표면확산계수의 활성화를 통한 실리콘-게르마늄(silicon-germanium) 양자점의 성장을 수치해석적으로 구현하였다. 실리콘 기판 위에 증착된 실리콘-게르마늄 박막의 성장을 표현하는 비선형 지배방정식을 유도하였으며, 확산계수를 온도의 함수로 고려하여 표면확산계수의 국소적 향상이 미치는 효과를 살펴보았다. 해석결과는 안정상태의 박막이 섭동될 때에 양자점이 자기조립되는 과정을 보여주며, 박막표면의 국소부위에 선택적으로 구조물이 성장하는 현상을 나타낸다. 본 연구는 바텀업(bottom-up) 방식이 내재적으로 지닌 불규칙성을 해결할 대안을 마련하여 양자기기를 위한 공정개발의 방향을 제시한다.
Quasistatic 근사법을 이용한 2군 2차원 노심 동특성 코드 HEXKIN은 정육각형 격자 노심 계산용으로 특별히 개발되었다. 이 코드는 최대 15지발중성자군, 279격자점과 각 격자점마다 따로 입력시킬 수 있도록 500가지의 서로 다른섭동 유도함수를 취급할 수 있다. 연료 온도 변화로 인한 반응도 궤환은 출력상태에 좌우되도록 모형화하였다. 이 코드의 정확성을 점검하기 위하여 Savannah River Laboratory에서의 측정자료로 수치실험을 수행하였다. 위의 실험은 특히 지발 중성자의 지연 효과를 강조하기 위해 계획되었다. 계산된 중성자속 틸트는 측정오차 이내에서 측정치와 잘 일치한다.
A direct numerical simulation is performed to analyze the effects of a localized time-periodic blowing on a turbulent boundary layer flow at R $e_{+}$=300. Main emphasis is placed on the blowing frequency effect on near-wall turbulent flow structures at downstream. Wall-normal velocity on a spanwise slot is varied periodically at different frequencies (0.004$\leq$$f^{+}$$\leq$0.080). The amplitude of periodic blowing is $A^{+}$=0.5 in wall nit, which corresponds to the value of $v_{rms}$ at $y^{+}$=15 without blowing. The frequency responses are scrutinized by examining the phase or time-averaged turbulent statistics. The optimal frequency ( $f^{+}$=0.03) is observed, where maximum increase in Reynolds shear stress, streamwise vorticity fluctuations and energy redistribution occurs. The phase-averaged stretching and tilting term are investigated to analyze the increase of streamwise vorticity fluctuations which are closely related to turbulent coherent structures. It is found that the difference between PB and SB at a high blowing frequencies is negligible.e.e.
해안구조물에 작용하는 설계파압(設計波壓)을 수치적으로 계산하기 위해서는 먼저 쇄파한계(碎波限界)에 가까운 큰 중복파랑을 수치적으로 재현할 필요가 있다. 이를 위해서는 지배방정식(支配方程式)과 비선형항(非線形項)을 포함하는 경계조건을 효과적으로 반영해야 하며 특히, 자유표면(自由表面) 경계조건(境界條件)에서의 속도의 제곱항의 처리가 중요하다. 본 연구에서는 Newton 방법을 이용하여 제곱항을 충실히 반영하므로써 일반적인 셜계파 성향에 거의 상응하는 중복파랑을 재현하였으며 기존의 섭동법(攝動法) 또는 Fourier 전개 기법 및 수리실험 결과와 비교하여 그 정확도를 검토하였다.
압력전달시스템의 주파수응답특성의 효과 때문에 동압센서를 하드웨어에 flush 마운트 형태로 설치해야 한다. 그러나 측정을 위한 포트 주변의 협소한 조건 혹은 고온의 연소가스로부터 센서가 손상되는 것을 막기 위해 벽면 안쪽에 recess 마운트 방식을 설계하기도 한다. 압력전달시스템에서 동압 신호의 왜곡이 발생하기 때문에 동적 응답 특성을 반드시 고려해야 한다. 본 연구에서는 섭동 모델과 2차 축소 모델을 실험치와 비교하였고 주파수응답모델을 선택하기 위한 가이드라인을 제시하였다.
본 논문은 길이방향으로 조화함수 형태로 변화하는 외경을 가진 환형 단면의 탄성 실린더에서 전파하는 비틂 탄성파의 전파속도에 대한 이론적 연구 결과를 제시한다. 주기적인 미소한 외경 변화를 섭동법에 의해 다루어 전파속도의 근사해를 구하였다. 그 결과 전파속도는 외경 변화 폭의 제곱에 비례하는 양만큼 감소하는 경향이 나타났다. 이러한 이론적 결과는 앞서 보고된 실험결과와 잘 일치한다. 실린더의 두께가 얇을수록, 그리고 외경변화 빈도가 클수록 외경변화로 인한 전파속도 감소효과가 커지는 경향이 나타났다.
본 논문에서는 마이크로스트립 공진기에 엇갈린 슬롯과 한 쌍의 spur-line을 삽입한 소형 이중모드(dual-mode)여파기를 제안하였다. 제안한 여파기는 급전선과 공진기 사이에 존재하는 급전 갭(coupling gap)을 없앰으로써 삽입손실의 특성이 향상되었다. 엇갈린 슬롯만 가진 기존의 이중모드 여파기와 비교할 때, 엇갈린 슬롯과 spur-line을 동시에 갖는 이중모드 여파기는 이중모드 특성을 나타내는 섭동의 범위가 상당히 넓기 때문에 이중 모드 여파기의 설계가 용이해졌다. 또한, 제안된 구조의 가장자리에 존재하는 spur-line에 2개의 PIN다이오드를 삽입하여 개폐기 특성을 갖는 여파기로의 응용도 가능하였다. 또한 제안한 구조는 공진기에 삽입된 슬롯과 spur-line에 의해 전기적인 길이가 길어지므로 기존의 구조에 비해 34.7 %의 크기 감소 효과를 얻을 수 있었다.
본 논문에서는 유동전동기에 최근에 개발된 비선형 제어이론을 적용시켜 회전자 속도와 회전자 자속사이에 간섭이 일어나지 않는 선형 시스템으로 변환시킴으로써 제안한 제어기가 유도전동기를 고성능뿐만 아니라 고효율로 제어할 수 있음을 수학적인 분석, 시뮬레이션, 그리고 실험을 통해 보였다. 제안한 제어기는 d-p동기 회전축과 x-y고정자축 사이의 변환, 전기각 속도의 적분, 그리고 전압방정식에서 역기전력과 결합항의 보상등이 필요치 않기 때문에 기존 벡터 제어기보다 계산이 간단하다는 장점을 갖고 있고 특히 전동기 매개변수의 변화에 강인한(robust) 특징을 갖고 있다. 본 논문이 제안한 설계방법은 최근에 개발된 이론인 특이섭동기법(singular perturbation technoque)과 비간섭 궤환제어(noninteracting feedback control)에 기초를 두고 있는데 실제로 이 이론들이 유도 전동기의 속도 및 효율제어에 효과적으로 적용됨을 본 논문을 통해 보이고 있다.
지상의 관측소에서 특정 인공위성을 찾아내기 위해서는 위성의 정밀궤도 계산이 필요하다. 궤도상의 인공위성의 위치는 시간에 따라 계속 변하므로 이러한 위성의 위치를 실시간으로 추적하기 위해서는 컴퓨터를 이용한 계산이 필수적이다. 정밀한 계산 결과를 얻기 위하여 태양과 지상 관측소의 위치는 Astronomical Almanac과 지구 타원체 모델을 이용하여 계산 하였다. 인공위성의 궤도는 미공군 북미방공사령부(NORAD)에서 발표하는 TLE를 초기값으로 이용하여 J2 섭동효과를 포함한 위성의 위치 및 속도의 변화를 계산하여 SkyView로 나타내었다. 이렇게 나타낸 SkyView의 결과를 실제 위성의 궤적과 비교하여 위성의 궤도를 검증하였으며, 시간에 따른 위성의 광도 곡선 변화 계산 루틴을 작성하여 실제 위성을 찾아내기 위한 기초자료로 활용이 가능하도록 하였다. 모든 계산을 위한 프로그램을 Visual Studio.net 2010 환경에서 C++ 언어를 이용하여 작성하였으며, 결과를 나타내기 위하여 Nokia 사의 Cross Platform 라이브러리인 Qt를 이용하여 UI 제작 및 Visualization을 수행하였다. Qt 라이브러리는 C++ 언어를 기반으로 작성된 플랫폼 독립적인 GUI 라이브러리로써 MS Windows, Linux, MacOS 환경에서 사용이 가능하다. 이를 통해 운영체제에 관계없이 모든 컴퓨터 환경에서 동일한 유저 인터페이스를 이용하여 계산을 할 수 있다. 본 연구는 향후 우주물체탐색에 있어 독자적인 운영을 위한 프로그램으로 활용할 예정이다.
반파장 공명기가 장착된 연소실의 비선형 음향 감쇠를 알아보기 위하여 비선형 음향해석을 수행하였다. 먼저 공명기가 없는 기본 연소실에 80 dB에서 150 dB의 넓은 범위의 음향파를 가진하여 음향장을 분석하였다. 제 1 접선방향 음향 모드의 감쇠율은 가진되는 음향파의 크기에 따라 비선형적으로 증가하였고, 125 dB 이상부터 비선형성이 나타나기 시작했다. 다음으로 반파장 공명기의 감쇠 효과를 조사하였다. 선형해석으로부터 유도된 최적의 음향학적인 동조 조건이 비선형 음향해석에서도 여전히 유효함을 알 수 있었다. 큰 음향파의 섭동에 대한 감쇠는 효과적이지만, 선형 음향 가진에 비해서 음향학적인 감쇠기로써의 기능은 작아짐을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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