• Title/Summary/Keyword: 에너지 포텐셜

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A Numerical and Experimental Procedure for the Open Water Characteristics of Contra-Rotating Propellers for EEDI Improvement (EEDI 개선을 위한 상반 회전 프로펠러 단독성능 분석용 수치해석과 모형시험에 대한 연구)

  • Kim, Moon Chan;Song, Mu Seok;Kang, Hyeon Ji;Kim, Dong Eon
    • Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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    • v.16 no.4
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    • pp.248-254
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    • 2013
  • Recently, contra-rotating propellers (CRP) having higher efficiency draw much attention since the EEDI regulation of IMO has been enforced. In this paper a numerical method based on the vortex lattice potential theory with a wake model and an experimental procedure with a newly built measuring device, specifically focusing on CRPs, are introduced. And they are applied to a series of CRP known to be designed for the purpose of improving EEDI. The numerical and experimental results showed good agreement explaining the characteristics of the CRP properly. The proposed method is believed to be effectively used for various CRP related studies.

Elasto-Plastic Anisotropic-Damage Model for Concrete (콘크리트의 탄-소성 이방성-손상 모델)

  • 이기성;송하원
    • Computational Structural Engineering
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    • v.9 no.1
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    • pp.65-76
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    • 1996
  • The initiation and growth of microcracks or microvoids inside concrete results in the progressive degradation of concrete. This damage processing along processing along with plastic deformation is main cause of nonlinear behavior of concrete. In this study, a continuum damage model of concrete is developed for the analysis of the nonlinear behavior of concrete due to damage and elasto-plastic deformation. Anisotropic damage tensor is used to describe the anisotropy of concrete and hypothesis of equivalent elastic energy is used to define the effective elastic tensor. The damage model including the damage evolution law and constitutive equation is derived with damage variable and damage surface which is defined by damage energy release rate by using the Helmholtz free energy and dissipation potential based on the thermodynamic principles. By adopting a typical plasticity model of concrete, plasticity of concrete is included to this model. Afinite element analysis program implemented with this model was developed and finite element analysis was performed for the analyses of concrete subjected to uniaxial and biaxial loadings. Comparison of the results of analysis with those of experiments and other models shows that the model successfully predicts the nonlinear behavior of concrete.

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A Study on the Temperature- and Field-Dependent Impact ionization for GaAs (GaAs임팩트이온화의 온도와 전계의존특성에 대한 연구)

  • 고석웅;유창관;김재홍;정학기;이종인
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2000.05a
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    • pp.460-464
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    • 2000
  • As device dimensions are lastly scaled down, impact ionization(I.I.) events are very important to analyze hot carrier transport in high energy region, and the exact model of impact ionization is demanded on device simulation. We calculate full band model by empirical pseudopotential method and the impact ionization rate is derived from modified Keldysh formula. We calculate impact ionization coefficients by full band Monte Carlo simulator to investigate temperature-and field-dependent characteristics of impact ionization for GaAs. Resultly impact ionization coefficients are In good agreement with experimental values at 300k. We know energy is increasing along increasing the field. while energy is decreasing along increasing the temperature since the phonon scattering rates for omission mode are very high at high temperature. The logarithmic fitting function of impact ionization coefficients is described as a second orders function for temperature and field. The residuals of the logarithmic fitting function are mostly within 5%. We know, therefore, logarithm of impact ionization coefficients has quadratic dependence on temperature and field, and we can save time of calculating the temperature- and field-dependent impact ionization coefficients.

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A Model for Simplified 3-dimensional Analysis of High-speed Train Vehicle (TGV)-Bridge Interactions (고속철도차량(TGV)-교량 상호작용의 단순화된 3차원 해석모델)

  • 최창근;송명관;양신추
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.13 no.2
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    • pp.165-178
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    • 2000
  • The simplified model for 3-dimensional analysis of vehicle-bridge interactions is presented in this study. By using the analysis model which includes the eccentricity of axle loads and the effect of the torsional forces acting on the bridge, the more accurate analysis results of the behavior of the bridge can be obtained. The equations of kinetic energy, potential energy and damping energy are expressed by degrees of freedom of the vehicle and the bridge. And then by applying Lagrange's equations of motion, the equations of motion of the vehicle and the bridge are obtained. By deriving the equations of forces acting on the bridge considering the vehicle-bridge vertical interactions and also by identifying the position of vehicle as time goes by, mass matrix, stiffness matrix, damping matrix and load vector of vehicle-bridge system are constructed in accordance with the position of vehicles. Then using Newmark's β-method(average acceleration), the equations of motion for the total vehicle bridge system are solved.

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General Theory for Free Vibration and Stability Analysis of Thin-walled Space Frames (박벽 공간뼈대구조의 자유진동 및 안정성해석을 위한 일반이론)

  • 김문영;김성보
    • Computational Structural Engineering
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    • v.11 no.1
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    • pp.191-204
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    • 1998
  • The general formulation for free vibration and stability analysis of unsymmetric thin-wared space frames is presented in case where the shear deformation effects are neglected. The kinetic and total potential energies are derived by applying the extended virtual work principle, introducing displacement parameters defined at the arbitrarily chosen axis and including warping deformation and second order terms of finite semitangential rotations. In formulating the finite element procedure, cubic Hermitian polynomials are utilized as shape functions of the two node space frame element. Mass, elastic stiffness, and geometric stiffness matrices for the unsymmetric thin-walled section are evaluated, and load-correction stiffness matrices for off-axis distributed loadings are considered. In order to illustrate the accuracy and practical usefulness of this formulation, finite element solutions for the free vibration and stability problems of thin-walled beam-columns and space frames are presented and compared with available solutions.

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Adsorption Characteristics of Elemental Iodine and Methyl Iodide on Base and TEDA Impregnated Carbon (활성탄을 이용한 원소요오드 및 유기요오드 흡착특성)

  • Lee, Hoo-Kun;Park, Geun-Il
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • v.28 no.1
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    • pp.44-55
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    • 1996
  • For the purpose of controlling the release of radioiodine to the environment in nuclear power plants, adsorption characteristics of elemental iodine and methyl iodide on the base carbon and 2%, 5% TEDA impregnated carbons were studied. The amounts of adsorption of elemental iodine and methyl iodide on the carbons were compared with Langmuir, Freundlich, Sips and Dubinin-Astakhov(DA) isotherm equations. Adsorption data were well correlated by the DA equation based on the potential theory. Adsorption energy distributions were obtained from the parameters of the DA equation derived from the condensation approach method. For the adsorption of methyl iodide and elemental iodine-carbon system, the DA equation can be well expressed by the degree of heterogeneity of the micropore system because the surface is nonuniform when its potential energy is unequal. The adsorption energy distribution wes investigated to find a surface heterogeneity on the carbon. The surface heterogeneity for iodine-carbon system is highly affected by the adsorbate-adsorbent interaction as well as the pore structure. The surface heterogeneity increases as a content of TEDA impregnated increases. The adsorption nature of methyl iodide on carbon turned out to be more heterogeneous than that of elemental iodine.

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Contimuum Damage Model of Concrete using Hypothesis of Equivalent Elastic Energy (등가탄성에너지법에 의한 콘크리트의 연속체 손상모델)

  • 이기성;변근주;송하원
    • Magazine of the Korea Concrete Institute
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    • v.7 no.5
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    • pp.172-178
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    • 1995
  • Concrete contains numerous microcracks at initially poured. The growth and propagation of nicrockacsk are believed tc finally incur the faiure of concrete. These processings are understood as a damage. Damage IS represented as a second-order tensor and crack is treated as a con tinuum phenomenon. In this paper, damage is characterized through the effective stress concept together with the hypothesis of elastic energy equivalence, and damage evolution law and constitutive equation of a damage model are derived by using the Helmholtz frte eriergy and the dissipation potential by means of the thermodynamic principles. The constitutive equation of the model includes the effects of elasticity, anisotropic damage and plasticity of concrete. There are two effective tangent stiffness tensors in this model : one is for elastic-darnage and the other for plastic damage. For the verification of the model, finite element analysis was performed for the analysis of concrete subjec:t to uniaxial and biaxial loading and the results obtained were compared with test results.

Co-sputtering법으로 제작된 화합물 반도체 박막형 태양전지에서 $CuInSe_2$(CIS) 광흡수층의 열처리 효과

  • Kim, Hae-Jin;Lee, Hye-Ji;Son, Seon-Yeong;Park, Seung-Hwan;Kim, Hwa-Min;Hong, Jae-Seok
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.02a
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    • pp.269-269
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    • 2010
  • 현재 화석연료의 부족으로 인한 에너지 수급의 불균형, 자연환경의 파괴로 인해 대체에너지 개발이 절실히 요구되고 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위한 방안으로 태양전지에 대한 관심이 높아지고 있다. 기존 결정형 실리콘 태양전지와 비교해 화합물 반도체를 기반으로 한 박막형 태양전지는 친환경적인 제품이면서 제조원가를 절감시킬 수 있고, 반영구적인 수명 및 값싼 기판을 활용할 수 있는 장점으로 인해 활발한 연구가 진행되고 있다. 본 실험에서는 Co-sputtering법으로 제작된 $CuInSe_2$(CIS)를 광활성층으로 한 박막형 태양전지에서 실온 ${\sim}550^{\circ}C$의 다양한 온도에서 후열 처리된 CIS 박막들의 전기적, 구조적, 광학적인 특성들을 분석하였다. 제작된 박막들 가운데 Hall Effect 측정결과 $550^{\circ}C$에서 후열 처리된 박막이 가장 높은 1.227E+22(/$cm^3$)의 캐리어 농도와 1.581(cm/$V{\cdot}s$)의 홀 이동도를 가지며, 3.092E-4(${\Omega}{\cdot}cm$)의 가장 낮은 비저항 값을 갖는 것으로 나타났다. EFM 측정결과 열처리 하지 않은 박막에 비해 후열처리된 CIS 박막의 전도성이 전체적으로 높아졌다. 특히, $550^{\circ}C$에서 후열 처리된 박막의 표면은 전체적으로 전기 전도성이 높은 결정립들이 골고루 분포하며 가장 높은 표면 포텐셜 에너지 값을 갖는 것으로 나타났다. 박막들의 구조적 특성을 분석하기 위해 SEM과 XRD를 측정한 결과, $350^{\circ}C$에서 후열 처리된 박막들은 열처리 되지 않은 박막과 비교해 표면형상 변화가 일어났으며, $550^{\circ}C$에서 후열 처리된 CIS 박막들은 $CuInSe_2$(112) 방향이 향상된 chalcopyrite-like 구조를 가지면서 박막 밀도가 높고 결정립의 크기가 증가된 것을 확인하였다. 이는 박막 성장시 기판온도의 상승으로 CIS 박막 내에서 셀레늄의 확산과 상호작용으로 3원 화합물이 재결정화되어 구조적인 특성향상에 기여하였기 때문이다. 결론적으로 본 연구는 CIS 광활성층에서 후열 처리의 효과들 뿐만아니라 박막 증착시 co-sputtering법을 이용함으로써 증착시간의 감소 및 대면적화와 대량생산으로도 적용 가능함을 제시하고자 한다.

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Free Vibration Analysis of Non-symmetric Thin-Walled Curved Beams with Shear Deformation (전단변형을 고려한 비대칭 박벽 곡선보의 자유진동해석)

  • Kim, Nam-Il;Kim, Moon-Young;Cheol, Min-Byoung
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.7 no.4
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    • pp.1-13
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    • 2003
  • For spatial free vibration of non-symmetric thin-walled curved beams with shear deformation, an improved formulation is proposed in the present study. The elastic strain and the kinetic energies are first derived by considering constant curvature and shear deformation effects due to shear forces and restrained warping torsion. Next equilibrium equations and force-deformation relations are obtained using a stationary condition of total potential energy. And the finite element procedures are developed by using isoparametric curved beam element with arbitray thin-walled sections. Particularly not only shear deformation and thickness-curvature effects on vibration behaviors of curved beams but also mode transition and crossover phenomena with change in curvatures of beams are parametrically investigated. In order to illustrate the accuracy and the reliability of this study, various numerical solutions for spatial free vibration are compared with results by available references and ABAQUS's shell element.

전라남도 풍력테스트베드 및 해상풍력산업

  • Choe, Man-Su
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2015.08a
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    • pp.83-83
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    • 2015
  • 현재 인류가 직면한 에너지 부문의 큰 난제는 화석연료의 한정된 매장이기도 하지만 그 사용에 따른 환경오염으로 인한 피해들이 더 큰 문제로 대두되고 있다. 그중 지구 온난화의 영향으로 최근 세계에 국지적인 홍수, 가뭄, 태풍등의 기후 불안정으로 피해보는 상황이 가속화 되고 있다. 또한, 북극지방의 해빙으로 해수면 상승이 예상되며 머지않은 시간에 해수면 상승의 직접적인 피해가 인류에게 오리라는 보고가 많이 발표되고 있다. 그런데 우리가 더욱 중요한 것은 지구촌83의 관성이 크기 때문에 지구 온난화 와 해수면 상승이 인류에 큰 피해를 미치기 시작할 때는 이미 돌이킬 수 없는 상황에 진입해버린다는 사실을 간과하고 있는다는 것이다. 그러므로 과학적 분석에 근거하여 피해를 축소하기위한 활동을 실천해야할 시기이다. 특히, 우리나라의 경우 에너지의 97% 이상을 해외에서 수입하고 있으며, 세계에너지 소비 10위, 석유 소비 7위의 열악한 에너지 자원 빈국인 만큼, 중장기적인 관점에서 석유의존도를 개선하고 신재생에너지원을 확보하는 등 대책마련이 시급한 실정이다. 신재생에너지원으로 현재까지 가장 큰 역할을 해왔던 것 중의 하나가 풍력발전기인데, 오늘날 세계 풍력에 의한 발전량은 세계 총 발전량의 2% 미만에 불과하이다. 이러한 풍력 시장에 발맞춰 국내에서도 풍력발전기 개발에 많은 힘을 쏟고 있는데, 2002년부터 750 kW급 풍력발전기가 처음 개발되기 시작하였고, 이후 2 MW급 풍력발전기와 3 MW급 풍력발전기가 개발되었으며, 최근에는 5 MW와 7.5 MW급등 초대형 풍력발전기가 대기업 중심으로 개발 진행되고 있었으나, 2008년 세계 금융위기 이후 세계 경기침체의 영향으로 국내 풍력산업도 적지않은 영향으로 구조조정되어 기존 7~8개 풍력발전기 제조사들이 3개사 이하로 축소되고 있다. 이에 정부 및 전라남도는 해상풍력산업을 침체기를 겪는 조선산업의 대체산업으로 육성하기위해, 정부 주도로 부안 앞바다에 2.5 GW 해상풍력발전단지개발을 준비 중에 있으며, 전라남도는 전남 서해안에 4 GW 해상풍력발전단지 개발을 서두드고 있다. 특히, 전라남도는 국내에서 가장 많은 풍력에너지 포텐셜을 가지고 있으며, 바람의 질 또한 우수하여 이를 지역산업 활성화의 모멘텀으로 가져가기위해 많은 노력을 기울이고 있다. 그 일례로 영광군 백수읍 하사리 바닷가 $4,342m^2$ 부지에 "풍력테스트베드"를 개발하여 국내 풍력발전기 제조사들이 활용하도록 도움을 주고 있다. 종래의 테스트베드는 해외지역을 이용하였는데, 이는 국내에서 개발된 풍력발전기들이 국제인증을 받기위해 바람의 질이 좋은 해외 테스트베드에 설치되어 평가받았으며 고가의 비용이 소모되었다. 제주도에 테스트베드 장소가 있긴 하지만 수용 규모가 작아 풍력발전기 제조사들이 대기할 수 없어 해외로 나가는 실정에 전라남도의 내륙 테스트베드를 개발함으로서 풍력발전기 제조사들에게 큰 도움을 주고 있다. 본 보고에서는 국가 해상풍력 산업발전의 단계별 전략과 전라남도의 해상풍력산업의 방향 그리고 풍력테스트베드의 현황을 소개하고자 한다.

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