• 제목/요약/키워드: Boltzmann Equation

검색결과 221건 처리시간 0.022초

전자-포논 상호작용 모델을 이용한 실리콘 박막 소자의 포논 평균자유행로 스펙트럼 열전도 기여도 수치적 연구 (A Numerical Study on Phonon Spectral Contributions to Thermal Conduction in Silicon-on-Insulator Transistor Using Electron-Phonon Interaction Model)

  • 강형선;고영하;진재식
    • 대한기계학회논문집B
    • /
    • 제41권6호
    • /
    • pp.409-414
    • /
    • 2017
  • 본 연구의 목적은 실제 실리콘 박막 트랜지스터 내 포논 전달 특성을 이해하는 것이다. 이를 위해 박막 소자 내 열해석 예측 정확성이 검증된 전자-포논 상호작용 모델을 이용하여 반도체 산업에서 중요한 Silicon-on-Insulator(SOI) 시스템에 대한 다양한 조건에서 전자-포논 산란에 의한 Joule 가열 메커니즘의 고려하여 포논 전달 해석을 수행했다. 소자 장치 전원(device power)과 실리콘 층 두께 변화에 따른 포논의 평균자유행로(mean free path) 스펙트럼에 대한 열적 특성을 조사하여, 실제 SOI 소자 내 포논 전달을 이해했다. 이 결과는 SOI 소자의 신뢰성 설계 및 고효율 열소산(heat dissipation) 설계전략에 필요한 포논 전달 특성 이해에 활용될 수 있다.

$SF_6$ 가스의 전리 및 부착계수에 관한 연구 (A study on the electron ionization and attachment coefficients ins $SF_6$ gas)

  • 서상헌;유회영;김상남;하성철
    • 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
    • /
    • 제10권6호
    • /
    • pp.96-103
    • /
    • 1996
  • 본 논문은 저자들에 위해 결정된 전자충돌단면적을 사용하여 몬테칼로 시뮬레이션 볼쯔만 방정식법에 의해 E/N:150∼180[Td] 범위에서 계산된 {{{{ { SF}_{ 6} }}}}가스의 전자수송 특성과 TOF법에서 구한 전자군 파라미터 값들을 나타냈다. 전자이동 속도 전자전력 또는 부착계숙, 종·횡방향 확산계수 등의 전자군 파라미터 값들은 E/N범위에서 실험치와 이론치가 일치하였다. 전자사태의 특성은 전자에너지의 비평형영역에서 고려되었다. 전자에너지 분포함수 는 평균에너지의 평형영역에 대하여 E/N:150∼180[Td]에서 해석하였다. 그 결과의 타당성은 TOF법에 의해 입증되었다.

  • PDF

Reactor core analysis through the SP3-ACMFD approach Part II: Transient solution

  • Mirzaee, Morteza Khosravi;Zolfaghari, A.;Minuchehr, A.
    • Nuclear Engineering and Technology
    • /
    • 제52권2호
    • /
    • pp.230-237
    • /
    • 2020
  • In this part, an implicit time dependent solution is presented for the Boltzmann transport equation discretized by the analytic coarse mesh finite difference method (ACMFD) over the spatial domain as well as the simplified P3 (SP3) for the angular variable. In the first part of this work we proposed a SP3-ACMFD approach to solve the static eigenvalue equations which provide the initial conditions for temp dependent equations. Having solved the 3D multi-group SP3-ACMFD static equations, an implicit approach is resorted to ensure stability of time steps. An exponential behavior is assumed in transverse integrated equations to establish a relationship between flux moments and currents. Also, analytic integration is benefited for the time-dependent solution of precursor concentration equations. Finally, a multi-channel one-phase thermal hydraulic model is coupled to the proposed methodology. Transient equations are then solved at each step using the GMRES technique. To show the sufficiency of proposed transient SP3-ACMFD approximation for a full core analysis, a comparison is made using transport peers as the reference. To further demonstrate superiority, results are compared with a 3D multi-group transient diffusion solver developed as a byproduct of this work. Outcomes confirm that the idea can be considered as an economic interim approach which is superior to the diffusion approximation, and comparable with transport in results.

곡선경계처리법을 이용한 주기적으로 진동하는 실린더주위의 유동해석 (Numerical Study on Flow Over Oscillating Circular Cylinder Using Curved Moving Boundary Treatment)

  • 김형민
    • 대한기계학회논문집B
    • /
    • 제31권11호
    • /
    • pp.895-903
    • /
    • 2007
  • CMBT(Curved Moving Boundary Treatment) is a newly developed scheme for the treatment of a no slip condition on the curved solid wall of moving obstacle in a flow field. In our research CMBT was used to perform LBM simulation of a flow over a moving circular cylinder to determine the flow feature and aerodynamics characteristic of the cylinder. To ascertain the applicability of CMBT on the complex shape of the obstacle, it was first simulated for the case of the flow over a fixed circular cylinder in a channel and the results were compared against the solution of Navier-Stokes equation with deforming mesh technique. The simulations were performed in a moderate range of reynolds number at each moving cylinder to identify the flow feature and aerodynamic characteristics of circular cylinder in a channel. The drag coefficients of the cylinder were calculated from the simulation results. We have numerically confirmed that the critical reynolds number for vortex shedding is ar Re=250 and the result is the same as the case of fixed cylinder. As the cylinder approaching to one wall, the 2nd vortex is developed by interacting with the wall boundary-layer vorticity. As the velocity ratio increase the third vortex are generated by interacting with the 2nd vortexes developed on the upper and lower wall boundary layer. The resultant $C_d$ decrease as reynolds number increasing and the Cd approached to a value when Re>1000.

정지궤도위성 궤도전이용 액체원지점엔진의 배기가스 해석 연구 (Analysis Study of Liquid Apogee Engine Plume for Geostationary Satellite)

  • 이치성;이균호
    • 항공우주시스템공학회지
    • /
    • 제12권5호
    • /
    • pp.8-15
    • /
    • 2018
  • 발사체로부터 분리된 정지궤도위성은 천이궤도로 진입한 후에 액체원지점엔진을 사용하여 충분한 속도증분을 얻음으로써 정지궤도로 진입하게 된다. 이때 우주공간으로 배출되는 액체원지점엔진의 배기가스 중 일부는 고진공 환경에서 팽창하는 동안 위성체 방향으로 역류하는 후방유동으로 발달하게 된다. 이러한 후방유동은 위성체에 충돌하면서 자세제어 교란, 표면 오염, 열전달 등의 영향을 끼치게 되므로 정지궤도위성 임무성능의 저하를 유발할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 정지궤도위성에 사용되는 400 N급 액체원지점엔진에서 배출되는 배기가스의 거동을 해석하였다. 이를 위해 볼츠만방정식에 기반을 둔 직접모사법(DSMC)을 사용하였다. 해석결과로 액체원지점엔진에서 배출된 배기가스의 온도 및 수밀도와 같은 열유동 특성을 확인할 수 있었다.

섭동론적 감도해석 이론의 원자로 핵특성에의 응용 (Application of Perturbation-based Sensitivity Analysis to Nuclear Characteristics)

  • Byung Soo Lee;Mann Cho;Jeong Soo Han;Chung Hum Kim
    • Nuclear Engineering and Technology
    • /
    • 제18권2호
    • /
    • pp.78-84
    • /
    • 1986
  • 일차섭동이론을 이용하여 물질밀도 감도 계수의 표현식을 유도하였다. Super-Phenix I 평형노심의 초기상태를 기준계로 택했으며 유효중배계수를 계의 응답함수로 정의했다. 볼츠만 연산자의 구성요 소인 물질밀도로 표현되는 핵연료의 농축도와 실효밀도를 입력변화로 선정했다. 위 계산을 수행하는데 전산코드시스템 (KAERI-26군 단면적 library/1DX/2DB/PERT-V)가 사용되었다. 핵연료 농축도의 유효증배계수에 대한 감도계수는 4.576로 계산되었으며, 핵연료 실효밀도의 감도 계수는 0.0756으로 계산되었다. 본 연구는 감도해석법이 대형전산코드를 이용한 직접반복계산법에 비해 계산시간의 단축과 아울러 많은 정보를 준다는 것을 보여준다.

  • PDF

Electronic properties of graphene nanoribbons with Stone-Wales defects using the tight-binding method

  • M.W. Chuan;S.Z. Lok;A. Hamzah;N.E. Alias;S. Mohamed Sultan;C.S. Lim;M.L.P Tan
    • Advances in nano research
    • /
    • 제14권1호
    • /
    • pp.1-15
    • /
    • 2023
  • Driven by the scaling down of transistor node technology, graphene became of interest to many researchers following the success of its fabrication as graphene nanoribbons (GNRs). However, during the fabrication of GNRs, it is not uncommon to have defects within the GNR structures. Scaling down node technology also changes the modelling approach from the classical Boltzmann transport equation to the quantum transport theory because the quantum confinement effects become significant at sub-10 nanometer dimensions. The aim of this study is to examine the effect of Stone-Wales defects on the electronic properties of GNRs using a tight-binding model, based on Non-Equilibrium Green's Function (NEGF) via numeric computation methods using MATLAB. Armchair and zigzag edge defects are also implemented in the GNR structures to mimic the practical fabrication process. Electronic properties of pristine and defected GNRs of various lengths and widths were computed, including their band structure and density of states (DOS). The results show that Stone-Wales defects cause fluctuation in the band structure and increase the bandgap values for both armchair GNRs (AGNRs) and zigzag GNRs (ZGNRs) at every simulated width. In addition, Stone-Wales defects reduce the numerical computation DOS for both AGNRs and ZGNRs. However, when the lengths of the structures increase with fixed widths, the effect of the Stone-Wales defects become less significant.

종관기상자료에 의한 순폭사량 추정 (Estimation of Daily Net Radiation from Synoptic Meteorological Data)

  • 이변우;김병찬;명을재
    • 한국작물학회지
    • /
    • 제36권3호
    • /
    • pp.204-208
    • /
    • 1991
  • Linacre(1968), Herljand(1956), 중산 등(1983), Chang(1970), Doorenbos et at.(1977)등이 보고한 5개의 순폭사량추정 모델로 추정한 순폭사량과 실측한 순폭사량을 비교하여 이들 모델에 대한 우리나라에서의 적용성을 검토하였으며, 또한 일사량, 기온, 증기압을 매개변수로하는 순폭사량 추정모델을 작성하여 추정정도를 검증하였다. 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 상기의 5개 모델의 parameter값을 그대로 이용하여 추정한 순폭사량은 평균편차로 0.86~1.64MJ/$m^2$/day, 상대평균편차로 8.75~16.64%의 큰 추정오차를 나타내었다 2. 실측 순폭사량과 기상요소들을 이용하여 이들 모델의 계수를 재추정하여, 계수추정에 이용하지 않은 독립자료를 이용하여 검증한 결과 평균편차로 0.74~0.88MJ/$m^2$/day, 상대평균편차로 7.99~9.52%의 오차를 나타내었다. 3, 일사량(Rs), 알베도($\alpha$), 기온( $T_{k}$), 증기압( $e_{a}$ )를 매개변수로 하는 다음과 같은 순폭사량 추정모델을 작성하였다. Rn=(1- $\alpha$) Rs- $\sigma$ $T_{k}$$^{4}$ (0.0103 Exp (0 .0731 Rs) -0.0475 (equation omitted) +0 .2478) ($R^2$=0.997, n=63) 4. 이 모델을 독립자료를 이용하여 검증한 결과 이 모델은 평균편차로 0.4988MJ/$m^2$/day, 상대평균편차로 5.38%의 오차를 나타내어, 상기의 기존모델중 가장 추정정도가 높았던 중산 등(1983)의 평균편차 0.7425 MJ/$m^2$/day, 상대평균편차 8.01%보다 추정오차가 적었다.적었다.

  • PDF

Regulation of L-type Calcium Channel Current by Somatostatin in Guinea-Pig Gastric Myocytes

  • Kim, Young-Chul;Sim, Jae-Hoon;Lee, Sang-Jin;Kang, Tong-Mook;Kim, Sung-Joon;Kim, Seung-Ryul;Youn, Sei-Jin;Lee, Sang-Jeon;Xu, Wen Xie;So, In-Suk;Kim, Ki-Whan
    • The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
    • /
    • 제9권2호
    • /
    • pp.103-108
    • /
    • 2005
  • To study the direct effect of somatostatin (SS) on calcium channel current ($I_{Ba}$) in guinea-pig gastric myocytes, $I_{Ba}$ was recorded by using whole-cell patch clamp technique in single smooth muscle cells. Nicardipine ($1{\mu}M$), a L-type $Ca^{2+}$ channel blocker, inhibited $I_{Ba}$ by $98{\pm}1.9$% (n=5), however $I_{Ba}$ was decreased in a reversible manner by application of SS. The peak $I_{Ba}$ at 0 mV were decreased to $95{\pm}1.5$, $92{\pm}1.9$, $82{\pm}4.0$, $66{\pm}5.8$, $10{\pm}2.9$% at $10^{-10}$, $10^{-9}$, $10^{-8}$, $10^{-7}$, $10^{-5}$ M of SS, respectively (n=3∼6; $mean{\pm}SEM$). The steady-state activation and inactivation curves of $I_{Ba}$ as a function of membrane potentials were well fitted by a Boltzmann equation. Voltage of half-activation ($V_{0.5}$) was $-12{\pm}0.5$ mV in control and $-11{\pm}1.9$ mV in SS treated groups (respectively, n=5). The same values of half-inactivation were $-35{\pm}1.4$ mV and $-35{\pm}1.9$ mV (respectively, n=5). There was no significant difference in activation and inactivation kinetics of $I_{Ba}$ by SS. Inhibitory effect of SS on $I_{Ba}$ was significantly reduced by either dialysis of intracellular solution with $GDP_{\beta}S$, a non-hydrolysable G protein inhibitor, or pretreatment with pertussis toxin (PTX). SS also decreased contraction of guinea-pig gastric antral smooth muscle. In conclusion, SS decreases voltage-dependent L-type calcium channel current ($VDCC_L$) via PTXsensitive signaling pathways in guinea-pig antral circular myocytes.

전자소자에서의 $\frac {1}{f}$잡음에 관한 연구 (A Study on the Theory of $\frac {1}{f}$ Noise in Electronic Devies)

  • 송명호
    • 한국통신학회논문지
    • /
    • 제3권1호
    • /
    • pp.18-25
    • /
    • 1978
  • 반도체 소자에서 생기는 1/f 형의 잡음의 근원이 무엇인가에 대해 지금까지 여러 이론이 나왔다. 그중에도 Mcwhorter's Surface model이 대표적인 이론이었다. 그러나 Hooge는 이론에 반기를 들고 나왔다. Hooge의 이론에 의하면 thermo cell이나 Concentration cell에서의 1/f-형의 잡음이 표면효과(surface effect)가 아니라는 것이다. 본 논문에서는 이 두 대표적인 이론을 종합검토할 수 있는 Langenvin type의 Boltzmann transport equation에 입각하여 새로운 일반이론을 세웠다. 본 논문에서는 N형 채널을 갖고 있는 금속산화물반도체 전계효과 트랜지스터에서 단일준의 Shockley-Read-Hall recombination center에 의한 단락회로에서 드레인의 1/f-형 잡음스펙트럼을 계산하기 위해 시간에 따라 변화하는 양을 포함시키므로써 각 에너지대의 케리어에 대해 준-페르미준위를 정의할 수 없다고 가정했으므로, 1/f-형의 잡음은 다수케리어 효과에 기인한다고 가정했다. 이러한 가정하에서 유도된 1/f-형의 잡음은 금속산화물반도체 전계효과 트랜지스터에서 1/f-형의 잡음에 중요한 요인들을 모두 보여주었다. : 적주파에서 플렛티유를 나타내지 않았고 채널의 면적 A와 드레인 바이어스 전압 V에 비례하고 체널의 길이 L에 반비례한다. 본 논문의 모델에서는 1/f-응답에서 1/f2에 대한 잡음스트럼의 전이주파수와 P-n 합다이오우드의 surfact center에 관계되는 완화시간(relaxation time)에 대응하는 주파수 사이를 구별하여 설명할 수 있었다. 본 논문의 결과에서 1/f-형 잡음스펙트럼은 격자산란이 주원인이 된다. 금속산화물반도체 전계효과 트랜지스터를 살펴보면 격자산란이 주로 표면에서 일어나기 때문에 1/f-형 잡음이 표면효과라고 말할 수 있다.

  • PDF