• 제목/요약/키워드: 분자동력학

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분자동력학 해석을 이용한 인덴테이션시 실리콘 내부의 결함구조에 관한 연구 (A molecular dynamics simulation on the defect structure in silicon under indentation)

  • 트란딘 롱;유용문;강우종;전성식
    • Composites Research
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    • 제24권2호
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    • pp.9-13
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    • 2011
  • 본 논문에서는 zinc blende계열의 결정구조를 갖는 실리콘 내부의 결함을 분석할 수 있는 대칭축 파라메터 (Symmetric axis parameter)방법을 이용하여, 탄성 및 소성 변형을 구별하는 방법을 제시하였다. 분자 동력학 해석프로그램인 LAMMPS를 사용하여, 실리콘에 대한 나노인덴테이션 해석을 수행하였다. 구형 인덴터 아래에 발생한 실리콘내부의 결함은 ring crack에서의 threefold 무늬와 전위발생경로를 보여주였다. 또한, 해석결과는 기존의 이론이나, 실험결과와도 일치하는 것을 확인하였다.

토도로카이트 내 Mg2+ 배위구조에 대한 고전분자동력학 연구 (A Classical Molecular Dynamics Study of the Mg2+ Coordination in Todorokite)

  • 김주혁;이진용;권기덕
    • 한국광물학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.151-162
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    • 2019
  • 토도로카이트(todorokite)는 $3{\times}3$ 망간 팔면체로 이루어진 상대적으로 큰 나노공극(nanopore)을 가지는 터널구조의 산화망간광물로 나노공극에 다양한 양이온 함유가 가능하기 때문에 금속이온 거동에 큰 역할을 할 수 있다. 주로 결정도가 낮고 다른 산화망간광물들과 함께 집합체로 발견되어 나노 공극 내부 양이온의 배위(coordination)구조는 실험만으로 여전히 규명하기 매우 어렵다. 이번 논문에서는 고전분자동력학(classical molecular dynamics, MD) 시뮬레이션을 이용하여 토도로카이트 터널에 함유된 $Mg^{2+}$ 이온의 배위구조에 대한 연구결과를 처음으로 소개한다. 기존 실험에서는 토도로카이트 내부에 함유된 $Mg^{2+}$가 공극의 중앙에 우세하게 자리한다고 알려져 있다. MD 시뮬레이션 결과, $Mg^{2+}$ 이온의 약 60 %가 나노공극의 중앙에 위치하지만, 약 40 %의 $Mg^{2+}$는 광물의 표면에 해당하는 공극의 코너에 위치하였다. 공극 중앙의 $Mg^{2+}$는 수용액에서처럼 물 분자와 6배위수를 보였다. 공극 코너의 $Mg^{2+}$ 역시 6배위수를 보였는데, 물 분자 이외에도 망간 팔면체 표면 산소와 배위를 보였다. $Mg^{2+}$ 이온의 동적 거동을 파악하기 위해 계산한 평균 제곱 변위(mean squared displacement) 결과에서는, 수용액 벌크(bulk) 상태에서 갖는 물 분자와 양이온의 동적 성질이 토도로카이트 1D 나노공극에서는 유지되지 못하고 잃어버리는 것을 확인할 수 있었다.

새로운 분석법으로서의 2D NMR 분광법에 관한 이론적 배경 및 고찰

  • 김택제;정민환;이강봉
    • 분석과학
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    • 제5권2호
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    • pp.1096-1113
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    • 1992
  • 분자구조, 동력학, 그리고 분자들의 화학분응에 관한 정확한 지식은 분자들의 기능과 성질을 이해하는 데 중요한 정보를 제공한다. 2D NMR 분광법의 개발은 용액상의 분자들에 관한 이러한 의문을 해결하는 데 결정적인 역할을 하게 되었다. 그동안 아주 다양한 NMR기술들이 개발되어 왔으며 현재 그들에 대한 이용이 활발하게 진행되고 있다. 그러나 성공적인 2D NMR 분광법의 적용을 위해서는 적당한 기계뿐만 아니라 실험실의 정확한 선택 및 최적 조건의 변수들을 선택해야 하며 스펙트럼의 세밀하고도 정확한 해석을 필요로 한다. 곱연산자 방식(product operator formalism)의 도입은 펄스 FT NMR 분광학을 정성, 정량적으로 이해하도록 하는 것을 가능케 했으며, 이번 해설은 연속적으로 주어지는 펄스의 이해를 위해서 필요로 하는 상의 순환(phase cycle) 및 곱연산자 방식을 이용하여 다양한 2D NMR 기술의 이해를 돕고, 분석기기로서 2D NMR 분광법이 널리 사용 및 활용되어지고자 하는 데 목적이 있다.

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Gd-doped Ceria의 산소이온 확산에 대한 분자동력학법 연구 (Molecular Dynamics Study on Oxygen Ions Diffusion of Gd-doped Ceria)

  • 강은태;김희승
    • 한국세라믹학회지
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    • 제38권8호
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    • pp.698-704
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    • 2001
  • Doped ceria의 전기전도도는 도핑 원소의 종류와 양에 큰 의존성을 가지고 특정 조성에서 최대 전도도 값을 가지며 높은 dopant 농도에서는 전기전도도는 감소한다. 이런 현상은 dopant와 산소 빈자리 사이의 회합 형성과 관련이 있다고 알려져 있다. 그러나 Gd 이온이 도핑된 ceria의 경우 주된 회합종이 (2G $d_{Ce}$ $V_{o}$ )인지 (G $e_{Ce}$ $V_{o}$ ) 인지는 명확하게 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 회합분포가 전기전도도에 미치는 영향을 연구하기 위해 결함의 회합종과 분포가 다른 3가지 경우에 대해서 시뮬레이션을 행하였다. 분자동력학법을 이용하여 다양한 온도와 다른 회합분포의 경우에 대해 산소 확산계수가 계산되어졌으며, 계산된 산소 확산계수는 실험적으로 결정된 bulk 전도도로부터 얻어진 산소 확산계수와 비교되어졌다. 그 결과 (2G $d_{Ce}$ $V_{o}$ )와 (G $e_{Ce}$ $V_{o}$ ) 회합이 공존하며 이들이 통계학적으로 이항 분포를 가지는 경우가 실험적으로 보고된 값과 가장 일치하는 결과를 얻을 수 있었다.

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분자동력학을 이용한 윤활유의 해석적 연구 (An analysis for lubricants via molecular dynamics)

  • 김종억;김용섭
    • 오토저널
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    • 제6권1호
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    • pp.46-54
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    • 1984
  • We applies Molecular Dynamics simulation technics to a system of Lennard-Jones potential interacting Argon liquid to study shear flow behavior. The thermodynamic state of the system is .rho.=35.54 Kg, mole/m$^{3}$, T=86.5.deg. K which is the triple point of Argon liquid. We applies shear rate : .epsilon.=9.26*10$^{9}$ 1/sec in the system. We find the response function, shear viscosity changes, and shear rate build-up as a function of time. We also find the thermal conductivity in a soft-sphere system.

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근육작용에 대한 미시적 또는 거시적인 메커니즘 (Microscopic and Macroscopic Mechanics of Musculotendon Actuation)

  • 유삼상;임태우;지상원
    • 동력기계공학회지
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    • 제15권5호
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    • pp.30-36
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    • 2011
  • 본 논문은 근수축을 이용한 근육 작용의 운동학을 다룬다. 첫째, 근육 해부학이 미시적 관점의 운동학에 대하여 검토되었으며, 다음으로 거시적 관점의 근육 운동학이 작동 이론을 설명하기 위해 공식화 되었다. 그리고 작동 모델을 평가하기 위해 시뮬레이션 결과가 제시된다. 본 연구는 마이크로미터 거리에 따라 생물학적 분자 운동이 어떻게 거시적 운동으로 바뀌는지를 설명하고 있다. 마지막으로 근육 모델이 거시적/미시적 작동용으로 여러 가지 역학의 형태로 이용될 수 있다는 것을 보인다.

SPC/F2 Water Model의 온도변화에 따른 물 분자의 양자효과 비교 : 분자동력학 모의실험

  • 김태훈;문성욱
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제4회(2015년)
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    • pp.105-110
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    • 2015
  • 본 연구의 목적은 $SPC/F_2$ water model에 대하여 정해진 여러 온도(250K, 280K, 300K, 350K)에서 경수(light water)와 중수(heavy water)의 일정부피 열용량($C_V$)을 계산하는 것이다. 모의실험은 path integral molecular dynamics (PIMD) 방법을 바탕으로, 계산상에서 물 분자 64개에 대해서 실제 물의 밀도에 맞는 일정한 부피를 설정한 후, 이 때 ring-polymer의 bead수는 양자효과를 보일 수 있는 24개와, 양자효과가 없는1개로 실험을 진행했다. 그 결과로 system의 $C_V$를 얻었고, 수소 동위원소의 변화, 온도의 변화, 양자조건의 여부에 따라 나타나는 차이를 각각 비교했다. 모의실험 결과로 온도가 낮을수록, 양자효과가 클수록, 수소의 질량이 작을수록 열용량이 증가하는 결과를 보였다.

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레오로지 소재의 고상입자 거동 예측을 위한 결정립 동력학 해석 (Analysis of Grain Size Controlled Rheology Materials Dynamics for Prediction of Solid Particles Behavior)

  • 김현일;강충길
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.1337-1340
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    • 2005
  • A rheology casting technology has some advantages compared with conventional forming processes such as die casting, squeeze casting and hot/cold forming. The liquid segregation is important on mechanical properties of materials using rheology casting. In this study, so, molecular dynamics simulations were performed for the control of liquid segregation. Because the dynamics of fluid flow about nano-scaled materials is completely different from continuum, molecular dynamics simulations were used. The behavior of particles was far from the truth according to boundary conditions in simple flow. But various movement of particles appear at two or more molecular simulations.

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분자동력 학 시뮬레이션과 일축압축강도시험을 이용한 $\alpha$-quartz의 결정축에 따른 강도이방성 검토 (A study on anisotropic characteristics of axial strengths in $\alpha$-quartz by using molecular dynamics simulation and uniaxial compression test)

  • 서용석;이진국;;;정교철;김교원
    • 터널과지하공간
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    • 제10권1호
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    • pp.70-79
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    • 2000
  • 입자수, 압력, 온도일정의 앙상블(NPT-ensemble) 분자동력학(MD) 시뮬레이션을 이용하여 300$^{\circ}$K에서 $\alpha$-quartz의 결정축에 따른 일축압축강도를 계산하고, 자연산 $\alpha$-quartz 단결정 코아를 제작하여 일축압축강도시험을 실시하였다. $\alpha$-quartz 단결정 코아에 대한 일축압축시험에서 측정된 결과에 의하면 재하 방향이 c축에 평행한 경우가 수직인 경우보다 높은 강도를 나타내지만, MD 시뮬레이션에서 계산된 완전무결함 $\alpha$-quartz의 경우 이와 반대의 결과를 보이고 있다. 두 경우 모두 재하방향에 따른 강도 이방성을 보이고 있으나, 그 이유는 서로 다르다. MD 시뮬레이션에 의해 계산된 무결함 $\alpha$-quartz의 강도 이방성은 결정구조의 차이에 기인하는 것으로 사료된다. 이에 반해 일축압축시험을 통해 측정된 $\alpha$-quartz의 강도 이방성은 결정성장과정에서 생기는 주상 미세결함에 의해 영향을 받는다.

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