• 한국광물학회지
• /
• 제31권1호
• /
• pp.13-22
• /
• 2018

알루미늄 규산염($Al_2SiO_5$) 광물은 온도와 압력 환경에 따라 남정석, 홍주석, 규선석으로 상전이가 일어나는 동질이상(polymorph)으로 변성암의 변성정도를 유추하는 데 사용되는 중요한 광물이다. 이번 연구에서는 고전분자동력학 시뮬레이션(classical molecular dynamic simulations)과 양자역학 계산방법인 밀도범함수이론(density functional theory)을 이용하여 압력에 따른 알루미늄 규산염 광물의 결정구조와 엔탈피를 계산하고, 상대적인 안정성을 평가하였다. 격자상수 계산결과, 분자동력학과 밀도범함수이론 계산 모두 압력에 따라 부피가 줄어드는 기존의 실험결과와 동일한 경향을 보였다. 특히, 밀도범함수이론으로 얻어진 격자상수는 실험과 약 1% 이내의 오차로 매우 정확한 결과를 보였다. 그러나 엔탈피 계산 결과, 분자동력학에서는 압력에 따른 엔탈피의 변화가 거의 없어 광물 간 안정성이 역전되는 상전이 압력을 구할 수 없었다. 밀도범함수이론 계산 결과는 실험과 동일한 경향을 보여주었지만, 전자의 교환-상관 관계를 나타내는 범함수에 따라 상전이 압력이 크게 다른 결과를 보여주었다. 밀도범함수이론 계산 결과는 결정구조와 엔탈피에 대해서 모두 높은 수준의 정확도를 보여주지만, 동질이상의 상도표 작성에는 정량적으로 큰 오차를 보여주었다.

• 지질공학
• /
• 제30권1호
• /
• pp.43-57
• /
• 2020

본 연구는 기존의 강지보재보다 우수한 고강도 격자지보재를 개발하여 그 성능을 평가하기 위함이다. 이를 위해 수치해석을 이용한 지보재의 구조적 특성을 분석하였고, 시작품에 대한 최대 굽힘하중시험과 용접이음부 인장강도시험을 실시하여 그 성능을 평가하였다. 구조해석 결과에 따른 최적의 상하부부재와 플레이트의 규격은 50 mm × 31.8 mm × 25.4 mm로 시공성과 경제적이 우수한 것으로 나타났다. 굽힘 하중시험으로부터 확정된 규격 55 mm × 30 mm × 20 mm와 85 mm × 30 mm × 20 mm의 고강도 격자지보재는 기준값과 H형강 100과 125의 목표값 모두 만족하는 것으로 나타났다. 이론 처짐량과 실제 처짐량의 비를 검토한 결과, 이 연구에서 개발된 고강도 격자지보재는 독일연방 철도국에서 제시하고 있는 격자지보재 처짐량의 평가기준 5 이하로 나타났다. 마지막으로 용접이음부에 대한 인장시험 결과는 고강도 격자지보재의 주봉-보조봉-플레이트가 접하는 용접이음부 인장강도가 목표값 이상으로 나타나 용접이음부에 대한 안정성은 충분한 것으로 나타났다.

• 에너지공학
• /
• 제10권3호
• /
• pp.223-232
• /
• 2001

보염기 후류에 형성되는 화산회생의 보염특성을 고찰하기 위하여 연료 분출각의 변화, 난류발생격자의 설치, 재순환영역 내에 보조 연료의 공급에 따른 화염의 안정범위, 재순환영역의 길이 및 온도, 재순환영역주변의 난류강도 분포를 측정, 고찰하였다. 재순환영역의 길이는 주 연료 분출량의 변화에 따른 영향을 받지 않지만, 연료 분출각 및 주류유속의 변화, 보조 연료의 공급 난류발생격자의 설치 등에 따라 영향을 받는다. 확산화염의 경우 일반적으고 재순환영역의 길이가 길수록 보염성이 불량하지만, 난류발생격자를 설치한 경우에는 재순환영역의 길이가 길수록 보염성이 양호하다. 재순환영역의 온도는 연료 분출각의 변화, 보조 연료의 공급, 난류발생격사의 설치 등에 따라 영향을 받으며, 이론 혼합기 상태에서 최고값에 도달한다. 일반적으로 재순환영역의 온도가 낮을수록 보염성이 양호하지만. 난류발생격자를 설치한 경우에는 재순환영역의 온도가 낮을수록 보염성이 불량하다. 화염이 형성되는 보염기 후류 영역에 대한 난류강도는 격자의 직경이나 구속비가 큰 난류발생 격자를 설치한 경우에 크게 나타나며, 난류강도가 강 할수록 보염성이 불량하다. 연료 분출각의 변화, 난류발생격자의 설치, 재순환영역 내에 보조 연료의 공급 등의 방법으로 확산화염의 보염특성을 제어할 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제37권8호
• /
• pp.999-1005
• /
• 2013

광섬유 브래그 격자 센서는 최근 구조건전성평가 분야에서 가장 활발히 사용되는 지능형 센서 중의 하나이다. 특히 본 센서는 다양한 물리량들을 여러 지점에서 한 가닥의 광섬유로 측정할 수 있다는 장점을 갖고 있다. 이중 온도 측정을 위해서는 열팽창계수 및 열광학 계수의 사용이 필요하다. 대부분의 기존 연구에서는 이러한 물리량들을 상수값으로 가정하고 온도를 측정하였다. 본 논문에서는 FBG 센서의 온도 측정 실험을 통해 온도 변화와 관련된 두 계수가 일반적으로 사용되는 상수가 아닌 온도에 따라 변하는 변수임을 확인하였다. 최종적으로 광섬유 브래그 격자 센서의 이론에서 온도계수를 온도에 따른 함수식으로 새롭게 제안하고, 이 함수식을 이용해 상온에서 100도까지의 범위에서 정확한 온도 측정이 가능함을 확인하였다.

• 한국음향학회지
• /
• 제39권3호
• /
• pp.179-190
• /
• 2020

본 논문에서는 일반 빔형성, 적응 빔형성, 압축센싱을 이용하여 도래각을 추정한다. 이때, 적응 빔형성으로 Minimum Variance Distortionless Response(MVDR)과 Multiple Signal Classification(MUSIC)을 사용하였고, 압축 빔형성(compressive sensing beamforming)을 위해 무격자 압축센싱(grid-free compressive sensing)을 적용하였다. 앞서 언급한 각 기법들의 이론적 배경 및 한계점을 소개하고 모의실험 및 실제 실험을 통해 각 기법의 성능을 비교하였다. 실제 실험은 반사 신호가 존재하는 환경에서 수행하였으며, 2대의 스피커를 통해 음원을 송신하고 8대의 마이크로폰을 사용한 선배열을 통해 데이터를 수신하였다. 모의실험 및 실제 실험 결과를 통해 상관신호가 존재하지 않을 때, 적응 빔형성과 무격자 압축 빔형성이 일반 빔형성보다 고해상도의 결과를 보임을 확인하였다. 반면, 반사 신호가 존재하는 환경에서 적응 빔형성의 성능이 저하되지만, 무격자 압축 빔형성의 경우 반사 신호의 영향을 받지 않고 일반 빔형성의 분해능이 개선됨을 확인하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제15권1호
• /
• pp.261-267
• /
• 2015

다층 격자구조에서 전파하는 평면파들의 회절특성을 나타내는 고유치 문제는 모드 확장 원리에 의하여 정확하게 설명할 수 있다. 그런 모드 확장 원리들에 의존하는 모드 해들은 간단한 회로이며 일반적인 형태인 등가 전송선로 망에 의하여 분석할 수 있다. 이 해석법은 어떤 조건에서든 필드들의 격자 회절과정에 대한 상당한 물리적 직관성을 제공하는 해석적인 특성을 준다. 특히, 등가 전송선로 망은 다른 해석법들에서 해석적으로 구할 수 없는 회절 격자구조의 산란특성, 방출효과 그리고 다른 광학적 특성들을 체계적으로 평가하기 위한 컴퓨터 알고리즘의 템플릿으로서 사용될 수 있다. 본 논문에서 제안한 정확한 해석법의 타당성을 입증하기 위하여 앞서 연구한 논문들의 결과를 수치해석적으로 비교 분석하였다. 그 결과 본 논문에서 얻은 내용과 잘 일치함을 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제47권10호
• /
• pp.959-972
• /
• 2014

본 연구에서는 멀티프랙탈 이론을 기반으로 시 공간 격자강우장 생산 모형을 충주댐 상류유역에 발생한 9개의 홍수 사상에 대하여 검증하였다. 이를 위하여 기상청의 레이더 강우자료에 대한 시공간 멀티프랙탈 특성을 분석하였으며, 로그 포아송 분포와 3차원 웨이브렛 함수 기반의 시 공간 격자 강우생산 모형을 활용하여 관측강우의 멀티프랙탈 특성을 재현하는시 공간 가상강우장을 생산하였다. 생성된 가상강우장을 S-RAT 분포형 수문모형에 입력값으로 적용하여 유역출구에서의 반응을 관측강우 및 시공간적으로 균등한 분포를 가진강우장에 대하여 산출된 유역출구에서의 반응과 비교하였다. 관측 강우장과 가상강우장, 관측강우장과 저해상도 강우장에 대하여 RMSE, RRMSE, MAE, SS, 그리고 NPE, PTE 등을 이용하여 오차분석을 수행한 결과, 평균적으로 첨두홍수량은 20.03% 증가하였고, 첨두시간은 0.81% 감소하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.225-230
• /
• 2017

본 논문에서는 높은 효율의 GMR(guided-mode resonant) 컬러 필터를 제안하고 구현하였다. GMR 컬러 필터는 서로 보완적인 고정 격자와 이동 격자가 포함한 $Si_3N_4/air$ 층으로 구성하였다. 제안한 소자는 정확한 등가 전송선로 이론(RETT)에 기초한 수치 해석과 서브 파장 대역에서 동작하는 격자구조를 사용하여 설계하였다. 수치해석 결과, GMR 컬러 필터는 $0.45{\mu}m{\sim}0.55{\mu}m$ 범위에서 blue-green 컬러에 대하여 그리고 $0.6{\mu}m{\sim}0.7{\mu}m$ 범위에서 red 컬러에 대하여 약 35 nm의 동조특성을 보였다. 또한, 컬러 필터는 blue, green 그리고 red 컬러의 중심 주파수에서 각각 99%, 98%, 99%의 효율을 가지고 약 8 nm의 대역폭을 나타내었으며, 앞선 논문들에서 보고된 내용보다 더 높은 효율을 보여주었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.89-90
• /
• 2010

최근 우리는 InGaAs 위에 성장한 InAs 양자점에 GaAs를 얇게 덮음으로써 양자고리를 성장하고, 그 광학적 특성을 분석하였다. [1] 이번 연구에서는 이 양자고리 구조의 전자 구조 및 광학적 특성을 전산모사를 통해 계산하였고, GaAs가 구조의 응력, 압전 포텐셜 및 light-hole 분율에 미치는 영향을 분석하였다. 이론적인 분석을 위해, valence force field 방법을 이용하여 이종 물질간의 격자상수 차이에 의한 격자 변형 및 압전 포텐셜의 변화를 계산하였고, 양자고리 내 전자의 양자화 에너지 및 파동함수를 k p 방법을 통해 얻을 수 있었다. 또한 광학적인 특성 등의 다체 효과를 예측하기 위해 configuration interaction 방법을 사용하였다. 이 연구에서 우리는, GaAs가 InAs에 강한 압축 응력을 가할 것이라는 일반적인 예측과 달리, InGaAs 매트릭스 안에서는 격자상수가 작은 GaAs가 InAs 양자고리에 효과적인 압축 응력을 가할 수 없음을 보였다. 특히 GaAs 층의 두께가 얇을 경우, InGaAs 매트릭스에 의해 인장 응력을 받는 GaAs가 InAs의 응력을 해소하기 충분한 공간을 제공하여, 오히려 InAs의 압축 응력을 약화시키는 것을 알 수 있었다. 이 연구 결과는 응력 분포가 단순한 양자우물 등의 2차원 구조와 달리, 응력 분포가 복잡한 3차원 나노 구조에서는 단순히 격자상수만으로 파장 변화 경향을 예측할 수 없음을 나타낸다. 또한 우리는, GaAs의 큰 negative 이방 응력과 InAs의 작은 positive 이방 응력에 의해 전자와 heavy-hole은 InAs에, light-hole은 GaAs에 구속됨을 보였다. 즉, InAs보다 밴드갭이 큰 GaAs가 전자와 heavy-hole에 대해서는 강한 포텐셜 배리어로 작용하지만 light-hole에 대해서는 포텐셜 우물로 작용하는, 반 우물-반 배리어 특성을 가짐을 알 수 있었다. 이로 인해 GaAs가 있는 양자고리의 light-hole 분율이 GaAs가 없을 경우에 비해 2배에서 8배가량 증가함을 보일 수 있었다. 비슷한 특성이 hole에 대해서는 InP나 InGaAsP 위에 성장한 GaAs 층에서 보고된 바가 있으나, 전자는 InAs로, hole은 GaAs로 분리할 수 있는 3차원 나노 구조에 대한 연구는 이 연구가 처음이다. [2]

• 한국산업정보학회논문지
• /
• 제29권1호
• /
• pp.117-123
• /
• 2024

수중에서 발생한 기포는 주변 유체의 밀도와 압력 차이에 의해 상승하는 부력을 받는다. 또한 주변 유체와의 점성, 표면장력, 상승 속도 그리고 크기 차이에 따라 기포의 거동, 형상, 열교환 과정 등이 달라진다. 본 연구에서는 원기둥 수조 내 상승하는 고온 단일 기포의 속도 그리고 열전달 해석에 관한 연구를 수행하였다. 이를 위해 이론적 식을 통해 기포의 속도 그리고 온도 등을 계산하여 수치 해석 결과와 비교하기 위한 자료를 설정하였다. 그리고 상용 프로그램으로 수치 해석을 수행하였으며, 격자의 변화에 따른 수치 해석 결과의 안정성을 격자 수렴성 지수 계산을 통해 확인하였다. 수치 해석 결과 단일 기포의 상승 속도와 온도는 최소 격자의 크기가 기포 지름의 1/160이 될 때 수렴성을 보였으며, 온도 감소는 0.05초 이내에 주변 유체와 동일한 수준으로 감소하는 것을 확인하였다.