• 제목/요약/키워드: 균질도

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Geant4 몬테칼로 시뮬레이션을 활용한 불균질 매질에서의 양성자의 이차입자 영향 분석 (Evaluation of the Secondary Particle Effect in Inhomogeneous Media for Proton Therapy Using Geant4 Based MC Simulation)

  • 박소현;정원균;라정은;박성용;서태석
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제21권4호
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    • pp.311-322
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    • 2010
  • 양성자 치료 시, 이차 입자는 암 부위 이외의 영역에 선량을 전달하고 이차 암 발생 가능성을 내재하기 때문에 이에 대한 정확한 분석은 중요한 역할을 한다. 본 연구의 목적은 불균질 물질에 의해 양성자 빔으로부터 발생 된 이차입자의 플루언스와 에너지 분포가 받는 영향에 대해 Geant4 (Geometry And Tracking) 전산모사를 통해 분석 하는 것이다. 불균질 조건은 브래그 커브 내에 최대 선량의 30% (플라토)와 80% (브래그 피크) 선량 지점에 두께 2 cm의 지방, 뼈 그리고 폐 등가 물질을 삽입하여 구성하였다. 또한, 양성자의 에너지는 100, 130, 160 그리고 190 MeV로 변화시켰으며, 이차 입자에 대한 결과는 불균질 물질에서의 이차입자의 플루언스와 에너지 분포로 나타내었다. 이차입자의 플루언스는 불균질 물질의 밀도에 적은 영향을 받지만, 삽입위치, 양성자의 초기 에너지에 따라서는 영향을 받지 않는다. 이차입자의 에너지 분포는 불균질 물질의 삽입 위치에 따라 다르다. 플라토 영역 내에서 이차입자의 에너지 분포는 물질의 밀도에 영향을 받지만, 브래그 영역 내에서는 불균질 물질의 밀도와 양성자의 초기 에너지에 영향을 받는다. 본 연구는 더욱 복잡한 불균질 물질에서의 이차입자의 분포에 대한 예측 가능성을 내제한다.

코팅물질과 유화제가 나노입자 제조 및 안정성에 미치는 영향 (Influence of Coating Materials and Emulsifiers on Nanoparticles in Manufacturing Process)

  • 김병철;천지연;박영미;홍근표;이시경;최미정
    • 한국축산식품학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.220-227
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    • 2012
  • 본 실험은 emulsion-diffusion 방법을 이용한 코팅물질과 유화제를 혼합하여 균질하여 유화액을 만든 후 증류수를 첨가하여 확산시킴으로써 나노입자를 제조하는 방법을 사용하였다. 유화공정에 따른 변화를 살펴보기 위하여 균질기 종류와 균질 속도, 균질 시간을 달리하여 그에 따른 입자크기의 변화를 살펴보고, 나노유화액이 가장 잘 제조되는 조건에서 여러 종류의 코팅물질과 유화제를 이용하여 나노입자의 크기 변화를 살펴보았다. 또한 저장 온도와 저장 기간에 따른 나노입자 크기를 관찰 하고 그에 따른 활성에너지를 산출하였다. 유화 공정에 따른 나노입자 크기의 변화를 살펴보면 NEO II의 경우가 가장 작고 고른 나노입자을 형성하였다. 또한 균질 속도가 증가할 수록 입자가 작아지는 것을 알 수 있었다. 하지만 균질 시간이 증가될수록 입자크기가 증가되는 경향을 보였다. PF68은 유화 능력이 가장 좋은 유화제로 관찰되었고 코팅물질은 PCL이 가장 우수한 능력을 나타내어 나노입자를 제조하는데 있어서 가장 적당하다고 사료되었다. 저장 기간에 따른 입자크기를 살펴보면 저장 기간이 증가할수록 크기가 증가하며, 저장 온도가 낮을수록 변화의 폭이 더 큰 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 균질기 종류, 균질시간, 균질 속도, 코팅물질 그리고 유화제등은 유화액을 제조할 때 중요한 공정 조건이며 다양한 나노캡슐화 공정으로 원하는 크기의 나노입자를 제조할 수 있다고 사료된다.

매립지반의 화학적 불균질성이 침출수 이동에 미치는 영향 (Impacts of Chemical Heterogeneities in Landfill Subsurface Formations on the Transport of Leachate)

  • 이근상
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제11권5호
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    • pp.1-8
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    • 2006
  • 본 연구에서는 매립장에서 하부 지반으로 누출된 침출수의 이동에 흡착 불균질성이 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 이를 위하여 차수막이 설치되어 있지 않은 매립장을 대상으로 일련의 Monte-Carlo 시뮬레이션을 수행하고 그 결과를 검토하였다. 균질한 지층에서 강불균질 지층에 이르는 다양한 불균질도를 가진 랜덤 분배계수 장에 대하여 포화 유동 모델과 오염물 이동 모델을 연결시켜 침출수의 이동을 계산하였다. 100회에 걸쳐 수행된 Monte-Carlo 시뮬레이션의 결과치로부터 얻은 평균, 표준편차, 변이계수와 같은 점기반 통계치들을 이용하여 화학적 불균질도의 영향을 평가하였다. 통계치 결과에 따르면 매립지반의 분배계수 분포가 지반 내 침출수 농도를 결정하는데 매우 중요한 인자로 나타났다. 균질 흡착의 경우와 비교할 때 불균질 분배계수 장에서는 실현 간 침출수 농도 분포의 변동성이 나타났다. 분배계수 장의 분산 및 오염원과 감시정 간의 이동 시간이 커질수록 농도의 변동성이 증가하였다. 이러한 결과는 화학적 변동성이 큰 지반 내에서의 침출수 이동을 예측할 때 단일 분배계수 값을 사용하면 상당한 오차를 유발할 수 있음을 나타낸다.

폼 구조의 유효 기계적 물성 및 열전도율 예측을 위한 균질화 데이터 기반 전이학습 프레임워크의 개발 (Development of Homogenization Data-based Transfer Learning Framework to Predict Effective Mechanical Properties and Thermal Conductivity of Foam Structures)

  • 이원주;김수한;심현종;이주호;안병혁;김유정;정상융;신현성
    • Composites Research
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    • 제36권3호
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    • pp.205-210
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    • 2023
  • 본 연구에서는 폼 구조의 효율적인 유효 기계적 물성 및 열전도율 예측을 위한 균질화 데이터 기반 전이학습 프레임워크를 개발하였다. Eshelby 텐서 기반의 평균장 균질화(Mean-field homogenization, MFH)는 타원체 형태의 공동을 포함하는 다공성 구조의 물성을 효율적으로 예측할 수 있지만, 셀룰러(cellular) 폼 구조의 물성은 정확하게 예측하기 어렵다. 한편, 유한요소 균질화(Finite element homogenization, FEH)는 정확성은 높지만 상대적으로 높은 해석 시간을 동반한다. 본 논문에서는 평균장 균질화와 유한요소 균질화의 장점을 결합한 데이터 기반 전이학습 프레임워크(Framework)를 제안하였다. 구체적으로, 대량의 평균장 균질화 데이터를 도출하여 사전학습 모델(Pre-trained model)을 구축하고, 상대적으로 소량의 유한요소 균질화 데이터를 이용하여 미세 조정(Fine-tuning) 하였다. 제안된 프레임워크를 검증하기 위한 수치 예제를 수행하였으며, 해석 정확도를 확인하였다. 본 연구의 결과는 다양한 폼 구조를 가진 재료의 해석에 적용할 수 있을 것으로 기대한다.

균질기와 초음파 동시 분산을 통한 나노콤포지트의 구조적, 열적, 기계적특성 (Structural, Thermal and Mechanical Properties of Nano Composites according to Homogenizer and Power Ultrasonic)

  • 염규호;박광식;최성조;전상훈;곽영훈;박재준
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.82-82
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    • 2010
  • 에폭시메트릭스 내에서 초음파 및 균질기를 이용하여 층상실리케이트 마이크로 입자의 균질분산을 위하여 사용하였다. 초음파와 균질기를 동시에 사용하여 최적의 적용시간과 충진나노입자 충진함량과의 관계를 연구하기위하여 구조적 특성으로 X-RD, 열적특성으로 DSC, 열적 기계적 특성으로 DMA를 사용하여 특성을 평가하였다. 충진함량 변화에 대해서 층상실리케이트의 층간사이 간격의 변화는 반비례하는 특성을 나타내었고, 충진함량이 증가됨에따라 자체만으로는 크게 응집된 입자의 분산이 미약한 결과로 볼 수 있다. 그러나 Homogenizer와 동시에 분산할 때는 충진함량이 크게 증가하여도 균질한 분산이 이루어졌다.

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암석의 정적 인장강도에 미치는 불균질성의 영향 (Influence of Rock Inhomogeneity on the Static Tensile Strength of Rock)

  • Cho, Sang-Ho;Yang, Hyung-Sik;Katsuhiko Kaneko
    • 터널과지하공간
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    • 제13권2호
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    • pp.117-124
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    • 2003
  • 암석의 불균질성이 정적 인장강도에 미치는 영향을 평가하기 위해, 유한요소해석법과 파괴역학에 기초하여 제안된 수치해석기법을 사용하여 정적 일축인장시험을 가정한 암석 파쇄 과정을 해석하였다 정적 인장강도 는 미시적 인장강도를 가진 모델 시험편의 파쇄 과정으로부터 평가되었으며, 평가된 공시체 강도는 미시적 인장 강도의 최소치보다 약간 큰 값에 일치하였으며, 그 강도의 흩어짐은 균질성 계수가 증가합에 따라 감소하였다. 본 해석 결과들로부터 암석 불균질성이 정적 인장강도에 미치는 중요한 요인임을 지적할 수 있었다.

장섬유강화 고분자복합판의 압축성형에 있어서 섬유의 분리와 배향의 상관관계에 관한 연구 (A Study on Correlation Between Separation and Orientation of Fibres During Compression Molding of Long Fibre-Reinforced Polymeric Composites)

  • 이동기;유정훈;김이곤
    • 대한기계학회논문집
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    • 제17권1호
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    • pp.62-68
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    • 1993
  • 본 연구에서는 장섬유강화 고분자복합판을 고온압축성형할 때 섬유의 분리 및 배향은 서로 불가분의 관계가 있으므로, 모재와 섬유의 분리에 의해서 야기되는 성형 품의 불균질성을 나타내는 균질도와 섬유의 배향을 표시하는 배향함수와의 상관관계에 대한 실험결과를 보고한다.

소각재에 함유된 다이옥신의 확장불확도 평가 (Estimation of conbined uncertainty for dioxin reference materials from the fly ash)

  • 김우일;신선경;이수영;김동훈;강학구;한진석
    • 분석과학
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    • 제23권4호
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    • pp.363-370
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    • 2010
  • 소각재를 이용한 다이옥신의 매체특성이 반영된 표준물질 제조 기법을 정립하고, 균질성 및 안정성이 확보된 숙련도 평가용 시료로서의 적용 가능성을 평가하였다. 국내 환경분석에 적합한 폐기물 분석용 다이옥신 표준물질을 제조하여 10회 이상 반복 측정한 결과, Dioxin 17개 이성체별 농도의 상대표준편차는 2.6~15.7%로 나타냈다. 측정결과를 일원분산분석(one-way ANOVA)을 이용하여 균질도를 평가하였다. 측정과정과 균질도를 이용하여 불확도를 평가한 결과, 다이옥신의 확장불확도 값은 0.114~7.091로 산정되었다.

비드와 섬유이온교환체 고정 PE 불균질 이온교환막의 제조 및 특성 (Preparation and Properties of PE Heterogeneous ion Exchange Membrane with Bead and Fibrous ion Exchanger)

  • 황택성;박명규;강경석
    • 폴리머
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    • 제26권5호
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    • pp.575-581
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    • 2002
  • 본 연구는 폴리에틸렌 기재에 비드와 섬유상 이온교환체의 배합비를 달리하여 불균질 이온 교환막을 제조하였다. PE 불균질 이온교환막의 이온교환능은 섬유강 이온교환체의 양이 증가할수록 선형적으로 증가하였으며 30 wt%에서 최대 1.86 meq/g 이었다. 불균질 이온교환막의 함수율, 고정이온농도 및 이온운반율도 섬유상 이온교환체의 양이 증가할수록 증가하였나. 반면 불균질 이온교환막의 전기저항은 섬유상 이온교환체의 양이 증가할수록 감소하였으며, IXF (ion exchange fiber)의 혼합량이 30 wt%에서 5$\Omega$/$\textrm{cm}^2$으로 전기저항 값이 가장낮았다.

투수계수 산정을 위한 균질화 해석법의 적응 (Application of the Homogenization Analysis to Calculation of a Permeability Coefficient)

  • 채병곤
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제9권1호
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    • pp.79-86
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    • 2004
  • 암석 내 균열을 따른 수리전도도는 균열의 기하학적 요소, 즉 방향, 간극, 거칠기 그리고 상호 연결도에 주로 좌우된다. 따라서, 균열 내 투수계수를 정확하게 계산하기 위해서는 이와 같은 기하 요소들을 최대한 계산모델에 반영할 필요가 있다. 이 연구에서는 균열 기하양상을 최대한 정확히 반영한 균열모델에서 기존 수치해석과는 다른 새로운 방법인 균질화 해석법(homogenization analysis method)을 이용하여 균열을 따른 투수계수를 구하기 위해 수치해석을 수행하였다. 먼저, 공초점 레이저 스캔 현미경(Confocal Laser Scanning Microscope)을 이용하여 암석시료의 균열 조도와 균열에 가한 수직압축력의 변화에 따른 간극 변화량을 직접 측정하고, 이와 같이 획득한 자료는 균열모델 재현을 위한 입력자료로 사용되었다. 재현된 균열모델을 토대로 한 균질화 해석법은 미시규모(microscale) 매질특성과 거시규모(macroscale) 매질특성을 동시에 고려하여 투수계수를 계산할 수 있는 것이다. 즉, 균질화 해석법은 주기적 미세구조(microstructure)를 갖는 미소 불균질 물질의 거동특성을 구명하기 위해 개발된 새로운 형태의 섭동(perturbation) 이론이다. 이는 균질한 미시규모에서 미시 투수특성을 계산한 후, 거시규모에서의 균질화 투수계수를 계산하게 된다. 그러므로, 이 방법은 균열 기하양상의 국부적 영향을 고려한 투수특성을 정확히 해석할 수 있다. 균질화법을 이용한 투수계수 산정결과를 기존 연구에서 제안한 경험식과 비교하여 그 타당성을 검증하기 위해 전술한 2차원 균열모델을 이용한 투수계수 계산을 수행하였다. 균열모델은 거칠기(roughness)를 반영하고 동일한 간극을 할당한 평행판 모델을 가정하였다. 계산결과에 의하면, 균질화 해석법에 의해 계산한 C-투수계수는 실내투수시험에 의해 구한 투수계수와 같은 범위의 값을 가지거나 $10^1$ 정도의 차이를 보여, 그 계산결과는 타당하다고 볼 수 있다. 그러나, 균질화 해석법은 국부적으로 불균질한 균열 기하양상과 물질특성이 미시규모와 거시규모에서 모두 고려되므로, 이들 특성을 정확히 알고 있을 경우 기존에 제안된 경험식들에 의한 계산결과 보다 균질화 해석법의 결과가 훨씬 정확함을 주목하여야 한다.