• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.27 no.3
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• pp.137-145
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• 2014

We present a design sensitivity analysis(DSA) method for multiscale problems based on bridging scale decomposition. In this paper, we utilize a bridging scale method for the coupled system analysis. Since the analysis of full MD systems requires huge amount of computational costs, a coupled system of MD-level and continuum-level simulation is usually preferred. The information exchange between the MD and continuum levels is taken place at the MD-continuum boundary. In the bridging scale method, a generalized Langevin equation(GLE) is introduced for the reduced MD system and the GLE force using a time history kernel is applied at the boundary atoms in the MD system. Therefore, we can separately analyze the MD and continuum level simulations, which can accelerate the computing process. Once the simulation of coupled problems is successful, the need for the DSA is naturally arising for the optimization of macro-scale design, where the macro scale performance of the system is maximized considering the micro scale effects. The finite difference sensitivity is impractical for the gradient based optimization of large scale problems due to the restriction of computing costs but the analytical sensitivity for the coupled system is always accurate. In this study, we derive the analytical design sensitivity to verify the accuracy and applicability to the design optimization of the coupled system.

• Journal of Industrial Technology
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• v.16
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• pp.267-275
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• 1996

금속과 같은 균질한 재료의 균열파괴의 특성을 설명하기 위하여 도입된 파괴역학의 이론들은 1960년대 이후 콘크리트나 암석 등에 대하여 적용되기 시작하였다. 파괴인성계수(fracture toughness)는 균열의 성장에 대한 재료의 저항을 나타낸다. 그러나, 암석의 파괴역학적 특성은 암석이 갖는 불균질성이나 비등방성에 의하여 영향을 받는다. 즉, 암석의 파괴역학적 특성의 측정은 시험편의 크기나 초기균열의 길이, 시험편의 형상 등에 의하여 측정자료의 분산이 심하며 따라서 다른 기본 물성들의 경우에서와 마찬가지로 일정한 시험기준의 도입이 요구되었다. 1988년에 국제암반공학회(ISRM)에서 제시한 표준시험방법은 시험편의 제작이나 시험방법에 있어서 복잡한 과정을 요구하고 있다. 본 논문에서는 표준시험방법에서 사용되는 시험편의 형태에 비하여 비교적 간단한 시험방법들에 의하여 얻어진 파괴적인성계수들을 서로 비교하여 제시하고 시험편의 크기와 기타 시험조건에 따른 파괴인성계수 측정치의 변화를 나타내고 있다. 또한, 암석에 포함되어있는 자연균열들의 특성과 파괴역학실험 중 유발되는 인공균열들의 형태를 비교하여 실험실에서 얻은 파괴역학적 계수들의 현장적용에 대한 문제점들을 지적하고 있다.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2014.03a
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• pp.311-323
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• 2014

분자동역학 모의실험을 이용하여 간단한 van der Waals 상호작용하는 이성분 혼합물 계의 섞임 자유에너지 및 섞임 엔트로피 등 섞임과 관련된 열역학 함수들을 계산하는 방법을 소개한다. 각 혼합물의 과잉 자유에너지는 열역학 적분 (thermodynamic integration)방법을 이용하여 계산하고, 이성분 혼합물의 섞임 관련 열역학 함수들은 Hess의 법칙을 확장함으로써 구한다. 계산 결과로부터 온도가 증가할수록 계의 섞임 Helmholtz 자유에너지는 감소하며, 섞임 내부에너지도 감소함을 알 수 있다. 섞임 엔트로피는 온도가 증가할수록 이상기체의 섞임 엔트로피에 접근함을 알 수 있다. 섞임 Helmholtz 자유에너지에 대한 섞임 내부에너지와 섞임 엔트로피 기여도를 조사한 결과 이 계의 섞임 과정을 주도하는 추진력은 엔트로피에 의한 것임을 알 수 있다. 본 연구 방법과 결과를 이용함으로써 학부생들이 혼합물의 열역학 성질을 이해하는데 도움을 주리라 기대한다.

• Polymer Science and Technology
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• v.24 no.6
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• pp.585-589
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• 2013

고분자 시스템에서 동역학은 열역학적 평형상태에 도달하는 메카니즘을 밝히는 중요한 분야이다. 용융 고분자에 비해 상대적으로 블록 공중합체 마이셀에 대한 동역학 연구는 실험적 한계와 이론적 배경의 부재로 인해 충분한 연구가 이루어지지 못하였다. 하지만, 최근 TR-SANS를 이용하여 고분자 마이셀의 동역학 연구가 점차 증가하고 있는 추세이다. 마이셀 동역학과 관련하여 현재까지 이루어진 연구 결과도 충분히 중요한 통찰력을 제시해주고 있지만, 아직 개척되지 못한 부분이 많이 남아있는 것도 사실이다. TR-SANS의 개념은 고분자 마이셀 뿐만 아니라 다양한 고분자 시스템에 적용할 수 있고, 더 나아가 Neutron Reflectivity에 적용할 경우 박막 내에서 고분자의 동역학도 연구할 수 있을 것으로 기대된다. 또한, TR-SANS 개념은 고분자 동역학 연구 분야 외에도 의학/생명공학 등 넓은 분야에서 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Environmental and Resource Economics Review
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• v.29 no.2
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• pp.273-292
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• 2020

본고는 코로나19라는 글로벌 팬데믹 상황에서 감염병 역학모형에 관한 내용과 기초재생산수, 집단면역임계, 백신비축 등의 주요 개념을 개론 수준에서 다루었다. 국내 첫 감염자 발생 이후 4월 12일까지의 데이터를 기준으로 분석해 볼 때 한국의 기초재생산수는 약 2의 값을 가지는데 이는 코로나19가 발생한 다른 나라에 비해 현저히 낮은 수치로 평가된다. 만일에 코로나19 백신이 개발되는 것을 가정하여 이의 비축규모를 추정해보면 인구의 최소 62%에 공급할 수 있는 수준이어야 하는 것으로 나타났다. 한편, 한국의 코로나19의 성공적 대응에는 사회적 거리두기 정책이 주된 요인 중의 하나라는 점도 발견하였다. 그러나 5월 이후 사회적 거리두기에 대한 다소 느슨해진 경향이 없지 않은데, 지역감염의 확산을 위해서는 원론적으로 대응할 필요가 있다. 본고는 학술적 관점이 아닌, 방역의 실무적 차원에서 역학모형, 그리고 경제-역학 모형을 활용하는 방법을 소개한 것 뿐이다. 보다 정교한 역학 모형을 제대로 연구하기 위해서는 상당한 규모의 팀워크가 필요하다. 2015년 메르스 이후 역학조사를 위한 자원이 보강되었다 하지만, 앞으로 역학조사 인력, 데이터 시스템 구축, 그리고 보건·경제·통계·수학 분야 등의 연구진이 보강되어야 할 것이다.

• Journal of the KSME
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• v.57 no.6
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• pp.37-41
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• 2017

이 글에서는 분자동역학 및 탄성 네트워크 모델 기반 계산과학 기법을 이용하여 단백질의 역학적 거동 해석에 대한 연구를 소개하고자 한다.

• Journal of the KSME
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• v.44 no.3
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• pp.46-54
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• 2004

이 글에서는 독자의 이해를 돕기 위해, 비교적 쉽게 전산모사 할 수 있는 균열진동해석, 나노압입 해석, 나노리소그래피 해석 등 세 가지에 대한 분자동역학 해석 결과를 소개한다.

• Journal of the KSME
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• v.44 no.3
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• pp.64-69
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• 2004

이 글에서는 분자동역학 시뮬레이션에 대한 이론을 간략히 설명하고, 생체분자에서 연구되고 있는 다양한 적용 사례를 살펴봄으로써 분자동역학 시뮬레이션의 응용범위를 이해하고자 한다.

• 순환기질환의공학회:학술대회논문집
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• 2003.04a
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• pp.9-29
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• 2003

• Journal of the KSME
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• v.56 no.4
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• pp.32-36
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• 2016

이글에서는 재료거동과 파괴역학에 관한 현재의 연구동향을 개괄적으로 살펴보고 최근 주목을 받고 있는 신기술과 관련하여 재료거동과 파괴역학 분야에서 담당할 필요가 있는 연구과제들에 대하여 살펴본다.