1차원 유체 모델을 사용하는 수치 코드를 개발하여 Pierce 다이오드에서 플라즈마에 대한 비선형 동력학적 거동을 연구하였다. Pierce 다이오드에서 플라즈마는 전극에서 방출되는 전자 전류와 전극 사이의 거리로 결정되는 Pierce 매개 변수가 변화함에 따라 안정하기도 하고 불안정해지기도 한다. 중성 및 비중성 Pierce 시스템의 동력학적 특성에 대해 해석적 및 수치적으로 연구하였다. Pierce 매개 변수의 값에 따라 플라즈마는 증폭 모드 또는 진동 모드를 가질 수 있으며, 진동 모드에서는 매개 변수가 감소함에 따라 계속적인 주기 배가 쌍갈림(period doubling bifurcation)을 일으키며 카오스 상태에 도달하게 된다. 이러한 거동에 대한 분석은 보다 복잡한 구조에서의 빔-플라즈마 상호작용에 대한 기본적인 이해를 위한 모델 및 카오스 제어를 위한 자료로서 사용될 수 있다.
중독은 크게 매개체 자체가 중독성을 가진 매개성 중독과 매개체 자체가 중독성을 가진 것이 아니라 예민한 개인과 잠재된 어떤 행동과 결합하여 중독을 유발하는 유발성 중독으로 나눌 수 있다. 매개성 중독은 약물 중독, 알코올 중독과 주로 화학물질의 직접 적인 원인이 되어 중독현상을 일으킨다. 유발성 중독은 쇼핑 중독, 일 중독, 게임 중독, 인터넷 중독, TV중독, 도박 중독 등의 사이버 중독이 있다. 유발성 중독은 개인의 감수성의 문제로서 개인에 따른 편차가 존재한다. 본 논문에서는 전기 시스템의 R-L-C 직렬 회로와 기계 시스템의 Spring-Damper-Mass를 이용하여 등가적으로 동일한 2차원의 중독 모델을 제안한다. 제안한 중독 모델에 비선형 항을 추가하여 Duffing을 구성한 후 파라미터 변화에 의해 주기운동과 카오스 운동을 시계열과 위상공간으로 나타내었다. 또한 파라미터 중 통제계수의 변화에 의해 주기 운동은 중독 되기 전의 상태를 카오스 운동은 중독된 상태임을 확인하였다.
The flow in a microchannel is usually characterized as a low Reynolds number (Re) so that good mixing is quite difficult to be achieved. In this regard, we developed a novel chaotic micromixer, named Serpentine Laminating Micromixer (SLM) in the present study, Part 1. In the SLM, the higher level of chaotic mixing can be achieved by combining two general chaotic mixing mechanisms: splitting/recombination and chaotic advection. The splitting and recombination (in other term, lamination) mechanism is obtained by the successive arrangement of 'F'-shape mixing units in two layers. The chaotic advection is induced by the overall three-dimensional serpentine path of the microchannel. Chaotic mixing performance of the SLM was fully characterized numerically. To compare the mixing performance, a T-type micromixer which has the same width, height and length of the SLM was also designed. The three-dimensional numerical mixing simulations show the superiority of the SLM over the T-type micromixer. From the cross-sectional simulation results of mixing patterns, the chaotic advection effect from the serpentine channel path design acts favorably to realize the ideal lamination of fluid flow as Re increases. Chaotic mixing mechanism, proposed in this study, could be easily integrated in Micro-Total-Analysis-System, Lab-on-a-Chip and so on.
물수지 모델을 사용하여 발생시킨 시계열에 대해서 프랙탈(Fractal) 차원의 기본 이론이 소개 및 적용되었고 물수지 방정식이 넓은 지역에 대해 계절 시간 규모로 분석하였다. 중간 규모 순환의 발생과 변화에 있어 강우의 국부 재순환과 토양 수분의 동력학적 영향이 명시적으로 포함되어 있고 지체 시간 또한 분석에서 고려되었다. 시스템은 전개에 있어 변수 값들에 따라 고정점, 한계주기 그리고 카오스(Chaos)적인 행태와 같은 서로 다른 결과를 보여 주었다. 발생된 시계열의 추계학적인 행태는 궤적들이 초기 조거넹 매우 민감한 한정된 수의 방정식을 가지는 비선형 동력학 시스템으로부터 발생하는 확정론적 카오스 때문이다. 강우의 특성으로부터 발생하는 잡음은 어트랙터(Attractor)의 조직화된 구조를 파괴시키는데, 잡음의 존재에도 불구하고 어트랙터가 존재한다는 것은 시스템의 전개의 다기 예측에 있어 매우 중요하다고 할 수가 있다. 이러한 비선형 동력계가 가지고 있는 의미는 수문자료나 현상들의 해석과 모델링에 있어 중요하다.
논문에서는 공학적 응용을 위한 로렌츠 카오스 회로를 연산증폭기, 곱셈기 및 MOS 가변저항 등을 이용하여 전자회로로 구현하였다. PSPICE 모의실험을 통하여, MOS 저항의 전압 변화에 따라, 로렌츠 회로가 주기상태, 카오스 상태로 변하는 것을 시간파형, 주파수 특성 및 위상특성 등을 통하여 보였다. 제안하는 회로를, 하드웨어로 구현하여 MOS 저항의 전압변화에 따라 로렌츠 회로의 카오스 다이내믹스가 제어됨을 확인하였다.
최근 카오스 동력학에 대한 연구가 많은 연구자들에 의해서 물리학, 화학, 수학, 공학, 및 사회과학 분야에서 관심을 받고 있다. 특별히 사회과학에서는 중독, 행복, 가족, 사랑 모델이 주요 연구 대상이다. 이중 사랑은 사람이 가지고 있는 4가지 감정 중 하나로서 많은 정의가 있으나 그 각각의 정의가 모두 일치하지 않는다. 최근에는 사랑을 미분방정식으로 표현하고 이 수식에서 비선형 거동 또는 카오스 거동을 찾고자 하는 노력이 중요한 연구의 하나이다. 본 논문에서는 외력을 가진 로미오와 줄리엣의 사랑모델을 기반으로 이 외력을 사람의 행동이나 인식 가까운 형태로 만들기 위해 가우시안 퍼지 소속 함수를 제시하고, 시계열과 위상공간을 통하여 이들의 특성에서 비선형 특성이 존재하는지를 확인한다.
I construct a chaotically driven contraction system having some analogy with the information transfer mechanism in the brain system especially from CA1 cell to CA3 cell known from the empirical result. And I consider the properties of the response system on a state space according to the external input into the drive neuron by observing the fractal hierarchical structure. Then I induce the relation between the information about state transition of the chaotic time series and the spatial information on a fractal attractor to confirm the possibility of encoding of time series data to spatial information.
This article presents a review on chaos analysis of two-phase flow. Chaos theory has recently been applied to two-phase flow analysis, and it gives promising measures to quantitatively identify two-phase flow patterns and pool boiling behaviors. But, consistency of the calculated chaotic measures were not completely confirmed yet. More experimental data are requested for chaos analysis of two-phase flow. Also, chaos analysis methodology should be developed by experimental verification.
일반적으로 카오스 회로에는 Chua's 회로, Lorenz 회로, Duffing 회로 등이 있다. 이들 카오스 회로 중에서 Chua's 회로가 전자부품을 이용하여 가장 쉽게 구성할 수 있는 회로로 알려져 있다. Chua's 회로는 일반적으로 저항성분인 R, 인턱터 성분인 L, 캐패시터 성분인 C로 구성하는 선형요소와 비선형 저항으로 구성하는 비선형 요소로 구성된다. 그러나 L 요소는 포화특성으로 인하여 시중에서 구입한 부품으로는 실제 하드웨어를 구현하기 어려운 문제점이 있다. 본 연구에서는 Chua 회로의 선형 요소인 R,L,C 성분의 요소 중에서 포화 특성을 자지고 있어 상용화된 제품으로는 제작 구현이 어려운 L 성분을 C 성분으로 대체하는 간략화한 Chua's 회로 제작 기법을 PSpice로 해석하고, 그 결과를 확인한다.
During thirty years, deterministic chaos has moved center stage in many areas of applied mathematics. One important stimulus for this, particularly in the early 1970s, was work on nonlinear aspects of the dynamics of plant and animal populations. There are many situations, at least to a crude first approximation, by a simple first-order difference equation. Past studies have shown that such equations, even though simple and deterministic, can exhibit a surprising array of dynamical behavior, from stable points, to a bifurcating hierarchy of stable cycles, to apparently random fluctuations. But higher-order spectral analyses of such behavior are usually not considered. Higher-order spectra of a signal contain important information that is not present in its power spectrum. So, if we find the spectral pattern and get information from it, it will be able to be used effectively in so many fields. Hence, this paper uses auto bicoherence and bicoherence residue which are sort of bispectrum. Applying these to behavior of logistic difference equation, which is typical chaotic signal, the phenomenon of phase coupling and the appearance of frequency band can be analyzed. Such information means that bispectral analysis is useful to detect nonlinearity of signal.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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