• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.8274-8283
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• 2015

텔레비전의 가스 스프링은 롱 스트로크 (200 ~ 300mm, TV 상승 변위) 하에서 작동 할 때 피스톤 속도의 제어가 가능하다. 이 원리에 의해서 사용자는 높낮이 조절이 가능하다. 먼저 피스톤의 흐름 해석을 수행하였다. 정확한 관형 단면을 위한 피스톤 속도 조절기술을 조사하였다. 유동률 제어 및 높낮이 작용을 위한 피스톤 구조를 제안되었다. 본 연구는 대형 텔레비전 스탠드를 통해 50 인치 이상 TV의 가스 스프링의 개발을 위한 것이다. 최적 피스톤 로드 제어를 위한 중공축(외경 19.9mm, 내경 13.9mm)에 질소 개스(0.3m/s)를 주입하였다. 그 결과, 유동율이 증대함에 따라 피스톤 로드의 압력강하는 외력의 변화 없이 증대되었다. 결과적으로, 가스스프링을 통한 변위의 제어는 가능하다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.61.1-61.1
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• 2015

Nanoscale semiconductor plasma processing has become one of the most challenging issues due to the limits of physicochemical fabrication routes with its inherent complexity. The mission of future and emerging plasma processing for development of next generation semiconductor processing is to achieve the ideal nanostructures without abnormal profiles and damages, such as 3D NAND cell array with ultra-high aspect ratio, cylinder capacitors, shallow trench isolation, and 3D logic devices. In spite of significant contributions of research frontiers, these processes are still unveiled due to their inherent complexity of physicochemical behaviors, and gaps in academic research prevent their predictable simulation. To overcome these issues, a Korean plasma consortium began in 2009 with the principal aim to develop a realistic and ultrafast 3D topography simulator of semiconductor plasma processing coupled with zero-D bulk plasma models. In this work, aspects of this computational tool are introduced. The simulator was composed of a multiple 3D level-set based moving algorithm, zero-D bulk plasma module including pulsed plasma processing, a 3D ballistic transport module, and a surface reaction module. The main rate coefficients in bulk and surface reaction models were extracted by molecular simulations or fitting experimental data from several diagnostic tools in an inductively coupled fluorocarbon plasma system. Furthermore, it is well known that realistic ballistic transport is a simulation bottleneck due to the brute-force computation required. In this work, effective parallel computing using graphics processing units was applied to improve the computational performance drastically, so that computer-aided design of these processes is possible due to drastically reduced computational time. Finally, it is demonstrated that 3D feature profile simulations coupled with bulk plasma models can lead to better understanding of abnormal behaviors, such as necking, bowing, etch stops and twisting during high aspect ratio contact hole etch.

• 대한조선학회논문집
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• 제37권1호
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• pp.67-81
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• 2000

본 연구에서는 2차원 비선형 방사문제에 대한 정확하고 효과적인 수치기법을 개발하였다. 물체운동에 의해서 생성되는 비선형파계는 이상유체라는 가정에 의하여 기술되고, 라프라스 방정식은 고차경계요소법과 GMRES(Generalized Minimal RESidual) 알고리즘을 이용하여 신속하고 효율적인 풀이가 가능하도록 하였다. 자유표면과 물체면의 교차점에서 발생하는 교차선문제는 불연속 요소를 이용하여 원활하게 해결하였다. 자유표면의 비선형운동을 기술하기 위해서 음해적 사다리꼴 법칙(implicit trapezoidal rule)을 사용하여 시적분하였다. 물체에 의해서 발생한 비선형파가 수직 하류면에서 반사하는 것을 줄이기 위하여 하류면에 수치감쇠항을 도입하였다. 수치계산 결과로부터 본 시적분법 및 수치방사조건이 비선형 방사문제에 매우 적합함을 확인하였다. 시적분 과정에서 자유표면의 격자점들을 재배치함으로써 수치해법의 효율성을 배가하였으며, 교차점근처의 유동 또한 정확하게 기술하였다. 가속도 포텐셜(acceleration potential) 기법을 이용하여 정확하고 안정하게 비선형 방사력을 구하였다. 본 수치계산결과는 다른 수치계산 및 실험결과와 비교하여 볼 때, 좋은 일치를 보인다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권1호
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• pp.105-110
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• 2017

이 논문에서는 해상에서의 환경 하중과 외력을 고려한 해상 크레인의 상하 동요 보상 시스템에 대해 연구한 내용을 소개한다. 이를 위해 강체라 가정된 해상 크레인과 유압 구동식 윈치, 탄성력을 갖는 로프, 그리고 로프 끝단의 중량물로 구성된 동역학 모델을 먼저 살펴본다. 중량물의 상하 동요 움직임을 보상하기 위해, 선형화를 통한 PD 제어를 적용했다. 또한, 비선형 시스템에 맞춘 슬라이딩 모드 제어기 및 시간 지연을 고려한 비선형 일반 예측 제어 알고리즘을 사용한 제어를 적용했으며, 그 결과 진동폭이 줄어듬을 확인할 수 있다. 결과적으로, 1초의 시간 지연을 고려하여 설계한 강인 제어기를 활용하게 되면, 상하동요 보상시스템에서 오차를 가장 많이 줄여서 본 시스템에 적합한 제어 알고리즘으로써 활용할 수 있음을 볼 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권5호
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• pp.335-342
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• 2020

스텔스 성능을 향상시키기 위해 꼬리날개를 제거한 무미익 항공기는 러더(rudder)를 대체하여 스포일러(spoiler)를 활용하여 방향조종을 수행한다. 짧은 시간에 스포일러 작동을 반복하는 경우 비정상적(unsteady)이고 비선형적인 공력특성이 발생하여 항공기 비행성능에 역효과(adverse effect)를 초래할 수 있다. 본 연구에서는 dynamic mesh 기법을 적용한 전산해석을 통하여 스포일러 전개에 따른 에어포일의 비정상 공력 특성을 해석하였다. 스포일러 전개 속도, 장착 위치, 전개 스케줄(deployment scheduling) 변화에 따른 공력특성을 분석하여 스포일러의 동적 작동에 따른 역효과를 감소시킬 수 있는 방안을 검토하였다. 스포일러 장착위치 및 전개 방식의 적절한 선정을 통해 스포일러 동적 역효과를 감소시킬 수 있음을 확인하였으며, 에어포일 형상최적화를 통한 역효과 감소방안에 대한 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다. 이러한 동적 공력 데이터는 향후 무미익 형태의 항공기 개발에 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국항해항만학회지
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• 제31권8호
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• pp.683-687
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• 2007

초대형 부체구조물은 파랑중 유탄성 변형이 심하게 발생하기 때문에 수평식 몰수평판과 같은 파랑에너지 흡수장치의 부가적인 개발이 요구된다. 본 연구에서는 몰수평판에 의해 야기되는 유체력 간섭현상이 폰툰형 부체구조물에 작용하는 라디에이션 유체력에 어떠한 영향을 미치는지 수치적인 해석을 통하여 그 특성을 파악하고자 한다. 폰툰형 부체구조물과 몰수평판의 상하운동에 의해 발생하는 라디에이션 유체력을 계산하기 위해 고정격자계와 이동격자계로 구성되는 중합격자법을 토대로 한 수치계산법을 개발한다. 또한 쇄파현상과 같은 비선형성이 강한 자유표면 문제를 해결하기 위하여 유한차분법을 적용하여 시뮬레이션을 실시하고 그 결과를 실험데이터와 비교함으로서 수치계산법의 신뢰성을 확인한다. 몰수평판에 의해 발생하는 유체력 간섭 영향의 특성을 분석하여 부체구조물의 파랑중 유탄성 변형에 미치는 그 효과에 대하여 논의한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.310-316
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• 2016

도전성 평판에 부분적으로 걸쳐 회전하는 축형 동전기 휠을 구동원으로 이용하는 비접촉 반송 시스템을 제안한다. 회전하는 동전기 휠에는 3축력이 발생되는데 이 중 중력방향 힘과 횡방향 힘은 자기안정성을 갖고 있으므로 공간상에서 반송 시스템의 동적 안정성을 확보하기 위해서는 길이 방향 힘만을 제어하는 것으로 충분하다. 동전기 휠은 원주 방향을 따라 주기적으로 반복되는 극성을 갖는 영구자석으로 구성되어있으므로 기본 극의 기하학적 형상이나 극수 등은 안정성 여유에 큰 영향을 미친다. 또한 휠과 전도판간의 중첩된 영역 역시 횡방향으로의 강성을 결정하는 주요 인자이므로 본 논문에서는 안정성을 성능 지표로 휠을 구성하는 주요 설계 변수에 대한 민감도 해석을 수행한다. 얻어진 설계 값을 이용하여 제작된 시스템으로 휠을 포함하는 이동 개체의 수동적인 안정성을 실험적으로 검증한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.6-11
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• 2009

본 논문에서는, 청정지역내에서 다수의 유리 기판을 적재하여 반송하는 롤러 컨베이어 시스템에서, 롤러와 카세트 사이의 기계적 마찰로 인해 발생하는 오염입자에 의한 유리 기판의 오염여부를 판단하기 위해, 시스템 내부의 유동장을 전산유체역학 기법을 통해 해석하였다. 수치해석 결과 일정 속도로 이동하는 카세트 하부에 큰 와류가 생성되는 것을 확인하였다. 그러나 이 와류는 후면에서 유입되는 강한 기류와, 상부 FFU에서 공급되어 하부로 배기되는 기류로 인해, 카세트의 하부 영역에만 갇히게 되는 것으로 나타났다. 따라서 카세트와 롤러 사이의 기계적 마찰로 인해 오염입자가 발생하여도 상부로 이동할 수 없어 유리 기판의 오염 가능성은 낮았다. 또한 이동속도가 빨라짐에 따라 유리 평판 사이의 공기 유동의 방향이 평판의 점성 전단력에 의해 역방향으로 바뀌게 됨을 확인하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.175-181
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• 2016

이 논문에서는 해상에서의 환경 하중과 외력을 고려한 해상 크레인의 상하 동요 보상 시스템에 대해 연구한 내용을 소개한다. 이를 위해 강체라 가정된 해상 크레인과 유압 구동식 윈치, 탄성력을 갖는 로프, 그리고 로프 끝단의 중량물로 구성된 동역학 모델을 먼저 살펴본다. 중량물의 상하 동요 움직임을 보상하기 위해, PD 제어를 적용했다. PD 제어 결과 진동폭이 줄어듬을 확인할 수 있다. 또한, 해상에서의 외란을 예측하여 시간 지연 값을 갖는 예측값을 활용한 제어 알고리즘을 적용해, 상하동요 폭이 줄어듬을 확인할 수 있다. 결과적으로, 0.1초의 시간 지연값 만을 갖고 있어도 상하동요 보상시스템에서 충분히 제어 알고리즘으로써 활용할 수 있음을 볼 수 있다.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.25-30
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• 2009

본 연구에서는 철도 화재 시 구난역에서의 화재 연기의 거동을 파악하기 위하여 상용코드를 사용하여 수치해석 하였다. 화원의 모사와 화재로 인한 생성물의 거동을 예측하기 위해 stoichiometric상태에서 연료 소모량에 따른 연소생성물의 생성률과 산소 소모율을 VHS 모델에 적용하고 종의 보존 방정식을 해석하는 HVHS 모델을 이용하였다. 해석결과 화재 연기는 온도에 따른 밀도 차에 의해 터널의 천장을 따라 이동 하였으며 열원으로부터 멀어지면서 하강하는 형태를 확인 할 수 있었다. 또한 터널 내 공기는 화원으로 집중되었으며 비사고 터널과 사고 터널의 압력 차에 의해 화재연기는 별다른 환기 시스템 없이도 비사고 터널로 유입되지 않았다.