• Polymer Science and Technology
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• v.24 no.6
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• pp.585-589
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• 2013

고분자 시스템에서 동역학은 열역학적 평형상태에 도달하는 메카니즘을 밝히는 중요한 분야이다. 용융 고분자에 비해 상대적으로 블록 공중합체 마이셀에 대한 동역학 연구는 실험적 한계와 이론적 배경의 부재로 인해 충분한 연구가 이루어지지 못하였다. 하지만, 최근 TR-SANS를 이용하여 고분자 마이셀의 동역학 연구가 점차 증가하고 있는 추세이다. 마이셀 동역학과 관련하여 현재까지 이루어진 연구 결과도 충분히 중요한 통찰력을 제시해주고 있지만, 아직 개척되지 못한 부분이 많이 남아있는 것도 사실이다. TR-SANS의 개념은 고분자 마이셀 뿐만 아니라 다양한 고분자 시스템에 적용할 수 있고, 더 나아가 Neutron Reflectivity에 적용할 경우 박막 내에서 고분자의 동역학도 연구할 수 있을 것으로 기대된다. 또한, TR-SANS 개념은 고분자 동역학 연구 분야 외에도 의학/생명공학 등 넓은 분야에서 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.27 no.3
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• pp.137-145
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• 2014

We present a design sensitivity analysis(DSA) method for multiscale problems based on bridging scale decomposition. In this paper, we utilize a bridging scale method for the coupled system analysis. Since the analysis of full MD systems requires huge amount of computational costs, a coupled system of MD-level and continuum-level simulation is usually preferred. The information exchange between the MD and continuum levels is taken place at the MD-continuum boundary. In the bridging scale method, a generalized Langevin equation(GLE) is introduced for the reduced MD system and the GLE force using a time history kernel is applied at the boundary atoms in the MD system. Therefore, we can separately analyze the MD and continuum level simulations, which can accelerate the computing process. Once the simulation of coupled problems is successful, the need for the DSA is naturally arising for the optimization of macro-scale design, where the macro scale performance of the system is maximized considering the micro scale effects. The finite difference sensitivity is impractical for the gradient based optimization of large scale problems due to the restriction of computing costs but the analytical sensitivity for the coupled system is always accurate. In this study, we derive the analytical design sensitivity to verify the accuracy and applicability to the design optimization of the coupled system.

• KIISE Transactions on Computing Practices
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• v.20 no.10
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• pp.534-542
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• 2014

Multiscale modeling is a new simulation approach which can manage different spatial and temporal scales of system. In this study, as part of multiscale modeling research, we propose the way of combining two different simulation methods, molecular dynamics(MD) and stochastic rotation dynamics(SRD). Our conceptual implementations are based on LAMMPS, one of the well-known molecular dynamics programs. Our prototype of multiscale modeling follows the form of the third party implementation of LAMMPS. It added MD to SRD in order to simulate the boundary area of the simulation box. Because it is important to guarantee the seamless simulation, we also designed the overlap zones and communication zones. The preliminary experimental results showed that our proposed scheme is properly worked out and the execution time is also reduced.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2014.03a
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• pp.89-101
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• 2014

나노 규모의 좁은 공간에서는 분자들과 벽면과의 상호작용이 커서 분자들의 거동에 큰 영향을 준다. 이와 관련하여 최근에 나노슬릿 (nano-slit)이나 나노채널(nano-channel)과 같은 제한된 공간(confined geometry)에서 DNA의 구조적, 동역학적 거동에 관한 연구가 활발히 진행 중이다. 이러한 연구에서 모티브를 얻어 많은 입자들(spheres)로 이루어진 나노슬릿(nano-slit)사이에 Leonard-Jones potential을 따르는 용매분자들과 고분자가 들어있는 시스템을 구성하여 고분자의 동역학에 관해 연구하고자 하였다. 이때 슬릿(slit)은 약간의 탄성 포텐셜을 가지는 경우와 완전히 고정되어서 움직이지 않는 경우로 나누어 실행하였다. 더불어 고분자의크기, 용매의 종류, slit 사이의 간격 등의 변화가 고분자의 동역학에 어떤 영향을 주는지 살펴보았다. 이를 통해 환경적 조건에 따른 나노슬릿(nano-slit)에서 고분자의 움직임의 양상을 이해할 수 있었다.

• Optical Science and Technology
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• v.8 no.3
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• pp.10-17
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• 2004

화학 반응은 원자나 분자가 서로 작용하여 결합이 분해되거나 생성되는 동적인 과정이다. 일반적으로 이러한 동적인 과정은 매우 빠른 시간 내에 일어나기 때문에 (보통수 펨토초에서 수 피코초 내에 일어난다) 화학 반응 도중에 나타나는 중간체(transient structure)의 구조 변화나 분자의 움직임을 실시간으로 잡기 위해서는 매우 높은 시간 분해능이 필요하다. 이러한 중간체의 구조 동역학(structural dynamics)은 그 대상이 되는 분자의 화학적/생물적 기능에 매우 중요한 정보를 제공하기 때문에 실시간 분자 동역학 연구는 복잡한 화학적/생물적 시스템의 메커니즘 규명 연구에 필수적이라고 할 수 있다. (중략)

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2010.06b
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• pp.271-274
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• 2010

컴퓨터에서 생성된 시뮬레이션의 결과는 일련의 가시화(VIsualization)라는 과정을 거치면서 컴퓨터 그래픽스 기술이 적용됨으로써 인간이 해석하기 쉬운 형태로 변형되게 된다. 연구자가 직관적으로 이해하기 어려운 수치의 나열로 구성돼 있던 시뮬레이션 데이터가 보다 쉽게 이해하고 분석할 수 있게 되는 것이다. 그런데, 최근에는 고성능 컴퓨터(HPC)의 발달로 인해 시뮬레이션 데이터의 크기가 점점 더 증가하는 추세에 있으며, 데이터의 크기가 기가바이트를 넘어 테라바이트에 이르는 경우도 흔해지고 있다. 기존의 가시화 시스템에서 복잡해진 가시화 데이터를 면밀하게 해석하기에는 많은 제약이 따르며, 그로 인해 고해상도 디스플레이 장치나 몰입형 가상현실 장치의 도입은 필연적일 수밖에 없다. 특히 현 시점에서 클러스터 시스템을 이용한 고해상도의 디스플레이 장치에서 사용자와 상호작용할 수 있는 인터페이스를 제공하는 방법은 가상현실 환경을 적절히 활용하는 것이 거의 유일하다 할 수 있겠다. 본 논문에서는 시뮬레이션 데이터, 특히 로터 동역학 분야의 시뮬레이션 데이터를 가상현실 환경에서 가시화하고 제어하는데 필요한 프레임워크와 인터페이스를 소개할 것이다. 이 프레임워크는 가상현실 환경에서 로터 동역학 분야의 시뮬레이션 데이터와의 실시간 상호작용을 통한 해석을 수행하는데 필요한 기반환경을 제공할 것이다.

• Journal of Wetlands Research
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• v.21 no.2
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• pp.132-139
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• 2019

Bi-directional interaction between vegetation and groundwater table has a great influence on the dynamics of wetland vegetation. In this study, nonlinear dynamics of wetland vegetation affected by groundwater are analyzed. The effect on groundwater is described as a loss term in the governing equation of wetland vegetation and it is explored how the wetland vegetation is likely to converge into two attractors by groundwater table change. From this conceptual approach, the vulnerability to catastrophic shifts in stable state where the current vegetation species are extinct and stabilized by other vegetation species is analyzed in response to groundwater table.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.39 no.2
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• pp.77-86
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• 2020

In this study, the Eulerian/Lagrangian one-way coupling method is proposed to predict flow noise due to Blade-Tip Vortex Cavitation (BTVC). The proposed method consists of four sequential steps: flow field simulation using Computational Fluid Dynamics (CFD) techniques, reconstruction of wing-tip vortex using vortex model, generation of BTVC using bubble dynamics model and acoustic wave prediction using the acoustic analogy. Because the CFD prediction of tip vortex structure generally suffers from severe under-prediction of its strength along the steamwise direction due to the intrinsic numerical damping of CFD schemes and excessive turbulence intensity, the wing-tip vortex along the freestream direction is regenerated by using the vortex modeling. Then, the bubble dynamics model based on the Rayleigh-Plesset equation was employed to simulate the generation and variation of BTVC. Finally, the flow noise due to BTVC is predicted by modeling each of spherical bubbles as a monople source whose strength is proportional to the rate of time-variation of bubble volume. The validity of the proposed numerical methods is confirmed by comparing the predicted results with the measured data.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2008.11a
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• pp.1674-1678
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• 2008

본 연구에서는 심장의 세포 변화에서부터 혈류 순환의 시스템 변화까지 일련의 과정을 시뮬레이션 할 수 있는 통합모델을 개발하였다. 본 통합 모델을 이용하여 대동맥의 탄성도 변화 따른 Pulse Wave Velocity를 추정하였으며 심근의 수축 Mechanics의 변화를 시뮬레이션 하였다. 심장은 단순한 구 형상으로 모델링 되었다. 특히 동맥순환의 특성인 Wave propagation 과 Wave deflection의 현상을 모델링하기 위해 기존 모델에서 사용된 동맥계 순환 모델을 수정하였다. 즉 기존의 동맥 모델을 1차원의 운동방정식과 연속방정식을 기반으로 하는 Distributed arterial model로 대체하였다. Distributed arterial model은 혈액의 점성에 의한 에너지 손실, 혈관의 점탄성 효과 그리고 분지 되는 혈관에서의 에너지 손실을 포함하는 정교한 동맥 순환 모델이다. 정교한 동맥계 순환 모델의 동맥 탄성도 값을 조절함으로써 탄성도 변화에 대한 PWV를 계산 할 수 있었다. 이러한 수치적 방법을 사용하여 노화에 따른 동맥벽 탄성도의 저하가 심근세포의 Cross-bridge 동역학에 미치는 영향을 시뮬레이션 하였다.

• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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• 2004.05a
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• pp.216-217
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• 2004