• Title/Summary/Keyword: 고체역학

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Evaluation of Hydrogen Storage Performance of Nanotube Materials Using Molecular Dynamics (고체수소저장용 나노튜브 소재의 분자동역학 해석 기반 성능 평가)

  • Jinwoo Park;Hyungbum Park
    • Composites Research
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    • v.37 no.1
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    • pp.32-39
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    • 2024
  • Solid-state hydrogen storage is gaining prominence as a crucial subject in advancing the hydrogen-based economy and innovating energy storage technology. This storage method shows superior characteristics in terms of safety, storage, and operational efficiency compared to existing methods such as compression and liquefied hydrogen storage. In this study, we aim to evaluate the solid hydrogen storage performance on the nanotube surface by various structural design factors. This is accomplished through molecular dynamics simulations (MD) with the aim of uncovering the underlying ism. The simulation incorporates diverse carbon nanotubes (CNTs) - encompassing various diameters, multi-walled structures (MWNT), single-walled structures (SWNT), and boron-nitrogen nanotubes (BNNT). Analyzing the storage and effective release of hydrogen under different conditions via the radial density function (RDF) revealed that a reduction in radius and the implementation of a double-wall configuration contribute to heightened solid hydrogen storage. While the hydrogen storage capacity of boron-nitrogen nanotubes falls short of that of carbon nanotubes, they notably surpass carbon nanotubes in terms of effective hydrogen storage capacity.

마이크로폴라 탄성이론

  • 한석영
    • Journal of the KSME
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    • v.30 no.3
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    • pp.246-251
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    • 1990
  • 마이크로폴라 탄성이론은 다른 마이크로연속체(microcontinuum) 이론에 비해 적용이 간단하며, 실제 많은 물리적인 현상을 규명하는 데 다양하게 이용할 수 있다. 특히 고전 탄성이론에 의해 적절하게 해결될 수 없는 덤벨(dumbell) 분자로 이루어진 물체, 액체 결정체(liquid crystals), 과립상(granular)의 분자로 구성된 물체와 복합 섬유재료(composite fibrous materials) 등은 마 이크로폴라 탄성이론에 의해 잘 해결될 수 있다. 또한 마이크로폴라 탄성이론은 고체 내에서의 파의 전파(propagation)와 분산(dispersion), 구멍 주위의 응력집중과 외부 하중을 받는 물체에 있어 균열끝에서의 응력 분포 등의 고체역학 문제들은 물론이고, 경계층(boundary layer), 난 류(turbulence), 유체 유동의 불안정(instability)과 표면장력 현상 등의 유체역학에서의 복잡한 문제들을 해결하는 데에도 이용할 수 있다. 마이크로폴라 탄성이론은 고전 탄성이론에 비해 상 대적으로 새롭고 미개척 분야이긴 하지만 이론의 기반이 확고하기 때문에 앞으로의 회전응력 측정장치의 개발을 통해 미소구조의 영향을 고려해야 하는 많은 문제들을 해결하는데 큰 기여를 할 것으로 전망된다.

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Understanding of Finite Element Method for Stress Analysis (응력해석에 이용되는 유한요소법의 이해)

  • 민옥기;김용우
    • Journal of the KSME
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    • v.33 no.7
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    • pp.600-613
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    • 1993
  • 유한요소법은 구조공학분야에서 발전하여 과학기술 전반에 통용되는 수치해석의 한 방법 또는 기술로서 각광받고 있다. 이 기법은 변분원리에 수학적 기초를 두는 미분 방정식의 수치해법의 하나라고 할 수 있다. 이 글에서는 고체역학 부문에 한정하여 유한요소법의 기본체계, 응력계산과 관련하여 중요 수치현상, 그리고 최근 국내외학계의 연구동향 및 상용 패키지 사용시 주의 사항에 관하여 언급한다.

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고체 추진제의 비선형 점탄성 구성모델

  • 정규동;김봉규;윤성기
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1997.11a
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    • pp.5-5
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    • 1997
  • 고체추진제에 대한 비선형 점탄성 구성모델이 제시되었다 추진제 손상의 원인으로서 바인더와 AP 충전제사이의 접착분리를 고려하였으며, 점탄성 드웨팅판별식이 개발되었다. 손상에 의한 추진제의 연화는 모듈러스 저하로서 취급되었으며, 모듈러스저하 계산시에 드웨팅에 의하여 야기된 미소진공구의 모듈러스는 유한 상수로서 간주되었다. 바인더와 AP 충전제사이의 접착에너지는 180$^{\circ}$ 접착박리시험으로 측정하였다. 반복하중시의 비선형성은 전단변형률 불변량의 함수로서 고려되었다. 이 구성모델은 여러 하중조건에 대한 시편실험과 비교되어 잘 일치하였으며, 복잡한 미시구조학적 역학기구 없이 간단하게 고체 추진제의 거동을 예측할 수 있게 한다.

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Entropy and its Relation with the Property of Molecule, Phase and Component (엔트로피와 분자 특성, 상 및 성분의 관계)

  • Jaeeon Chang
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.61 no.1
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    • pp.116-122
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    • 2023
  • We study the relationship of entropy with the properties of molecules and also with the macroscopic specifications of the system, i.e., component and phase. Understanding different viewpoints of classical mechanics and quantum mechanics for the indistinguishability of molecules belonging to the same component, we discuss a few thermodynamic systems in which the properties of molecules are to be consistent with the component as a macroscopic term of classifying the molecules. With a clear definition of thermodynamic microstate, the drawback of the Boltzmann statistics caused by the distinguishability of molecules is avoided, and the Gibbs paradox of entropy consequently disappears. Corresponding to the characteristics of fluid and solid phases, we investigated the effects of the indistinguishability and the symmetry number of molecules and the number of microstates realized in time on the partition function and the entropy. In particular, we show that crystalline solid can be regarded as a system which does not satisfy the ergodic hypothesis.

The Comparison of Proton Exchange Membrane Fuel Cell According to Flow Field Design (고체고분자전해질형 연료전지의 유로형상에 따른 성능의 비교)

  • LEE, KEON JOO
    • Journal of Digital Convergence
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    • v.19 no.5
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    • pp.279-284
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    • 2021
  • In this study, the performance and distribution of fluid concentration, pressure, and current density of a proton exchange membrane fuel cell was investigated. In this paper, the two different types of flow field design were compared, singel channel and 5-channels. As a result, the 5-channels of flow field showed the better performance than that of single chanel. Especially, the single channel showed better performance in terms of mass transfer loss area.

A Study on the Numerical Technique for the Nonlinear Deformation Analysis of Solid Structures(1) -General Theory Development- (고체구조물의 비선형변형 수치해석에 대한 이론적 고찰(1) -일반이론-)

  • Youngjoo Kwon
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.15 no.10
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    • pp.193-202
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    • 1998
  • 본 논문에서는 비선형 고체역학 이론에 대하여 특히 시간에 무관한 변형을 하는 초탄성 및 탄소성고체물질의 비선형 변형이론에 대하여 철저한 분석을 수행하였다 특히 비선형 변형의 해석방범론에 대하여 특별한 관심을 가지고 분석하였다. 비선형 변형해석 방법론으로 널리 논의되고 있는 증분뉴튼랩슨 방법에 대하여 수정된 개념을 제시하여 비선형 변형 해석의 정 확성을 향상시켰다.

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CFD SIMULATIONS OF SOLID/LIQUID TWO-PHASE FLow IN AN AGITATOR (전산유체역학을 이용한 교반기 내부의 고체/액체 다상유동 해석)

  • Kim, Chi-Gyeom;Won, Chan-Shik;Hur, Nahm-Keon
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 2007.10a
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    • pp.27-31
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    • 2007
  • Glass particle distribution in a stirred solid/liquid systems was investigated using computational fluid dynamics(CFD). The numerical results were compared to experimental data from the available literature which investigated the local dispersed phase volume fraction by means of an endoscope technique. Eulerian multi-phase model and applications considered high loading of solid particle was used to investigate the influence of the particle concentration and mixing tank size on the solid distribution. A good agreement was obtained between the experimental data and simulation results. The results showed different solid particle distribution in an agitator by particle concentration and mixer size.

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Influences of B Number Effect on the Burning Rate of Solid Fuel in Single Port Hybrid Rocket (Single Port 하이브리드 로켓의 고체연료 물질전달수(B Number)를 고려한 연소특성 연구)

  • Lee, Jung-Pyo;Kim, Soo-Jong;Yoo, Woo-June;Cho, Sung-Bong;Moon, Hee-Jang;Kim, Jin-Kon
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.36 no.3
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    • pp.264-270
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    • 2008
  • Most of burning rate models used in hybrid combustion depend solely on oxidizer flux. But this empirical relation can not represent well the important effect of the thermo-chemical properties of solid fuel and thereby requires different value of empirical exponent and constant for each fuel considered. In this study, a new burning rate correlation was proposed using the mass transfer number(B number) which encompasses the thermochemistry effect of solid fuel and the aerodynamic effect caused by the combustion on the solid fuel surface where the effect of aerodynamic property in the mass transfer number was studied. The PMMA, PP, and PE were chosen as fuel, and gas oxygen as oxidizer. The new empirical burning rate expression depending on both the oxidizer flux and the mass transfer number was able to predict the burning rate of each fuel with just a single exponent value and constant, and it was found that the aerodynamic effect on the blowing effect did show a minor effect on the burning rate correlation.