• 제목/요약/키워드: 제1원리 계산

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타원형 커루게이트 도파관의 전파 및 복사 특성 (Propagation and Radiation Characteristics of Elliptical Corrugated Waveguide)

  • 고욱희;백경훈
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제9권5호
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    • pp.614-620
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    • 1998
  • 본 논문에서는 타원형 커루게이트 도파관의 전파 및 복사특성을 이론적으로 해석한다. 타원형 원통 좌표계에서의 파동방정식의 해는 제1종 및 제2종의 Mathieu함수들로 얻어진다. 타원형 커루게이트 도파관의 전계와 자계들은 반경방향과 각 방향의 Mathieu함수들의 곱의 급수로 나타낼 수 있다. 슬랏 영역과 안쪽 영역의 경계면에서 임피던스 매칭 방법을 사용하여 특성 방정식을 얻는다. 타원형 커루게이트도파관에서의 주모드인 $HE_{11}$모드에 대한 특성방정식을 풀어 어퍼춰에서의 전자계를 계산하고, 또 계의 등가원리(field equivalence principle)를 이용하여 타원형 커루게이트 도파관에서의 복사패턴을 계산한다.

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다중강전자 상태를 가진 육방정계물질의 전자구조 계산 (The Electronic Structure Calculations for Hexagonal Multiferroic Materials)

  • 박기택
    • 한국자기학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.152-155
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    • 2007
  • 다중강전자 상태의 $YMnO_3,\;ScMnO_3$의 전자구조와 자기구조를 국소스핀밀도근사(LSDA)를 이용하여 계산하였다. 강자성 상태이며 강유전 상태의 전자구조는 육방정계 구조로 인하여 Mn 3d 에너지띠가 분리되어 띠틈을 나타내었다. 이러한 에너지 띠틈과 작은 Y, Sc 이온의 반경으로 인하여 $YMnO_3,\;ScMnO_3$는 반강자성 강유전적 성질을 가지는 다중강전자 구조를 가지고 있음을 보았다. 또한 총에너지 계산을 통하여 반강자성, 강유전 상태가 가장 안정됨이 실험과 일치하였다.

Cubane-type Mn4 클러스터의 전자구조 및 자기구조 계산 (Electronic and Magnetic Structure Calculations of Cubane-type Mn4 Cluster)

  • 박기택
    • 한국자기학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.121-124
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    • 2012
  • Cubane-type $Mn_4$ 클러스터의 전기구조 및 자기적 성질을 제1원리의 범밀도함수법을 이용하여 계산하였다. 그 결과, 전자구조는 벌크 MnO와 비슷한 Mn 주위의 팔면체 산소 원자에 의해 $t_{2g}$, $e_g$ 에너지 준위로 분리되어 있었다. 총에너지계산에서는 초교환작용으로 인해 반강자성적 상호작용이 가장 낮은 에너지를 가지고 있었고, Mn 원자 사이의 교환 상호작용 크기를 얻었다. Mn 사이의 교환 상호작용은 스핀이 평행인 원자사이보다 반평행인 원자사이에서 더 큰 값을 가지고 있었다.

층상 구조를 가진 망간산화물의 전자구조 계산 (The Electronic Structure Calculation of Layered Mangan Oxides)

  • 박기택
    • 한국자기학회지
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    • 제9권3호
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    • pp.131-135
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    • 1999
  • 층상 페로브스카이트형 구조를 가진 망간 산화물의 전자구조를 이해하기 위하여 단일 층상을 가진 LaSrMnO4의 전자구조를 제1원리의 국소 밀도 범함수 이론을 근거로 사용하는 Full Potential Linearized Augmented Plane Wave(FLAPW)방법으로 구하였다. 또한 홀 농도 변환에 따른 자기구조의 변화의 이해를 위해 Mn4+의 Sr2MnO4의 전자구조 계산을 행하여 전자구조를 비교하였다. 총에너지 계산 결과, LaSrMnO4는 면내의 반강자성 구조가 강자성 구조보다 더 낮은 에너지를 가지고 있었다. 또한, Mn-O 팔면체의 c축으로의 야안-텔러 왜곡(Jahn-Teller distortion)에 의해 에너지 갭이 나타나며, 이에 따른 3z2-r2 궤도 정렬에 의해 2차원 면내의 반강자성 상태가 안정됨을 볼 수 있었다.

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전기화학적 암모니아 합성을 위한 루테늄 촉매 표면에서의 질소 환원반응 메커니즘 해석의 위한 제1원리 모델링 (First-Principles Analysis of Nitrogen Reduction Reactions on Ruthenium Catalyst Surfaces for Electrochemical Ammonia Synthesis)

  • 조미현;이상헌
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제61권4호
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    • pp.598-603
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    • 2023
  • 촉매를 사용한 전기화학적 암모니아 생산은 주변 온도 및 압력 조건, 환경 친화적인 작동 및 고순도 암모니아 생산을 가능하게 함으로써 전통적인 하버-보쉬 방법을 대체할 대안으로서 가능성이 있다. 본 연구에서는 제1원리 계산을 사용하여 루테늄 촉매의 표면에서 발생하는 질소 환원 반응에 초점을 맞춘다. 루테늄의 (0001) 및 (1000) 표면에서 질소 환원에 대한 반응 경로를 모델링하여 반응 구조를 최적화하고 각 단계에 대한 유리한 경로를 예측했다. 각 표면에서의 N2의 흡착 구성은 후속 반응 활동에 상당한 영향을 미쳤으며, 깁스자유에너지 분석은 가장 유리한 질소 환원 구성을 도출하였다. 루테늄의 (0001) 표면에서는 질소 분자가 표면에 수직으로 흡착하는 end-on 형태가 가장 유리한 N2 흡착에너지가 나타났으며 유사하게, (1000) 표면에서도 end-on 형태가 안정적인 흡착 에너지 값을 보였다. 이어서, distal 및 alternating 구성 모두에서 최적화된 수소 흡착을 통해 NH3의 최종 탈착까지 이론적으로 완전한 반응 경로를 설명했다.

새만금 1호 방조제 외측 대항리 조간대 갯벌 지형 변화에 대한 영상 관측 (Camera Monitoring of Topographical Changes of Daehang-ri Intertidal Flat Outside Semangeum Sea Dike No.1.)

  • 김태림;박석광
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제21권6호
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    • pp.453-461
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    • 2009
  • 새만금 방조제 건설 이후 새로운 갯벌 생성이 보고되고 있는 1호 방조제 앞 대항리 갯벌의 지형 변화에 대한 영상 관측을 수행하였다. 갯벌 지역은 이동상의 어려움과 밀/썰물에 따른 시간상의 제약으로 국지 혹은 소수 기선의 현장 관측만으로 제한되는 경우가 많다. 본 연구에서는 밀물시 조간대 갯벌에서 이동하는 수륙 경계선은 간조와 만조 정선 사이의 등고선을 나타낸다는 자연적인 원리를 이용하여 연속 촬영된 영상에서 관측된 수륙 경계선에 대한 실제 공간 좌표를 계산하고 이를 모두 통합함으로서 조간대 지형에 대한 3차원 지형정보를 획득하였다. 2005년 9월부터 2009년 9월까지 6차례의 영상 관측 결과를 분석한 결과 1호 방조제 외측 갯벌은 매년 평균 0.127 m 씩 퇴적된 것으로 나타났으며 공간적 및 시간적으로 다양한 변화를 보였다.

Gd 도핑된 비스무스 텔루라이드의 자기적 성질에 대한 제일원리 계산 연구 (First-principles Study on the Magnetic Properties of Gd doped Bithmuth-Telluride)

  • ;김미영
    • 한국자기학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.39-44
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    • 2016
  • 대표적 열전물질인 비스무스 텔루라이드에 자성원자를 도핑한 합금에 대한 구조 및 전자적 그리고 자기적 성질에 관한 연구는 고효율 열전물질의 개발이라는 목적뿐만 아니라 특이한 자기적 상호작용 규명 및 위상절연체 분야에서도 큰 관심을 끌고 있다. 본 연구에서는 희토류 원자로서 매우 국소화된 f 전자를 갖는 Gd이 Bi을 치환하여 도핑된 비스무스 텔루라이드 합금의 자성 안정성을 밀도범함수(Density Functional Theory)에 입각하여 제일원리적으로 연구하기 위하여 모든 전자(all-electron) FLAPW(full-potential linearized augmented plane-wave) 방법을 이용하여 전자구조 계산을 수행하였다. 전자간 교환-상관 상호작용은 일반기울기 근사법(Generalized Gradient Approximation)을 도입하여 계산하였으며, 국소화된 f 전자를 기술하는 데 필요한 Hubbard+U 보정과 스핀-궤도 각운동량 상호작용은 제2 변분법적 방법을 이용하여 고려하였다. 계산 결과, 강자성 안정성을 보이는 Gd 덩치계와 다르게 이 합금은 강자성과 반강자성의 총에너지 차이가 ~1 meV/Gd 정도의 아주 작은 값으로 얻어져서, 그 자성 안정성은 결함이나 strain 등에 의한 구조변화에 민감하게 의존하여 변할 수 있음을 알 수 있었다. 특히 Gd 스핀자기모멘트는 덩치에서의 값에 비해 감소하였고, Gd에 가장 가까운 Te에 유도 자기모멘트가 형성되는 것으로 미루어 Te를 매개로 한 자성상호작용이 자성 안정성을 결정하는 데에 중요한 역할을 하는 것으로 예측할 수 있었다.

이중 철 효소의 전자구조 및 자기구조 계산 (Electronic and Magnetic Structure Calculations of Diiron Enzymes)

  • 박기택
    • 한국자기학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.106-110
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    • 2015
  • Fe 원자 2개를 포함한 2종류의 이중 철 효소의 전기구조 및 자기적 성질을 제1원리의 범밀도함수법을 이용하여 계산하였다. 계산 된 결과, 전자구조는 주위 6개의 배위 원자로 인해 비슷한 모습을 보이고 있었다. 총 에너지 계산에서는 두 종류 모두 반강자성적 상호작용이 낮은 에너지를 가지고 있었다. 계산 된 $Fe^{+3}$ 원자 사이의 교환상호작용 크기는 diiron-4가 diiron-2보다 한 단위 큰 값을 얻었고, 실험과 잘 일치하였다. 이 원인은 diiron-4가 더 가까운 Fe-O 원자거리를 가지고 있었고, Fe 사이 산소 매개 원자의 2p 준위가 높아 강한 초교환상호작용을 일으켰다. 또한, 직각에 가까운 diiron-2 Fe-O-Fe 각도보다 커서 Fe-O의 강한 ${\sigma}$ 결합으로 인한 초교환상호작용의 결과이다.

스트레인 게이지를 이용한 응력 측정 및 응용 (Stress Measurements Using Strain Gages)

  • 강대임
    • 기계저널
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    • 제33권7호
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    • pp.661-670
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    • 1993
  • 스트레인 게이지를 이용한 응력측정 방법 및 응력 측정시의 오차 발생의 원인에 대해서 설명하 였고 현재 많이 사용되고있는 스트레인 게이지식 로드셀의 원리 및 구조에 대해서도 설명하였다. 스트레인 게이지를 이용하여 변형도를 측정할 경우 1% 이내의 정확도를 유지하는 것이 가능하나 측정된 변형도로부터 응력을 계산할 경우 재료상수들의 부정확성으로 인하여 5% 정도의 오차가 발생할 수 있다. 스트레인 게이지를 이용한 응력 측정값은 부착위치에서의 값이므로 구조물의 최대 응력을 측정하고자 할 경우 구조물의 응력 상태를 제대로 파악하지 못하면 큰 오차가 발 생할 수 잇다. 따라서 정확한 측정을 위해서는 정확한 게이지 작업 기술과 함께 하중에 대한 대상물의 거동을 파악하는 기술 습득이 요구된다. 스트레인 게이지식 로드셀을 직접 설계 및 제작하기 위해서는 용량, 정밀도, 설치 공간, 사용조건 등을 고려하여 감지부의 형상, 감지부의 재질, 스트레인 게이지의 종류, 부착 방법, 보상회로 구성방법, 보호 케이스의 부착 여부 등을 결정하여야 하고 제작이 완료된 후 힘 표준기 등으로 교정검사를 실시하여 사용하여야만 정확한 측정을 기대할 수 있다.

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신경회로망에 의한 무릅덮개뼈 탈구화상의 자동식별 (Image Classification of Patellar subluxation by Neural Network)

  • 김웅규
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1996년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.1365-1367
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    • 1996
  • 본 연구에서는 확정진단시의 무릎 CT 화상을 대상으로해서 화상인식의 제1단계로써, 최근 여러분야에서 많은연구가 행해지고 있는 3층역전파신경회로망(BPN)에 의한 무릅덮개뼈 탈구중의 자동진단 가능성에 관해서 검토를 행했다. 실험결과로부터 신경회로망에 의한 무릅덥개뼈 탈구화상의자동진단은 충분하다고 할 수는 없어도 가능성이 있음올 알게 되었다. 다만, 본 실험에서사용된 패턴수가 적어, 충분한 학습이 이루어지지 않았을 가능성이 있으며, 또한 test된 화상수도 충분치 못하였다. 데이터의 증가에 수반해서 인식률이 충분히 한 향상될 것으로사료된다. 신경회로망은 원리척으로 패턴변환의 한 종류로써, 현상태의 기술수준을 고려할때 과도의 기대는 금물이지만, 패턴인식, 화상처리 등 종래의 계산기가 능숙하게 대처하지 못했던 분야에 대해서 큰 기대를 부여하고 있다. 특히 의공학연구에 있어서 BPN의 응용범위를 사고한다면, 확정진단시에 있어 의사가 보다 확실한 진단을 할 수 있도록 진단지원에 휴익한 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

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