은 피해들이 속출하고 있다. 그 피해는 국민들의 불안으로 이어지고 있으며 국민과 직접적으로 연결되어 있는 공공기관 또한 그 위협을 비켜 갈 수는 없는 상황이다. 또한 재난 발생 시 공공기관의 업무 연속성은 국민들의 안전과 가장 근접해 있어 최우선적으로 준비되어야 하는 사안이다. 그런데, 기존의 연구들은 공공기관의 재해경감활동관리체계 구축의 필요성에 관한 연구나 중앙재난안전대책본부, 소방방재청 등의 주관부서 중심의 하향식 계획수립체계로 한정되어 있다. 본 연구에서는 재난 발생 시 공공기관의 업무연속성계획에 대한 현황을 파악하고 '공공기관의 업무연속성계획'의 효율적이고 현실적인 상향식 구축방안을 제시하였다.

공유경제의 도서관 적용에 관한 연구 (A Study on Applying the Sharing Economy to Libraries)

  • 노영희
    • 한국비블리아학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.75-98
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    • 2016
  • 공유경제가 향후 10년을 지배할 지속가능한 시스템, 그리고 세상을 변화시킬 10가지 아이디어 중 하나로 평가되고 있는 가운데, 본 연구에서는 공유경제가 도서관과 어떤 관련성이 있으며, 공유경제의 핵심모델로서 도서관은 공유경제 활성화에 어떻게 기여할 수 있을 것인지에 대해 제안하고자 하였다. 이를 위해 공유경제관련 문헌분석 및 공유경제 실현 사례 등을 종합적으로 분석하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 도서관은 수세기 동안 정보 및 도구를 공유해 온 공유경제의 성공적 모델로서 도서관이 공유경제를 리드할 수 있는 기관이 될 수 있을 것으로 분석되었다. 둘째, 도서관은 무한상상실 및 스마트워크센터 기능을 하는 장소 및 공간의 공유, 도서관의 각종 자원은 물론 리틀프리도서관을 통한 물품의 공유, 그리고 참고서비스 및 각종 지식의 공유를 통해 공유경제를 실현할 수 있을 것으로 보인다. 셋째, 도서관에 공유경제를 실현할 수 있는 가능성은 무궁무진하다고 할 수 있는데, 그 역할을 적극적으로 해내고 성패를 좌우하는 것은 사서라는 것이다. 향후에는 도서관 공유경제 실현사례의 성과를 측정하는 연구가 수행될 필요가 있다고 본다.

다환성 방향족 탄화수소 노출에 의한 DNA 산화적 손상과 Paraoxonase-1(PON1) 유전자 다형성이 폐암 발생에 미치는 영향 (Effects of Oxidative DNA Damage Induced by Polycyclic Aromatic Hydrocarbons and Genetic Polymorphism of the Paraoxonase-1 (PON1) Gene on Lung Cancer)

  • 이철호;이계영;최강현;홍윤철;김용대;강종원;김헌
    • Journal of Preventive Medicine and Public Health
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    • 제38권3호
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    • pp.345-350
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    • 2005
  • Objectives : Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), which are risk factors for lung cancer, have been reported to induce oxidative DNA damage. The paraoxonase (PON) plays a significant role in the detoxification of a variety of organophosphorous compounds, with paraoxonase-1 (PON1) being one of the endogenous free-radical scavenging systems in the human body. The aim of this case-control study was to investigate the effects of PAH exposure, oxidative stress and the Q192R polymorphism of PON1 genes, and their interactions in the carcinogenesis of lung cancer. Methods : One hundred and seventy seven lung cancer patients and 177 age- and sex-matched controls were enrolled in this study. Each subject was asked to complete a questionnaire concerning their smoking habits and environmental exposure to PAHs. The Q192R genotypes of the PON1 gene was examined, and the concentrations of urinary 1-hydroxypyrene (1-OHP), 2-naphthol and 8-hydroxydeoxyguanosine (8-OH-dG) measured. Results : Cigarette smoking was found to be a significant risk factor for lung cancer. The urinary 8-OH-dG level was higher in the patients, whereas the urinary 1-OHP and 2-naphthol levels were higher in the controls. There was a significant correlation between the urinary levels of 8-OHdG and 1-OHP in both the cases and controls. The PON1 polymorphism was associated with an increased risk of lung cancer. Individuals carrying the Q/Q genotype of the PON1 gene were found to be at higher risk of developing lung cancer. There was a significant correlation between the urinary levels of 8-OH-dG and 1-OHP in those with the PON1 Q/Q genotype. Conclusions : These results lead to the conclusion that PAHs would induce oxidative DNA damage, especially in individuals with the PON1 Q/Q genotype. Therefore, people with the PON1 Q/Q genotype would be more susceptible to lung cancer than those with the R/R or Q/R genotypes of the PON1 gene.

무전해 Ni(P)과 무연솔더와의 반응 중 금속간화합물의 spalling 현상에 관한 연구 (Spalling of Intermetallic Compound during the Reaction between Electroless Ni(P) and Lead-free Solders)

  • 손윤철;유진한;강성권;;이택영
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.37-45
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    • 2004
  • 무전해 Ni(P)는 솔더링 특성과 부식저항성이 우수하고 표면 거칠기가 적으며 원하는 금속 상에 선택적으로 도금이 가능하여 전자패키지에서 반도체칩과 기판의 표면 금속층으로 촉 넓게 사용되고 있다. 그러나 솔더와의 반응 중 금속간 화합물의 spalling과 솔더 조인트에서의 취성파괴 문제가 성공적인 적용의 걸림돌이 되어 왔다. 본 연구에서는 각각 조성이 다른 세가지 Ni(P)막 (4.6,9, and $13 wt.\%$ P)을 사용하곡 솔더와의 반응시 무전해 Ni(P)막의 미세구조 및 상 변화와 금속간화합물의 spatting 거동을 면밀히 조사하였다. $Ni_3Sn_4$ 화합물 아래로 침투한 Sn과 P-rich layer ($Ni_3P$)와의 반응에 의해 $Ni_3SnP$ 층이 형성되며 $Ni_3SnP$ 층이 성장함에 따라 $Ni_3Sn_4$가 spalling됨이 관찰되었다. Spalling 후에는 Ni(P)막이 용융된 솔더와 직접 접촉하게 되어 Ni(P)막의 결정화가 가속화되고 $Ni_3P$상이 $Ni_2P$상으로 변태되었다. 또한 이러한 결정화 과정 중 Ni(P)막의 부피가 감소됨에 따라서 인장응력이 발생하여 막 내부에 크랙이 발생하였다.

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실리콘 실험실에 구리 오염을 방지 할 수 있는 고밀도/고균일의 Solder Bump 형성방법 (Fabrication Method of High-density and High-uniformity Solder Bump without Copper Cross-contamination in Si-LSI Laboratory)

  • 김성진;주철원;박성수;백규하;이희태;송민규
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제7권4호
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    • pp.23-29
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    • 2000
  • 사용되는 metal구분 없이 반도체 공정장비들을 사용함으로써 cross-contamination을 유발시킬 수 있다. 특히, copper(Cu)는 확산이 쉽게 되어 cross-contamination에 의해 수 ppm정도가 wafer에 오염되더라도 트랜지스터의 leakage current발생 요인으로 작용할 수 있기 때문에 Si-IC성능에 치명적인 영향을 미칠 수 있는데, Si-LSI 실험실에서 할 수 있는 공정과 Si-LSI 실험실을 나와 할 수 있는 공정으로 구분하여 최대한 Si-LSI 장비를 공유함으로써 최소한의 장비로 Cu cross-contamination문제를 해결할 수 있다. 즉, 전기도금을 할 때 전극으로 사용되어지는 TiW/Al sputtering, photoresist (PR) coating, solder bump형성을 위한 via형성까지는 Si-LSI 실험실에서 하고, 독립적인 다른 실험실에서 Cu-seed sputtering, solder 전기도금, 전극 etching, reflow공정을 하면 된다. 두꺼운 PR을 얻기 위하여 PR을 수회 도포(multiple coaling) 하고, 유기산 주석과 유기산 연의 비를 정확히 액 조성함으로서 Sn:Pb의 조성비가 6 : 4인 solder bump를 얻을 수 있었다. solder를 도금하기 전에 저속 도금으로 Cu를 도금하여, PR 표면의 Cu/Ti seed층을 via와 PR표면과의 저항 차를 이용하여 PR표면의 Cu-seed를 Cu도금 중에 etching 시킬 수 있다. 이러한 현상을 이용하여 선택적으로 via만 Cu를 도금하고 Ti층을 etching한 후, solder를 도금함으로써 저 비용으로 folder bump 높이가 60 $\mu\textrm{m}$ 이상 높고, 고 균일/고 밀도의 solder bump를 형성시킬 수 있었다.

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