• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권7호
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• pp.57-65
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• 2011

본 연구에서는 3차원 개별요소해석 코드인 Particle Flow Code, $PFC^{3D}$(Itasca)를 이용, 조립재료의 실내 삼축압축시험에 대한 개별요소 수치 모델링을 수행하였으며, 해석 모델과 개별요소를 대상으로 다양한 상사 조건에 대한 개별요소 수치 모델링을 수행, 그 결과를 통해 각각의 스케일 조건이 최종 수치 모델링 결과에 미치는 영향을 분석하였다. 3차원 개별요소 수치 모델링은 기존 2차원 모델링 대비 별도의 간극률 환산 없이 정확한 초기 조건 구현이 가능했으며, 응력-변형 및 체적변화 거동, 강도정수등에 있어 실내시험 결과와 유사한 수치 해석적 예측이 가능하였다. 해석 모델과 개별요소에 대한 다양한 상사비 조건별 수치 모델링 결과, 3차원 해석 시의 안정적 예측결과 도출 및 수치 시험실 활용에 대한 적정성을 확보하되, 해석시간 단축 및 해석 효율성 확보를 위해서는 해석 모델과 개별요소에 대한 적정 상사비 결정이 필요함을 알 수 있었다. 해석 모델의 크기와 개별요소의 입경크기를 변화시켜 개별요소 수치모델링을 수행한 결과, 대부분의 경우 전체적인 응력-변형 거동에 차이가 발생하였지만, 점착력과 내부 마찰각의 강도정수는 $D_{mod}/D_{gmax}$ < 10 조건에 유사한 결과를 보였으며, 개별요소 방법이 수치 시험실 기법을 이용한 강도정수 산정에 효과적으로 적용될 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제29권3호
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• pp.37-42
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• 2022

최근 반도체 패키지 구조는 점점 더 얇아지고 복잡해지고 있다. 두께가 얇아짐에 이종 계면에서 물성차이에 의한 박리는 심화될 수 있으며 따라서 계면의 신뢰성이 패키징 설계에 중요한 요소라 할 수 있다. 특히, 반도체 패키징에 많이 사용되는 폴리머는 온도와 수분에 영향을 크게 받기 때문에 환경에 따른 물성 변화 고려가 필수적이다. 따라서, 본 연구에서는 다양한 온도조건에서 수분의 흡습과 탈습을 모두 고려한 패키지 구조의 계면 박리 예측을 유한 요소 해석을 통해 수행하였다. 확산계수와 포화 수분 함량과 같은 재료의 물성은 흡습 실험을 통해 확보하였으며, 흡습 이후 TMA 와 TGA 를 통하여 각 재료의 수분 팽창 계수를 확보하였다. 각 계면의 접합 강도 평가를 위해 수분의 영향을 고려하여 다양한 온도 조건에서 마이크로 전단 실험을 수행하였다. 이러한 물성을 바탕으로 온도와 수분에 의해 발생하는 변형을 모두 고려한 패키지 박리 예측 해석을 수행하였으며, 결과적으로 리플로우 공정 동안의 실시간 수분 탈습 거동을 고려한 계면 박리 예측을 성공적으로 수행하였다.

• 유변학
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• 제11권2호
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• pp.128-134
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• 1999

본 논문에서는 자성입자인 막대 모양의 $\gamma$-$Fe_{2}O_{3}$ 와 $CrO_2$ 분산액에 대한 유변학적 거동을 조사하였다. 특히 입자의 농도와 전단속도의 변화에 따른 자성 입자 분산액의 점도 거동을 살펴봄으로써 분산액의 미세구조 상태 및 입자의 배향에 영향을 주는 입자의 모양이 점성 소모에 미치는 영향을 조사였는데, 평균장(mean field) 이론과 Mooney식을 통해 분산액의 점도 거동을 해석하였다. 본 연구에서 사용한 모든 자성입자 분산액의 본성 점도가 희박 분산액의 수력학 이론으로부터 얻는 값보다 큰 것을 알 수가 있었는데, 이러한 사실은 분산액내에 자성입자의 고유한 인력에 기인하여 분산 용매를 내포하고 있는 덩어리(flocs)의 존재를 뒷받침하고 있다.

• 한국안전학회지
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• 제35권3호
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• pp.96-104
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• 2020

The numerical simulations were conducted to investigate the thermal-fluid phenomena occurred inside the experimental apparatus during a PCCS, used to remove heat released in accidents from a containment of light water nuclear power plant, operation. Numerical simulations of the flow and heat transfer caused by wall condensation inside the containment simulation vessel (CSV), which equipped with 18 vertical heat exchanger tubes, were conducted using the commercial computational fluid dynamics (CFD) software ANSYS-CFX. Shear stress transport (SST) and the wall condensation model were used for turbulence closure and wall condensation, respectively. The simulation using the actual size of the apparatus. However, rather than simulating the whole experimental apparatus in consideration of the experimental cases, calculation resources, and calculation time, the simulation model was prepared only in CSV. Selective simulation was conducted to verify the effects of non-condensable gas(NC gas) concentration, CSV internal pressure, and wall sub-cooling conditions. First, as a result of the internal flow of CSV, it was observed that downward flow due to condensation occurred surface of the vertical tube and upward flow occurred in the distant place. Natural convection occurred actively around the heat exchanger tube. Due to this rising and falling internal flow, natural circulation occurred actively around the heat exchanger tubes. Next, in order to check the performance of built-in condensation model using according to the non-condensable gas concentration, CSV internal flow and wall sub-cooling, the heat flux values were compared with the experimental results. On average, the results were underestimated with and error of about 25%. In addition, the influence of CSV internal pressure and wall sub-cooling was small, but when the condensate was highly generated due to the low non-condensable gas concentration, the error was large compared to the experimental values. This is considered to be due to the nature of the condensation model of the CFX code. However, in spite of the limitations of CFD, it is valid to use the built-in condensation model of CFD for PCCS performance prediction from a conservative perspective.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.97-106
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• 2011

본 연구에서는 전자패키지에 사용되는 솔더 재료의 점소성 물성치를 규명하였다. 이를 위해 전자패키지와 비슷한 변형을 보이는 시편을 제작하였고 모아레 간섭계를 이용하여 열사이클 하에서의 변형을 측정한 뒤 시편의 굽힘 변위와 솔더의 전단 변형률을 구하였다. 시편에 대해 점소성 유한요소해석을 실시하였고 해석 결과가 실험 결과에 일치하도록 물성치를 역으로 추정하였다. 실험에서 발생한 측정오차와 실험횟수 부족 등의 불확실성을 고려하기 위해 컴퓨터 모델 교정법을 이용하였고, 그 결과 추정된 물성치는 평균 및 신뢰구간으로 표현되었으며, 이로 인한 유한요소해석 결과도 마찬가지로 평균 및 신뢰구간으로 표현되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제24권2호
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• pp.204-213
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• 2000

This study deals with jet impingement, which is extensively used in the process industries to achieve intense heating, cooling or drying rates and also widely employed as a test flow for turbulent models due to its complex flow configuration, on a flat plate by numerical methods. In this calculation, the finite volume method was employed to solve the Navier-stokes equation based on the non-orthogonal coordinate with non-staggered variable arrangement. To get a better understanding for the fluid flow and heat transfer characteristics of the turbulent jet impingements, $k-{\varepsilon}-{\overline{v^{'2}}}$ turbulent model was adapted and compared with the experimental data and the result of standard $k-{\varepsilon}$ turbulent model. Numerical calculations were carried out with various flow rates, nozzle to plate distances. In the case of the axisymmetric jet impingement on a flat plate, $k-{\varepsilon}-{\overline{v^{'2}}}$ turbulent model showed better agreement with the experimental data than the standard $k-{\varepsilon}$ turbulent model in the prediction of the mean velocity profiles, the turbulent velocity profiles. the turbulent shear stress and the heat transfer rate. The highest heat transfer rate can be obtained when the impingement occurs within the potential core..

• 한국전산유체공학회지
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• 제20권3호
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• pp.79-86
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• 2015

A blood pump is an important part of a cardiac assist device. Since the shear rate in blood is known to be a primary factor on hemolysis generation, it has been very important to evaluate hemolysis inside blood pumps for understanding performance and reliability of cardiac assist devices. In this study, hemolysis generation inside blood pumps is analyzed using CFD with power-law based models for the blood damage index(BDI), in order to overcome difficulties in measuring hemolysis by experiment. The BDI values in blood pumps can be evaluated using Lagrangian or Eulerian approaches. In this study, several Lagrangian and Eulerian approaches are compared to estimate the efficiency of the numerical methods in a practice sense. It is found that the Eulerian approaches are advantageous in terms of the efficiency and robustness. Two different Eulerian approaches are used to evaluate the BDI values of a few commercial blood pumps. For the conditions of extracorporeal membrane oxygenator(ECMO) and ventricular assist device(VAD), local generation of hemolysis is analyzed using divided regions of blood pumps, in order to investigate the effects of the pump geometry.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.195-204
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• 2004

본 연구에서는 약액주입 사질고결토에 대해 일정재하크리프시험과 반복재하크리프시험을 실시하여 점 탄소성 거동 규명과 크리프예측을 수행하였다. 일정재하크리프 시험결과 총 변형률은 탄성, 소성 그리고 점탄성변형률로 구분되었으며 이러한 변형률은 응력의 증가에 비례하여 증가하였고 회복된 변형률은 제하시간에 무관함을 알았다. 일정재하크리프시험 예측결과 일반화된 모델과 지수함수모델은 시험결과와 잘 일치하였다. 반복재하크리프시험에서 순간회복변형률은 반복횟수에 무관하였고 누적소성 변형률은 반복횟수에 따라 증가하였으며 응력레벨에 비례함을 알 수 있었다. 반복재하크리프시험의 예측결과 첫 사이클에서는 잘 일치하였으나 반복횟수가 증가함에 따라 약간의 오차가 발생되었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.677-682
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• 2018

본 연구는 유방 전단파 탄성 초음파에서 탄성도 점수와 변형비를 이용한 방법이 양성과 악성병변의 감별진단에 유용한지를 평가하였다. 탄성 초음파를 시행한 224명을 대상으로 하였으며, 유방조직검사 결과를 바탕으로 후향적인 분석을 하였다. 유방 종괴의 양성과 악성에 따른 5단계의 탄성도 점수와의 동질성 비교는 Fisher's Exact test, 변형비와의 차이검증은 Mann-Whitney U test를 실시하였다. ROC 곡선분석을 통해 악성병변의 예측을 위한 탄성도 점수와 변형비의 최적 cut off 값을 결정하였다. 양성과 악성 결절 군의 분류에 따른 탄성도 점수의 동질성 비교와 변형비의 차이검증 결과에서 각각 통계적으로 유의한 차이를 보였으며(p=.000), ROC 곡선분석에서 양성과 악성 결절의 예측을 위한 탄성도 점수와 변형비의 AUC 0.824, 0.806, cut off 값 3, 4.4로 결정되었다(p=.001). 따라서 탄성도 점수와 변형비는 유방 종괴의 감별진단에 도움을 줄 수 있을 것이다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제17권4호
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• pp.81-86
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• 2012

The objective of the present study is to investigate the effects of various turbulence models on the aerodynamic noise of an air-conditioner (AC) indoor unit. The results from URANS (unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes) simulations with the standard k-$\varepsilon$, k-$\omega$ shear stress transport (SST) and Spalart-Allmaras (S-A) turbulence models were analyzed and compared with the noise data from the experiments. The frequency spectra of the far-field acoustic pressure were computed using the Farrasat equation derived from the Ffowcs Williams-Hawkings (FW-H) equation based on the acoustic analogy model. Two fixed fan casings and the rotating cross-flow fan were used as the source surfaces of the dipole noise in the Farrasat equation. The result with the standard k-$\epsilon$ model showed a much better agreement with the experimental data compared to the k-w SST and S-A models. The differences in the pressure spectra from the different turbulence models were discussed based on the instantaneous vorticity fields. It was found that the over-estimated power spectra with the k-w SST and S-A models are related to the emphasized small-scale vortices produced with these models.