높은 레이놀즈수를 갖는 공학적인 흐름을 예측하는 가장 일반적인 방법은 여전히 벽함수를 이용하는 난류모형에 근거한 RANS 수치모의이다. 최근 벽근처의 점성영역 관계식과 벽에서 떨어진 대수영역 관계식을 혼합하여 개발된 일반화된 벽함수들은 두 영역사이의 난류량과 유속이 부드럽게 천이하도록 한다. 이 연구는 난류운동에너지(TKE), 에너지 소산율, 비소산율, 와점성에 대해서 적용 가능한 벽함수들을 조합하여 일련을 수치 모의를 수행하여 널리 이용되고 있는 난류모형들의 성능과 수렴 특성을 분석하였다. 이 연구 결과는 RNG k-𝜖 모형의 경우 첫번째 계산격자가 완충층에 놓이게 될 때는 반복 계산시 작은 허용오차를 이용하여 주의 깊게 적용을 하여야 안정된 해를 구할 수 있음을 보여준다. 표준 k-𝜖과 RNG k-𝜖 모형은 TKE와 와점성에 대해서 적용 가능한 벽함수들 중 어느 것을 선택하여 적용하더라도 수치모의 결과가 민감하게 반응하지 않는 것으로 나타났다. 한편, k-ω SST 모형의 경우 TKE에 대해서는 kL-벽함수 그리고 와점성에 대해서는 nutUB-벽함수를 이용하여야 정확하고 안정된 경계 조건 설정을 보장할 수 있다. 레이놀즈수 155,000조건에서 적용한 후방계산흐름 수치모의 결과 격자 해상도에 상관없이 약 13% 정도 재부착 거리를 과소평가하는 모형을 제외하고 나머지 적용한 난류모형들 모두 적절히 세밀한 해상도의 격자에서 양호하게 재부착거리를 잘 예측하는 것으로 나타났다.
본 논문은 저온용 원통형 저장 탱크를 2층으로 된 적층형 복합재료로 가정하여 각 층의 온도분포 를 해석하였다. 이 중공 원통의 외벽에서는 원주방향으로 임의의 열유속을 받고, 주위 온도는 주 기적으로 변하며 내외벽에서는 대류가 일어나고, 탱크벽의 초기온도 분포는 임의의 함수라는 가 정하에 Fourier cosine 변환과 Green 함수를 도입하여 해석하였다.
본 연구의 목적은 X-선촬영장치의 1차방어벽두께 계산에 관한 쉬운 방법의 연구이다. X-선촬영장치에 대한 1차방어벽의 두께 계산을 위하여, 차폐물질은 콘크리트를 선택하였다. 방어벽의 구역들은 관리구역과 비관리구역으로 분류하였다. 두께의 계산은 NCRP 보고서 49와 51의 데이터를 사용하였다. 최대관전압 100과 150 kVp를 갖는 X-선촬영장치들에 대하여, 콘크리트 두께들은 거리의 함수로서 계산되었다. 계산된 데이터로부터, 식 (3), (4), (5), 그리고 (6)은 지수감소함수의 정합을 수행하여 얻었다. 본 연구에서 얻어진 수식들로부터, 1차방어벽의 두께는 근사적으로 계산할 수 있다.
이번 연구에서는 폐단면의 시위 방향으로 비대칭 형상을 가지는 복합재료 얇은 벽 보의 와핑 구속효과를 고려한 이론적 해석을 위하여 와핑 함수의 보정에 대한 여러 경우의 수에 대해 비교 연구 결과를 수행하고 그 결과를 제시하였다. 이를 위해 와핑 평형 조건을 만족하도록 1) 단면의 극점의 위치를 이동하지 않고 와핑 함수만을 보정한 경우, 2) 단면의 기존 극점을 이용하고 윤곽선의 형상 함수만을 수정하여 와핑 함수를 보정한 경우, 그리고 3) 단면의 극점의 위치를 이동하여 와핑 함수를 보정한 경우 등에 대해 각 단면의 특성을 서로 비교하였다. 그 결과 이번 연구에서 고려한 세 가지의 방법 가운데 케이스 2)의 경우가 나머지 다른 두 케이스보다 좀 더 연산이 빠르고 간편하게 와핑 함수를 유도할 수 있음을 밝혔다.
단일 벽 탄소 나노튜브(SWNT)의 열전도도를 구하기 위해서 메모리함수에 Kubo 등식을 사용하였다. 계산 과정에서 나타나는 발산의 문제를 해결하기 위해 전파인자는 연속 분수과정으로 전개하였다. 이러한 계산에서 메모리함수는 지금까지 제시된 다른 이론들 보다 많은 상호작용의 효과를 고려할 수 있다. SWNT에서 20 K 이하의 저온 영역은 온도의 증가에 따라 열전도도가 증가하며, (9,0) 보다 (10,0)이 다소 큰 값을 가지는데 이는 포논의 평균자유행로 $l_{ph}$가 직경의 크기와 관계 있음을 알 수 있다. 그리고 20 K 이상의 고온 영역에서는 비열이 거의 일정한 값을 가지므로 Umklapp 과정에 의해 열전도도는 감소하면서 최대값을 보이고, SWNT의 직경이 증가할수록 최대값의 위치도 고온 쪽으로 이동하는 것으로 조사되었다.
본 연구에서는 2 차원 벽구동 캐비티 유동에 의하여 나타나는 이력효과에 의한 분기(Bifurcation)현상을 전산유체기법을 사용하여 연구하였다. 캐비티는 북쪽과 동쪽벽이 움직일 수 있고, 다른 두 벽은 고정되어있는 구조이다. 실험은 Reynolds 수 100 에서 1000까지 증가시켜가면서 북쪽벽과 동쪽벽을 동시에 가속 시켜 정상상태에 이르게 한 경우와 북쪽벽이 먼저 가속되어 정상해에 이른 후 동쪽벽을 나중에 가속하여 재차 정상상태에 이르게 한 경우를 비교하였다. 그 결과 Reynolds수가 약 200이상부터 벽에 작용하는 항력, 유량함수의 값, 재부착점등이 분기현상을 나타냄을 확인하였다.
탄소 나노 튜브(CNT)들로 구성된 다중벽 탄소 나노튜브 진동은 분자사이의 역학적인 시뮬레이션에 의해 조사되었다. 그 결과는, 벽간의 결합이 주파수 분할을 이끌고 세개의 주파수 제너레이터로써의 2차 함수 벽, 5차 벽, 6차벽으로 된 오실레이터와 직경으로부터 독립적인 적합성 제안을 위해 지속적인 세개의 정점이 있다는것을 보여준다. 더욱이 적어도 MWCNT 진동의 초기의 주파수중 하나는 이중벽진동의 초기주파수보다 낮다.
본 논문에서는 고전적인 분자 동역학 시뮬레이션을 통해서 다양한 길이를 가진 이중벽 탄소나노 튜브로 만들어진 초고주파 나노 기계 공진기의 주파수 변동 특성을 분석한다. 분석의 목적은 이중벽 탄소나노 튜브 벽의 길이에 따라 변동하는 공진기의 주파수 분석이다. 실험 결과, 주파수 변동이 여러 가지 외벽 길이 값 L10에 대해서는 내벽/외벽 길이 비율 L5/L10의 함수로 최대 주파수로 정규화된 공진 주파수가 Pearson VII 함수에 잘 맞고, 여러 가지 내벽 길이 값에 대해서는 외벽/내벽 길이 비율의 함수로 최대 주파수로 정규화된 공진 주파수가 Gauss 분산 함수에 잘 맞는 것을 보여준다.
본 논문은 탄소 나노 튜브 (CNT)로 형성된 다중벽 탄소 나노튜브의 진동 특성을 분자 역학적 시뮬레이션 방법에 의해 해석하였다. 이로부터 이중벽 탄소 나노튜브에 비하여 다중벽 탄소 나노튜브의 경우 진동 주파수 분할이 발생됨을 분석하였다. 또한 세개의 주파수 발생자로써의 4차 벽, 5차 벽, 6차 함수 벽으로 된 오실레이터와 직경으로부터 독립적인 적합성 제안을 위해 지속적인 세 개의 정점이 나타나는 것으로 분석되었다.
수직으로 위치한 다공성의 방풍벽을 통과해 흐르는 공기의 난류 유동특성을 해석하였다. 방풍벽은 다수의 원형 단면으로 구성된 공극으로 구성하고, 다공도는 공극의 직경으로 조절하였다. 대부분의 결과는 FLUENT를 이용한 해석결과로 3차원 다공벽 주위의 유동특성을 제시하였으며, 방풍벽에 형성되는 압력분포를 통해 방풍벽의 항력계수를 제시하였다. 항력계수는 레이놀즈 수 및 다공도에 의해 정의되나 레이놀즈 수의 영향은 크지 않은 반면에 다공도에 대한 영향은 매우 크다. 3차원 공극을 갖는 방풍벽의 항력계수를 다공도의 함수로 제시하여 2차원 결과와 비교하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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