진행파를 이용한 압전 마이크로 펌프의 설계와 해석

나영민(Yeong Min Na),이현석(Hyun Seok Lee),박종규(Jong Kyu Park) 대한기계학회 2014 大韓機械學會論文集A Vol.38 No.5

최근에, 의학 분야의 MEMS 기술이 발전하면서 다양한 미세 유체 이송 시스템이 연구되고 있다. 본 논문에서는 기존의 펌프와는 다른, 두 개의 분리된 압전 판을 이용해 위장의 연동 운동을 모방한 마이크로 압전 펌프를 제안한다. 본 펌프는 진행파를 이용해 연동 운동을 일으켜 작동된다. 특히, 압전판에서 인가된 입력 전압에 의해 발생된 변위에 의해 동작된다. 이에 두 판 사이에서 진행파가 일어나며 유체는 진행파에 의해 생성된 압력차에 의해 이동된다. 압전 소자, 탄성체, 유체가 복합된 시스템을 이해하기 위해서 유한 요소 해석을 사용하였다. 챔버의 높이, 세라믹 개수 등의 설계 변수들을 변화시켜 유체의 유량을 확인하였다. Since the development of microelectromechanical systems (MEMS) technology for the medical field, various micro?fluid transfer systems have been studied. This paper proposes a micro?piezoelectric pump that imitates a stomach"s peristalsis by using two separate piezoelectric elements, in contrast to existing micro-pumps. This piezoelectric pump is operated by using the valve-less traveling wave of peristalsis movement. If the piezoelectric plates at the two separated plates are actuated at the input voltage, a traveling wave occurs between the two plates. Then, the fluid migrates by the pressure difference generated by the traveling wave. Finite element analysis was performed to understand the mechanics of the combined system with piezoelectric elements, elastic structures, and fluids. The effects of design variables such as the chamber height and number of ceramics on the flow rate of the fluid were examined.

위성통신용 600W급 SHF대역 진행파관 증폭기 캐소드 리플 특성 개선방안

홍인표,Hong, In-Pyo 한국통신학회 2006 韓國通信學會論文誌 Vol.31 No.1a

진행파관 증폭기는 입력되는 RF(radio-frequency)신호를 일정한 크기로 증폭하여 안테나로 출력하는 기능을 수행한다. 본 논문에서는 위성통신용 고출력 SHF(Super High Frequency) 대역 진행파관 증폭기의 캐소드 리플 개선방안을 제안한다. 600W급 SHF대역 진행파관 증폭기의 구현 및 실험을 통하여 제안한 방안이 설계규격을 만족시키는 결과를 얻었다. 또한 RF부로 공급되는 보조전원의 잡음을 저감하여 예측치 못한 잡음성분들을 제거함으로서 RF 성능이 개선되었다. 따라서 본 논문에서 제안한 방안은 매우 효과적이며, 차후 유사장비 개발 시 적용가능 할 것으로 판단된다. TWTA is to perform the function that amplifies the input RF signal and outputs it to the antenna. This paper proposes a method that is to improve the cathode ripple or the SHF TWTA for satellite communications. Through the embodiment and experiment of 600W SHF TWTA, this method satisfies the design specifications. Also, RF performance is improved by reducing the noise of auxiliary power sources supplied to the RF part and eliminating the unexpected noise. Therefore, this method is very effective and can be used to develop the similar equipments.

릿지 형태 CPW 진행파형 구조의 등가회로 분석

윤상준(Sang-Jun Yoon),공순철(Soon-Cheol Kong),옥성해(Seong-Hae Ok),윤영설(Young Seol Yun),구민주,박상현,최영완(Young-Wan Choi) 大韓電子工學會 2004 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.41 No.3

흐름과 파에 의한 해저지반내 간극수압의 발생과 액상화에 관한 해석적인 연구

이광호(Kwang-Ho Lee),김동욱(Dong-Wook Kim),김도삼(Do-Sam Kim),배기성(Ki-Seong Bae),전종혁(Jong-Hyeok Jeon) 한국해안해양공학회 2015 한국해안해양공학회 논문집 Vol.27 No.5

진행파 혹은 임의 반사율을 갖는 부분중복파 혹은 완전중복파-흐름-해저지반의 상호작용에 관한 해석해가 Lee et al.(2014; 2015a; 2015b; 2015c; 2015d) 및 Yamamoto et al.(1978)과 같은 다수의 연구자들에 의해 유도되었으며, 그들은 진동간극수압과 잔류간극수압을 별개로 취급하여 각 파동에 의한 지반응답을 논의하였다. 그러나, 실제 현장이나 실험에서 해저지반내 간극수압은 진동성분과 잔류성분이 별개로 나타나는 것이 아니고 그의 합 (전간극수압)으로 주어지기 때문에 전간극수압의 관점에서 반드시 검토될 필요가 있다. 따라서, 본 연구에서는 진동간극수압과 잔류간극수압뿐만 아니라 전간극수압의 측면에서 파동조건, 지반조건 및 흐름조건의 변화에 따른 지반응답의 변동특성을 논의하였으며, 더불어 이에 따른 액상화의 연직깊이에서 특성변화를 검토하였다. 이로부터 진행파와 순방향의 흐름의 공존장에서는 흐름속도가 증가할수록 무차원진동간극수압이 증가하고, 무차원잔류간극수압은 감소하여 결과적으로 무차원전간극수압이 작아지며, 무차원액상화 깊이도 감소하는 등의 지반응답특성을 확인할 수 있었다. Analytical solutions for interaction between seabed and waves such as progressive wave or partial standing wave with arbitrary reflection ratio or standing wave have been developed by many researchers including Lee et al.(2014; 2015a; 2015b; 2015c; 2015d) and Yamamoto et al.(1978). They handled the pore-water pressure as oscillating pore-water pressure and residual pore-water pressure separately and discussed the seabed response on each pore-water pressure. However, based on field observations and laboratory experiments, the oscillating and residual pore-water pressures in the seabed do occur not separately but together at the same time. Therefore, the pore-water pressure should be investigated from a total pore-water pressure point of view. Thus, in this paper, the wave-induced seabed response including liquefaction depth was discussed among oscillating, residual, and total pore-water pressures’ point of view according to the variation of wave, seabed, and flow conditions. From the results, in the field of flow with the same direction of progressive wave, the following seabed response has been identified; with increase of flow velocity, the dimensionless oscillating pore-water pressure increases, but the dimensionless residual pore-water pressure decreases, and consequently the dimensionless total pore-water pressure and the dimensionless liquefaction depth decrease.

통신해양기상위성 진행파관증폭기 전기접속 적합성 해석

구자춘(Ja-Chun Koo),최재동(Jae-Dong Choi) 한국항공우주연구원 2008 항공우주기술 Vol.7 No.1

본 해석의 목적은 통신해양기상위성 통신 탑재체의 진행파관증폭기와 외부 유닛들 사이의 전기접속에 대해 적합성을 검증하는 것이다. 본 연구에서는 전력링크, 명령, 디지털 측정, 아날로그 측정 및 실패상태 또는 조립시험 오류들에 대해 유닛들 사이의 적합성을 확인하였다. 본 접속 적합성 검증에 추가적으로 본 연구는 하니스 레벨에서 적용되는 전기 및 제작에서 권고사항을 제공한다. The aim of this analysis is to verify the electrical compatibility of the interfaces which exist between TWTA(Travelling Wave Tube Amplifier) which is equipment of the Ka-band payload in COMS (Communication, Ocean and Meteorological Satellite) and external equipments. For each interface, this study checked the compatibility between equipments for the power links, commands, digital telemetry, analog telemetry, and failure condition or AIT(Assembly, Integration and Test) errors. In addition with this interface compatibility verification, this study outputs electrical and manufacturing recommendations to be applied at harness level.

선형파 이론에 의한 파랑변형 예측 시 소멸파 성분의 중요성 검토

이창훈,조용식 한국해안해양공학회 2002 한국해안해양공학회 논문집 Vol.14 No.4

본 연구에서 선형파 이론을 사용하여 파랑변형을 예측할 경우 소멸파 성분의 역학적인 크기를 정량화 하는 작업을 하였다. 즉, 진행파 성분뿐만 아니라 소멸파의 영향을 받는성분의 운동에너지와 위치에너지를 유도하였다. 소멸파 성분에는 진행파와 소멸파의 합성 성분, 서로 같은 소멸파의 합성 성분, 서로 다른 소멸파의 합성 성분으로 구성되어 있다. 수평길이 당 소멸파의 에너지 성분은 수명길이가 커짐에 따라 기하급수적으로 감소한다. The magnitude of evanescent modes in terms of dynamics is investigated in case that the transformation of water waves is predicted using the linear wave theory. In other words, derivation is made of both the kinetic and potential wave energies of evanescent modes as welt as propagating modes. The evanescent modes consist of compound components of propagating and evanescent modes, those of identically equal evanescent modes, and those of identically different evanescent modes. The wave energy per a horizontal distance decreases exponentially with the distance.

진행파를 이용한 압전 마이크로 펌프의 설계와 해석

나영민(Yeongmin Na),이현석(Hyunseok Lee),박종규(Jongkyu Park) 대한기계학회 2013 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2013 No.5

Recently, since the development of MEMS technology for the medical field, various micro fluid transfer systems have been studied. In this paper, a micro piezoelectric pump is proposed by imitating stomach’s writhing movement using two-separated piezoelectric plates, different from the existing micro pump. This pump is composed of a support fixture, elastic plates, and piezoelectric elements. This piezoelectric pump is operated by using the valveless traveling wave of peristalsis movement. Especially, in the case of the piezoelectric plates, If the piezoelectric piezoelectric at the two separated plates are actuated in the resonant frequency, the progress wave is occurred between two plated. Then the fluid is migrated by pressure difference at place that is generated by the progress wave. The Finite Element Analysis was performed for understanding the combined system with piezoelectric plates, elastic structures, and fluids by a commercial multiphysics analysis program, COMSOL Multiphysics. The flow change of the fluid was examined, depending on the alterations of each design variable such as operating voltage, the gap of piezoelectric plates, operating frequencies. By this analysis, the final version of the system was determined.

진행파동장하 해저지반내 잔류간극수압의 해석해

이광호,김동욱,김도삼,김태형,김규한,류흥원,Lee, Kwang-Ho,Kim, Dong-Wook,Kim, Do-Sam,Kim, Tae-Hyung,Kim, Kyu-Han,Ryu, Heung Won 한국해안해양공학회 2015 한국해안해양공학회 논문집 Vol.27 No.3

본 연구에서는 잔류간극수압의 추정에 관한 기존의 해석해에서 지적된 오류를 수정한 새로운 해석해를 제시한다. Fourier급수전개법과 변수분리법으로 산정된 해석해의 타당성은 기존의 해석해, 수치해석해 및 실험결과와 비교 검토로부터 검증된다. 무한 (깊은)두께의 본 해석해는 기존의 해석해보다는 수치적분 등이 수행될 필요가 없는 보다 간단한 식이다. 유한두께에 관한 해석해에 지반두께를 매우 작게 한 경우 극한의 얕은 두께로 점근적인 접근은 가능하지만, 지반두께를 매우 크게 한 경우 극한의 무한두께로 접근은 불가능하며, 유한두께와 무한두께의 사이에는 불연속적인 영역이 존재한다. In this paper, the errors found in the existed analytical solutions described the mechanism of residual pore-water pressure accumulation were examined and a new analytical was proposed. The new analytical solution was derived by using a Fourier series expansion and separation of variables was verified by comparison with the existed both analytical and numerical solutions and experimental result. The new analytical solution is very simple that there is no need for numerical integration for deep soil thickness. In addition, the solutions of the residual pore-water pressure for finite, deep, and shallow soil thickness reveled that it is possible to approach from finite to shallow soil thickness, but not possible to deep soil thickness because there was discontinues zone between finite and deep soil thickness.

진행파를 이용한 직선형 초음파 모터의 최적구조 설계

김연보,한우석,노용래 한국전기전자재료학회 2000 전기전자재료학회논문지 Vol.13 No.4

The conventional ultrasonic linear motors developed so far utilize a standing wave and are of a pi-type or a hybrid transducer type structure. Traveling wave type bi-direction linear motors have not been developed yet. This paper describes design of a new bi-directional ultrasonic linear motor working by means of a traveling wave. With the finite element method we design and verify validity of the new structure. And we determine its optimal structure size of design variables material and boundary conditions for proper generation of the traveling wave.

진행파형 전계흡수 변조기의 비선형 모델에 관한 연구

정구철 한국기술교육대학교 2006 論文集 Vol.12 No.1

In this paper, we introduce a novel model to analyze the linearity of a TW-EAM (traveling-wave electroabsorption modulator). The device length, microwave loss (ML), and internal reflection (IR) due to impedance mismatch have effect on the linearity of a TW-EAM. The longer devices have characteristics of lower biases with minimum IMDs (intermodulation distortions). ML decreases the output power as well as the IMD value. Internal reflection has different nonlinear characteristics according to the wavelength of the input frequency and the device length. There is little change in SFDR (spurious-free dynamic range) due to ML or IR. As a result, for a 50 GHz band RF-optical communication system, a 0.8 mm-long TW-EAM with the lowest ML would have better properties by using IR, which is caused by impedance, mismatch at the output port.