• 유변학
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• 제8권2호
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• pp.139-146
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• 1996

2차원 비점성 Euler 방정식의 Stuart 해에 의하여 주어지는 주기적인 유동장, 소위 말하여 Stuart와동장내에 놓여있는 아주 작은 비대칭성 입자의 다양한 부력 변수에 따른 침 강운동을 고찰하엿다. 본 연구에서 사용한 수치방법은 매질의 준전적인 Stokes 방정식과 입 자의 평형방정식을 연계하였다. 다양한 초기 배향각 또는 형상비에 따른 궤적이나 각변화를 예측하기 위하여 힘과 토오크 관계식을 입자의 운동방정식에 적용하였으며 4차 Runge-Kutta 방정식을 이용하여 입자의 운동을 규명하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2008년도 추계학술대회 초록집
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• pp.17-17
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• 2008

3차원 입자 모델을 이용하여 $12\;mm{\times}625\;mm$ 크기의 평판형 마그네트론 스퍼터링용 음극에서 전자의 운동을 해석하였다. 전자와 중성 가스 입자의 충돌은 모두 세 가지를 고려하였으며 Runge-Kutta 4th order 방법을 이용하여 전자의 궤적을 계산하였다. 400 eV의 전자는 5 mTorr의 압력에서 알곤과 평균 8 - 12회 이온화 충돌 후 집중 방전 영역에서 벗어났으며 문헌에 보고된 2차원 실린더형 마그네트론에서 보고된 값보다 작았다. 마그네트론의 집중 방전 특성은 전자와 중성의 소각 산란에 의해서 주로 발생되었으며 이온화 충돌에 의해서 발생되는 2차 전자는 충돌 위치에서의 자기장 값에 의해서 궤적이 결정되었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.241-251
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• 1991

본 연구에서는 이런 점들을 고려, 난류유동장 내의 실제 입자운동을 좀더 사 실에 가깝도록 해석할 수 있는 모델을 제시하여 아직 실험에 의존하고 있는 관계분야 에 그 이론적 응용범위를 넓히는데 그 목적을 두었따. 본 연구의 목적상 입자가 존 재하는 난류장의 통계적 특성은 이미 알고 있는 것으로 가장하였으며 유체 내의 입자 농도가 충분히 낮고 입자의 크기가 충분히 작아서 입자가 유동장에 미치는 영향은 무 시할 수 있다고 간주하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.281-281
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• 2022

바닥에서 생성되는 난류는 순간적으로 강한 모멘텀을 바닥에 전달함과 동시에 바닥에 있는 입자를 움직이게 한다. 경계층 내 난류 운동에 대한 분석은 다양한 유사 이송 문제를 이해하기 위해 필수적이며 이에 따라 많은 선행 연구들은 실험실 실험을 통해 해당 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 선행 연구에서 사용하지 못했던 진보된 실험 방법을 활용하여 바닥 경계층 내의 난류 운동에 대해 확인하고 해당 운동에 의해 관성 입자의 움직임이 어떻게 발생하는지에 대하여 물리적으로 설명하고자 한다. 다양한 흐름 조건에서 3가지의 입경 크기를 가지는 모래 입자를 가지고 실험을 수행하였으며, 실험 조건별 고해상도 유속장 및 관성 입자의 움직임은 3차원 입자 영상 유속계 (Particle Image Velocimetry; 이하 PIV)와 입자 추적 유속계 (Particle Tracking Velocimetry; 이하 PTV)를 동시에 적용하여 파악하였다. 취득된 3차원 유속장과 입자 궤적을 기반으로 실험 조건별 흐름 및 입자 거동 특성에 대해 분석하였으며, 관성 입자의 움직임을 발생시키는 3차원 난류 운동은 측정된 유속장에서 산정한 Q-criterion 값을 기반으로 도식화하였다. 측정값 내에는 난류 운동에 대한 정보와 더불어 잡음이 포함되어 있으므로 이를 제거하고자 적합 직교 분해 (Proper Orthogonal Decomposition; 이하 POD) 방법을 적용하였다. 그리고 POD로 추출한 유속장을 통해 바닥면 부근에 존재하는 헤어핀 와류 운동 혹은 와류 묶음과 같은 난류 고유 구조를 파악하였다. 해당 와류 운동들의 3차원 난류 특성을 확인하고자 비등방성 불변 지도(anisotropy invariant map)를 활용하였으며 경계층 내부에서 난류의 형태가 흐름 방향으로 늘어진 럭비공 형태임을 확인하였다. 마지막으로, 입자의 움직임을 발생시키는 난류 이벤트를 결정하고자 사방구 분석 (Quadrant analysis) 기법을 적용하였으며 흐름 조건별로 입자를 움직이게 하는 난류 이벤트는 달라짐을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권6호
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• pp.2005-2013
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• 1996

Particle paths and flow fields in a prototype differential mobility analyzer (DMA) were numerically analyzed solving Navier-Stokes equation, electric field equation and particle motion considering viscous drag force, Coulomb force and polarization force. Analytically predicted particle diameters for the prototype DMA are in good agreement with the measured particle diameters within $\pm$1%. And the analytically predicted particle diameters are also in good agreement with numerical results for the prototype DMA.

• 대한화학회지
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• 제43권4호
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• pp.469-474
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• 1999

본 연구에서는 Randomwalk 이론을 이용하여 동영상 프로그램을 개발하였다. 보통 화학 교과는 원자, 분자와 같은 입자의 행동을 이해하는데 어려움이 많아 이에 관한 학생들의 오개념이 많이 나타나고 있다. Randomwalk 이론을 도입한 동영상으로 분자 운동을 표현한 본 프로그램은 실제 분자 운동의 과정을 제대로 이해하는데 도움을 줄 것이다. 본 연구에서는 특히 JAVA 언어를 사용하여 Web 상에 프로그램을 구현함으로써 누구나 쉽게 이용할 수 있게 하였다. 이들 프로그램은 두가지의 프로그램으로 짜여져 있다. 하나는'Diffusion' 프로그램이며, 입자의 확산 과정을 실제와 같이 동영상으로 구현되도록 하였다. 또 다른 하나는 'Randomwalk' 프로그램으로 입자의 운동 과정에 대한 궤적을 표현함으로써 분자 운동에 대한 분명한 이해를 가능하게 하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.252-261
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• 1991

본 연구에서는 2상 횡분류의 평균 유동특성을 비교적 정확히 예측할 수 있는 방법을 제시하는데 있다. 이를 위하여 2상 기체 분류속에 유입되는 자유흐름의 질량 유입을 Keffer와 Baines의 유입함수를 이용하기로 하며, 입자와 기체분류사이의 궤적 이탈을 고려하기로 한다. 이런 모델을 이용하여 2상 횡분류의 분출초기의 입자와 기 체분류의 속도비(particle to gas velocity ratio at the jet exit)가 유동에 미치는 영향을 알아보고자 한다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제4회(2015년)
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• pp.53-60
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• 2015

본 연구에서는 random walk하는 입자와 암세포 확산을 비교하여 Fick's law를 따르는 확산 모형과 암세포 확산의 차이를 밝힌다. 암세포 확산은 암 전이 메커니즘을 이해하는데 매우 중요하다. 하지만 아직까지 암세포 확산은 정확하게 이해되지 않고 있다. 따라서 이번 연구에서는 가장 간단한 2차원 random walk와 암세포 확산을 비교하고, 동역학적인 차이를 규명해 암세포 확산을 이해하고자 한다. Random walk하는 입자는 EDISON 전산화학 전문센터의 프로그램 중 dynamic Monte Carlo(dynamic MC) 전산 모사 소프트웨어를 이용하여 2차원에서 움직이는 레나드-존스 입자의 운동을 통해 살펴보았다. 암세포 확산은 실제 암세포의 시간에 따른 위치 변화 정보 (세포의 궤적)를 직접 구하여 분석하였다. Dynamic MC 결과는 Fickian 확산 모형을 잘 따르는 것을 평균 제곱 거리와 밀도 함수를 통해 확인할 수 있었다. 암세포 확산의 경우 평균 제곱 거리는 시간에 대해서 선형적으로 비례하지만 밀도 함수는 가우시안 형태로 나오지 않으며 Fick's law를 따르는 확산 모형과 다른 확산 형태를 보인다. 이러한 확산 형태는 암세포의 동역학적인 다양성 때문에 나타나며 각각의 암세포가 다른 운동성을 가지는 것에 기인하는 것으로 보인다.

• 한국해양공학회지
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• 제7권1호
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• pp.13-24
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• 1993

해양오염은 환경파괴의 주요 인자이다. 해양바닥에 가라않은 오염물질을 근본적으로 제거하는 문제와는 별도로, 파동(wave)에 의해 그것이 자동적으로확산될 수가 있다. 파문(ripple)으로 덮혀진 해저(sea bottom)에서 표면의 중력파에 의한 물의 수평방향 요동운동은 와류(vrotices)를 발생시칸다. 이런한 유동장은 해저 침전물을 부유시켜 멀리까지 화가신시키는 작용을 한다.파문주위의 유동장을 살펴보면 모서리(crest)에서 발생된 와류로 인해 정상유동성분이 존재하며 이런한 정상유동은 파문의 주기적 형상으로인해 다분히 순환적이다. 이ㅔ 파동에 의한 요동운동이 가세하면 Taylor 와류와 같은 효과를 보여 줄 것이다. 해저부근에서의 이러한 확산효과를 보기 위하여, 해양유동을 단순화하여 최근 널리 이용되고 있는 혼돈이론을 가미시켰다. 아주 단순한 유동이라도 복잡한 입자의 궤적을 나타내며 입자의 확산과 연관됨을 수치해석을 이용하여 보여준다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권7호
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• pp.665-670
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• 2010

등방성 난류에서 부유된 무거운 입자의 운동에서, 입자의 회전이 고려되었을 때 입자의 분산 특성에 나타난 변화를 살펴보았다. 입자의 회전을 고려함으로 인해 추가로 고려되는 양력은 그 크기가 작은 것으로 알려져 있고, 따라서 많은 연구에서 회전에 의한 효과는 무시되었다. 본 연구에서는 라그랑지안 기법으로 추적한 입자의 궤적에 미치는 양력의 크기를 속도와 가속도의 자기상관함수 및 확률밀도함수를 통해 정량적으로 살펴보았다. 속도 통계량에서는 양력에 의한 효과가 무시할 만 했으나, 가속도와 관련된 통계는 양력에 의한 영향이 있는 것으로 확인되었다. 난류의 가속도는 간헐성을 띄며, 간헐적인 특성은 난류 구조와 관련이 있다는 것이 알려져 있다. 따라서 입자에 작용하는 양력과 난류구조에 연관성이 있다는 유추가 가능하다.