열 플라즈마(thermal plasma) 는 저온 플라즈마(cold plasma)와 달리 이온과 전자와 중성입자들이 충분한 에너지 교환으로 인해 열평형 상태를 가진다. 열 플라즈마를 생성 시킬 때 전극 사이에서 아크방전을 시켜 제트 형태로 플라즈마를 발생시키는 것을 플라즈마 토치(plasma torch)라고 한다. 이러한 플라즈마 토치는 화학 원소 분해, 강판 절단, 유해 기체 분해 등으로 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 플라즈마 토치를 수치적으로 해석하여 플라즈마의 특성을 알아보았다. 수치해석적 접근방법으로 열 플라즈마는 LTE (local thermodynamic equilibrium)을 가정하였으며 one-fluid 이론을 적용하였다. 이때 사용된 코드는 DCPTUN으로서 $C^{+}^{+}$로 작성된 열플라즈마 유동의 특성해석 코드인 동시에 SIMPLE 알고리즘을 이용한 유체 코드이다. 시뮬레이션은 2차원 축대칭이며 정렬격자계 및 비정렬격자계 모두에서 사용이 가능하도록 되어있다. 또한 맥스웰 방정식을 통해 electromagnetic field를 풀도록 하여 RF 시뮬레이션이 가능하도록 하였다. 이와 같은 열 플라즈마 시뮬레이션을 통해서 플라즈마 토치의 특성을 알아보았다.
한전 전력연구원은 발전소의 복잡한 계통을 효과적으로 시뮬레이션하는 GUI(Graphical User Interface)에 기반을 둔 시뮬레이션 툴(PowerSim)을 독자적으로 개발하였다. 본 논문에서는 열교환기, 펌프, 밸브, 탱크등의 구성요소에 적합한 열수력 모델을 개발하고, 이 모델을 ORCAD로부터 생성된 Netlist의 연결정보에 맞게 연결하여 발전계통을 시뮬레이션하는 과정을 서술하였다. 또한, 발전계통의 열수력현상을 지배하는 질량, 운동량, 에너지 보존 방정식을 실시간에서 풀 수 있는 알고리즘을 제시하였다.
본 연구는 시뮬레이션 방법을 이용한 자동차용 열 수축 튜브 생산 공정을 가상의 생산 공정 모델로 구현하고, 구현된 모델을 기반으로 열 수축 튜브 생산 공정을 분석하는 연구이다. 자동차용 열 수축 튜브 생산 공정을 분석하기 위해서 공정별로 생성되는 데이터를 수집하고, 수집된 데이터 분석을 통한 자동차용 열 수축 튜브 생산 공정을 분석할 수 있는 가상의 생산 공정 모델을 구현하였다. 구현된 모델을 통해 공정 내에서 발생되는 병목현상 파악 및 원인분석, 공정별 사이클 타임, 부품 생산량 등을 산정함으로써 현 공정 분석 및 개선방안을 모색할 수 있어 기업의 생산 공정관리 효율성을 높일 수 있다.
최근에 CFD 시뮬레이션을 이용한 온실의 공기유동을 해석하려는 시도들이 많이 이루어지고 있다. 그러나 아직 열환경까지를 해석하려는 경우는 드물다. 그러나 여름철의 고온극복을 위해 많은 냉방시스템이 연구되고 있는데 이러한 것들의 이용에 있어서 CFD 시뮬레이션을 이용한 열환경 해석은 중요한 의미를 가질 것이다. 그리고 여러 가지 냉방시스템들 중에서 포그시스템이 효율, 경제적 측면에서 유리하다고 알려져 있다. (중략)
윈드프로파일러(RWP, radar wind profiler)는 기상 상태와 관계없이 시공간 분해능이 높은 바람장 자료를 제공하며 생산된 바람의 정확도나 품질에 대한 검증이 필수적이다. 기존 정확도 검증 방식은 레윈존데와의 동시 관측을 통해 윈드프로파일러에서 생성된 바람 벡터를 기준 자료로 활용하는 것이다. 본 연구에서는 평균 모멘트 자료로부터 스펙트럼과 원시 시계열 자료를 시뮬레이션하는 알고리즘을 통해 윈드프로파일러의 신호처리 알고리즘을 단계별로 검증하는 방안을 제시하고, LAP-3000의 원시 자료와의 비교를 통해 해당 알고리즘의 가능성을 확인하였다. 기상 신호의 밀도 함수를 모멘트값을 인자로 하는 왜곡된 정규 분포의 밀도 함수로 가정하여 생성하였고, 난수를 통해 시뮬레이션 스펙트럼을 생성하였다. 또한, 난수 위상과 역 이산푸리에 변환으로 간섭 평균된 시뮬레이션 원시 시계열 자료를 생성하고 최종적으로 디리클레 분포(Dirichlet distribution)를 통해 간섭 평균 전 단계의 원시 시계열 자료를 생성하였다.
Communications for Statistical Applications and Methods
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제1권1호
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pp.131-140
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1994
Box-Jenkins 시계열 분석에서 모형검진을 위한 통계량으로 잔차의 자기상관함수를 이용한 Box와 Pierce(1970)의 포트맨토우 검정과 Ljung과 Box(1978)의 변형된 포트맨토우 검정을 Basawa(1987)가 제안한 예측오차를 이용한 모형 검진 방법과 비교, 분석하였다. 시뮬레이션 연구를 수행하여 경험적 평균, 분산 및 유의 수준을 비교하여 과대적합의 방법을 이용하여 검정력을 비교하였다.
MD 시뮬레이션을 이용하여 $\alpha$-quartz, 백운모, 조장석의 열팽창계수를 산정하였다. MD 시뮬레이션에서 가장 중요한 포텐셜 함수로는 부분이온성 두입자간 포텐셜을 이용하였다. 열팽창계수는 격자구조의 온도에 따라 변화를 NPT-ensemble 시뮬레이션을 통하여 계산하여 산정하였으며 그 결과를 실험결과와 비교하였다. 시뮬레이션을 통하여 산정된 열팽창계수는 시험결과와 잘 일치하고 있으며, 유효한 수준의 결과를 보이고 있다.
시뮬레이션에서 모델의 검증 문제는 그 모델의 신뢰성을 의미하며, 그에 따라 모형의 정당성을 입증하는 가장 중요한 열쇠 중 하나이다. 하지만 지금까지 연구된 다양한 방법들 중 시계열형태의 자료를 이용한 검증 방법론은 개념적인 측면에서는 정립되었으나 구체적인 기법에 대한 연구는 부족한 상태이다. 그리하여 본 연구에서는 Wavelet 변환과 Power Spectrum을 이용한 시계열 데이터의 시뮬레이션 검증 방법을 제시하고자 한다. 이를 위해 첫 번째로 비주기적인 신호분리가 가능한 Wavelet 변환을 이용하여 스펙트럼을 추출하고, 두 번째로 스펙트럼 분석을 이용하여 실제 시스템에서 출력 데이터의 패턴이 시뮬레이션을 통해 나온 패턴과 일치하는지의 여부를 Coherence를 이용해 검정하였다. 실제 사례를 통하여 다른 검증방법들과 비교한 결과, 시뮬레이션 모델링의 완성도에 따른 모델의 일치도 여부를 보다 명확하게 검증하였다. 본 연구에서 제시한 방법을 통해, 하나의 통계량을 통한 검증이 아닌 한 구간별 검증을 통해 지금까지의 획일적인 타당성 검증 방법에서는 할 수 없었던 다양한 상황에서의 시뮬레이션 모형의 타당성 검증이 가능하게 하였다.
태양광열 복합 시스템(photovoltaic/thermal hybrid solar system, PV/T)은 태양광 모듈 및 태양열 집열판의 단일화를 통한 전기 및 열에너지의 동시 생산이 가능하도록 구성되고 기존 태양광 모듈의 온도 상승에 따른 효율 저하의 문제점을 보완 및 발생하는 열을 회수하여 온수 생산이 가능한 장치이다. 본 연구에서는 액체형 PV/T 시스템의 대표적인 두 형태인 박스형과 튜브형의 성능 검증을 위하여 수학적 모델링을 통한 두 시스템의 열 및 전기적 성능을 비교 분석하였다. 모델링은 에너지 평형식을 이용하여 시간에 따른 각 부분의 온도의 변화를 예측할 수 있도록 수립되었으며 계산된 결과를 기준으로 전기, 열, 및 전체효율을 도출해 내고, 이를 바탕으로 두 시스템의 성능을 분석하였다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로, 박스형 PV/T 시스템의 최고 온수 온도는 $52^{\circ}C$로 예측되었고, 반면에 튜브형은 $48^{\circ}C$에 머물렀다. 또한 열효율은 박스형이 최대 51%, 튜브형이 41%, 전기효율은 박스형이 약 14%, 그리고 튜브형이 13%로 나타났으며, 전체효율은 박스형이 73%, 그리고 튜브형이 64%로 나타나 박스형 PV/T 시스템이 튜브형보다 더 나은 성능을 가지는 것으로 예측되었다. 이는 박스형이 튜브형보다 태양광 모듈과 온수와의 접촉면적이 넓어 더 많은 열전달이 발생하기 때문으로 사료된다.
최근 자동차 제조업체들은 치열한 국제경쟁시대에 생존하기 위하여 원가 절감 및 개발기간 단축, 품질 향상을 위하여 모듈화라는 새로운 자동차 생산 방식을 적용하고 있다. 본 연구에서는 자동차 모듈화 부품의 한 종류인 Front End Module (FEM)을 대상으로 생산시스템 계획단계에서 대상 부품의 직서열 공급시스템 적용 가능성을 컴퓨터 시뮬레이션 기법을 적용하여 입증하고, 직서열 공급시스템 운영방안을 제시하여 물류비용을 절감하고자 한다. 연구 대상인 완성차업체의 의장라인과 모듈 업체의 조립라인 및 모듈 공급시스템을 모델링하여, FEM 공급시스템을 운영 방안별로 시뮬레이션을 통하여 직서열 공급시스템의 적용 가능성을 입증하고, 운반 차량의 적정 소요 대수 및 FEM 운반용 캐리어 대수를 제시한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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