The Generation of Droplets by 3D Printed Microfluidic Devices with Multiple Channel Design

Master초창기에 미세액적(혹은 에멀젼) 생성 방법은 벌크반응기에서 서로 섞이지 않는 두상을 이용해 불균일한 액적을 형성하였다. 하지만 최근 미세유체기술의 개발을 통해 기술적 한계를 극복하고 균일한 액적을 생성할 수 있게 되었으며, 화학공학, 생명공학, 재료과학 분야 등 적용 가능한 범위가 확장되었다. 미세유체기술을 통해 매우 안정하고 균일한 액적을 생성할 수 있기 때문에 미세유체장치를 만드는 기술들이 꾸준히 발달되어 왔다. 미세유체장치는 PDMS(Polydimethylsiloxane)라는 고분자를 가지고 소프트리소그래피(Softlithography) 라는 기술을 이용하여 제작하거나 미세 유리관을 이용하여 제작하는 방법이 주로 쓰인다. 하지만 이 방법들은 과정이 복잡하고 제작기술을 가지고 있지 않은 사람이 만들기 어렵다는 단점이 있다. 따라서 최근에는 3D 프린터를 이용하여 미세유체장치를 만드는 방법이 각광받고 있다. 3D 프린터를 이용하면 복잡한 과정이 필요없이 쉽게 미세유체장치를 만들 수 있다. 따라서 3D 프린터를 이용하여 액적을 생성하는 구조(T-junction, Flow-focusing)를 만들고 액적을 생성하는 연구들이 많이 이루어지고 있다. 하지만 3D 프린터를 이용하여 미세유체장치를 만드는 방법에도 단점이 존재한다. 일반적으로 미세유로는 100~500 마이크로 크기의 단면을 가지기 때문에 일반적인 3D 프린터로는 제작이 어렵고 고해상도의 3D 프린터가 필요하다. 이 논문에서는 기존의 균일한 미세액적 생성 방법과는 다르게 고해상도의 3D 프린터가 필요없는 구조의 미세액적 생성기를 제작하고, 유체간의 밀도차로 인해 균일한 미세액적을 생성하는 방법을 연구하였다. 이 방법을 이용하여 100~400 마이크로 크기를 갖는 균일한 미세액적을 생성하였다. 또한, 미세액적 생성구조를 여러 개 배열한 장치를 제작하여 균일한 미세액적의 대량생산이라는 가능성을 제공하였다.Monodisperse droplets have been utilized in a wide range applications such as material or chemical synthesis and biological assay. Due to its great potential on synthesis of monodisperse droplets, droplet generator has been rapidly emerged in recent years. However, conventional bulk system, however, has limitations in making monodisperse droplets. In order to make monodisperse droplets, many researchers do experiment in small length size of microfluidics. Microfluidic system allow precise control surface tension and viscous forces, making it possible to generate monodisperse droplets. Two well-known fabrication technique for microfluidic devices are soft-lithography using polydimethylsiloxane (PDMS) and glass capillary method. But, soft-lithography require special facility and complex processes. Glass capillary method also need good skill and it is difficult method to make device. Therefore, 3D printed microfluidic device is in the spotlight as the new fabrication method. Because 3D printing method do not require special facility and it has several merits (simple process, design-to-device time, low cost, full freedom of design and user friendly method). Here we suggest density-induced hydrodynamic flow focusing droplet generator using 3D-printing method. This system does not require high-resolution 3D printer and easy to generate monodisperse droplets

FABRICATION OF PRESSURE TOLERANT POLYMER FILM MICROREACTORS BY ONE-STEP MULTILAYER THERMAL BONDING TECHNIQUE WITH HIGH REPRODUCIBLE RELIABILITY

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컴파일시간에 다이나믹 프로그래밍을 이용하는 상향식 트리패턴 일치를 위한 분석

학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 전산학과, 1998.2, [ viii, 100 p. ]Bottom-up tree pattern matching scheme is widely accepted by modern code generator generators, and draws more attention for obtaining an efficient code generator. For the flexible expression of the tree grammars and the larger class of tree grammars, the bottom-up tree pattern matching scheme allows the arbitrary cost values and performs dynamic programming at compile-time. Thus, the dynamic programming process make the code generator be slow. In this dissertation, we propose two efficient methods of constructing states in the bottom-up tree pattern matching scheme that performs dynamic programming. The bottom-up tree pattern matching scheme with DP traverses the IR tree twice. In the first traversal, the scheme annotates a state for each node of the IR tree in a bottom-up direction. A state can be extracted by checking sequentially all tree patterns over the given set at each node. In the second traversal, the scheme will find the least-cost cover in a top-down direction. Then a target code is produced by executing the semantic actions from the rewrite rules used for the least-cost cover. To get the efficiency of the matching scheme, the decision tree of a set of rules is introduced, which specify the order of tree patterns to be checked. The check of one pattern might make the matching scheme avoid some unfruitful patterns. The decision tree is formulated by analyzing the relations between tree patterns. However, Finding optimal decision tree is an NP-complete problem that requires heuristic solution. We propose an heuristic. The other method of getting the efficiency transforms the set of patterns into the match sets. The match set is the set of fruitful patterns for extracting a state. The match sets and match set transition tables can be constructed at compile-compile time and are also formulated by analyzing the relations between tree patterns. The proposed methods are derived from the analysis of relations over tree patterns. The relevant analyses ar...한국과학기술원 : 전산학과

A Study on the Improvement of Globus-based Testbed for Metacomputing

funder : 국무조정실Ⅰ. 제목 메타컴퓨팅을 위한 Globus 테스트베드 개선에 관한 연구 Ⅱ. 연구개발의 목적 및 중요성 (1) 광대역통신망환경에서 어플리케이션 사용자를 위한 고성능 메타컴퓨팅 환경 제공 - 슈퍼컴퓨팅 자원의 활용율의 극대화 - 국내 어플리케이션 분야의 슈퍼컴퓨팅 요구 증대 - 국내 광대역 통신망의 고속화 - 분산 자원을 활용한 어플리케이션의 대형 문제 해결 (2) 병렬 어플리케이션을 활용한 고성능 메타컴퓨팅 환경 검증 - 사용자를 위한 작업 자동화 환경 필요 - 슈퍼컴퓨팅 분야의 중요 어플리케이션인 유체역학문제에 메타컴퓨팅 환경의 적합성 검증 - 유체역학분야는 항공기, 자동차, 선박, 기상 등 다양한 분야에 적용할 수 있는 기반분야임 Ⅲ. 연구개발의 내용 및 범위 (1) Globus 기반의 메타컴퓨팅인프라 Platform 구축 - Linux-Cluster, Compaq GS320 상에 Globus 2.0 구축 - GRAM과 로컬 배치 작업 관리기와의 연동 - MDS 서버 구축 및 테스트 (2) 메타컴퓨팅인프라 구축 미들웨어 기술개발 및 연구 - 메타컴퓨팅 환경의 미들웨어 Globus 2.0의 요소시스템 분석 및 구축방안 수립 - GRAM, MPICH-G2, DUROC, 자동 인증 등 분석 (3) 전산유체역학 분산 어플리케이션 개발 - 3 차원 정렬격자 상에서 입자추적 알고리즘의 개발 - 입자 운동 방정식 및 열전달 고찰 - 입자-기체간 상호작용 및 입자생성항의 계산 (4) 사용자 작업 자동화 환경 개발 - 사용자 작업을 컴퓨팅 자원에 자동 배치 - 수행후 결과를 취합후 사용자에게 제공 - 메타컴퓨팅 환경에 접근성을 위한 웹기반 개발 Ⅳ. 연구개발결과 (1) 광대역통신망 기반 고성능 메타컴퓨팅 테스트베드 구축 - KISTI, 전북대, 천안대, 서울시립대, 기술교육대 등을 연결하는 메타컴퓨팅 테스트베드 구축 - Compaq GS320, IBM SP2, Linux-Cluster 등 다양한 컴퓨팅 자원을 활용한 테스트베드 구축 (2) 메타컴퓨팅 인프라 포탈 SWING 개발 - Globus 툴킷과 호환 - GSIFTP, GASS (Global Access to Secondary Storage)를 통한 파일 전송 및 PBS와 같은 지역 스케쥴러를 지원 - MPICH-G2 응용 프로그램을 실행 가능 - 자원 상태에 대한 실시간 검색 - 사용자와의 통신에 대한 보안을 위하여 HTTPS/SSL을 지원 (3) MPICH-G2 환경에서 유체역학분야의 첨단 슈퍼컴퓨팅 어플리케이션 개발 - 입자-기체 혼합유동 효과와 침식효과의 예측 위한 메타컴퓨팅용 병렬 코드 개발 - 메타컴퓨팅 테스트베드상에서 테스트 Ⅴ. 연구개발의 활용 계획 - Globus 기반 국가 메타컴퓨팅 인프라 구축 및 NGI 어플리케이션 개발 가능 - 컴퓨팅 및 데이터 Grid 구축의 기반 - 차세대인터넷 상에서 고성능 컴퓨팅 및 분산 데이터 마이닝 분야에 활용 - 협동 연구 Grid: 고성능 가시화 장비들을 활용한 원격교육 및 공학 설계분야에서 활용Ⅰ. Title A Study on the Improvement of Globus-based Testbed for Metacomputing Ⅱ. Objective of the study and its importance (1) Development of the high performance metacomputing infrastructure for computational application on the WAN environment. - Maximizing the utilization of supercomputing resources - Providing more supercomputing power that the computational science needs - Solving the grand-challenge problem with the distributed resources. (2) The feasibility-test of metacomputing infrastructure - Development of the work-bench for application programmer - Test of the infrastructure using CFD solvers - CFD is the base of many areas: Areo-dynamics, Automobile, Climate, etc Ⅲ. Content and scope of the study (1) Globus-based Infrastructure for metacomputing - Deployment of Globus 2.0 on the heterogeneous computing resources. - MDS server configuration - Integration of local resource manager and GRAM (2) Analysis of components of Globus 2.0 - Local resource management - MPICH-G2 and communication (3) Developement of CFD distributed application - Particle-trace algorithm on the 3D grid - Particle dynamics equation and heat-transfer equation (4) Development of the work-bench - Allocation of job on the resources - Gathering results from the resources - Web-based work-bench for the access Ⅳ. Result of the study (1) Deployment of the WAN-based metacomputing infrastructure - Testbed on the wide-area network: KISTI, Chonbuk Univ., Cheonan Univ., Univ. of Seoul, KUT etc. - Testbed on the heterogeneous resources: Compaq GS320, IBM SP2, Linux-Cluster, Workstations etc. (2) Development of SWING for metacomputing portal - Integration of Globus toolkits - File transfer using GSIFTP, GASS - Support of local scheduler such as PBS - Realtime visualization of resources information (3) Development of CFD application on the MPICH-G2 - particle-trace solver on the 3D grid - The experiment of the solver on the grid testbed Ⅴ. Application schemes - The base of the Globus-based national metacomputing infrastructure - Environment for developing NGI application - Utilization for high performance computing and distributed datamining - Collaborative research using many high-end resource

A Study on the Design and Implementation of Hybrid Grid Information Service with Client/Server Model and P2P Model

funder : 국무조정실3.연구의 내용 및 범위 가. 그리드내 자원정보제공을 위한 정보제공자 설계 및 구현 - Condor 기반 워크스테이션 풀 내의 노드정보 제공 - Condor 기반 리눅스 클러스터 내의 노드정보 제공 - PBS 기반 리눅스 클러스터 내의 노드정보 및 큐 정보 제공 - LSF 기반 리눅스 클러스터 내의 노드정보 및 큐 정보 제공 - LoadLeveler기반 IBM SP2 내의 노드정보 및 큐 정보 제공 - NWS기반으로 네트워크의 대역폭, 전송지연시간 정보 제공 나. 클라이언트/서버 모델과 P2P모델의 하이브리드형태의 정보서비스 설계 - GIIS서버간 P2P통신으로 정보공유 - 쿼리 라우터를 활용한 정보질의 우회로 제공 - 사용자 수준 캐싱 다. 그리드 정보의 웹기반 실시간 가시화 - 그리드 자원정보의 웹기반 실시간 가시화 - GIIS서버의 오류감지 가시화 - 사용자 작업의 웹기반 실시간 가시화3.Contents and Scope a. Design and implementation of information providers - Condor-based information provider for workstation pool - Condor-based information provider for linux-cluster - PBS-based information provider for the nodes and the queues of linux-cluster - LSF-based information provider for the nodes and the queues of linux-cluster - LoadLeveler-based information provider for the nodes and the queues of IBM SP2 - NWS-based information provider for bandwidth and latency of our testbed b. Design of a hybrid grid information service with client/server model and P2P model - Information sharing using P2P model among sibling GIIS servers - Query routing for avoiding the fault servers. - User-level caching c. Web-based realtime visualization of information - Visualization of the state of resources - Visualization of the state of GRIS, GIIS - Animation of the partial results during the execution of user`s solve