• 제목/요약/키워드: Diffraction theory

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내부가 빈 원기둥의 수직운동 특성 (Characteristics of Heaving Motion of Hollow Circular Cylinder)

  • 배윤혁;조일형
    • 한국해양공학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.43-50
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    • 2013
  • In the present investigation, the hydrodynamic characteristics of a vertically floating hollow cylinder in regular waves have been studied. The potential theory for solving the diffraction and radiation problem was employed by assuming that the heave response motion was linear. By using the matched eigenfunction expansion method, the characteristics of the exciting forces, hydrodynamic coefficients, and heave motion responses were investigated with various system parameters such as the radius and draft of a hollow cylinder. In the present analytical model, two resonances are identified: the system resonance of a hollow cylinder and the piston-mode resonance in the confined inner fluid region. The piston resonance mode is especially important in the motion response of a hollow circular cylinder. In many cases, the heave response at the piston resonance mode is large, and its resonant frequency can be predicted using the empirical formula of Fukuda (1977). The present design tool can be applied to analyze the motion response of a spar offshore structure with a moon pool.

Fast-Converging Algorithm for Wavefront Reconstruction based on a Sequence of Diffracted Intensity Images

  • Chen, Ni;Yeom, Jiwoon;Hong, Keehoon;Li, Gang;Lee, Byoungho
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제18권3호
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    • pp.217-224
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    • 2014
  • A major advantage of wavefront reconstruction based on a series of diffracted intensity images using only single-beam illumination is the simplicity of setup. Here we propose a fast-converging algorithm for wavefront calculation using single-beam illumination. The captured intensity images are resampled to a series of intensity images, ranging from highest to lowest resampling; each resampled image has half the number of pixels as the previous one. Phase calculation at a lower resolution is used as the initial solution phase at a higher resolution. This corresponds to separately calculating the phase for the lower- and higher-frequency components. Iterations on the low-frequency components do not need to be performed on the higher-frequency components, thus making the convergence of the phase retrieval faster than with the conventional method. The principle is verified by both simulation and optical experiments.

해저구조물 설치에 따른 파랑에너지 집적에 관한 연구 (A Study on the Concentration of Wave Energy by Construction of a Submerged Coastal Structure)

  • 국승기;이중우
    • 한국항만학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.69-91
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    • 1992
  • A new type of horizontal submerged break water or fixed structure to control waves near coastal area is introduced to focus wave energy before or behind it. Intentionally, the water depth near the structure is changed gradually to get a refraction and diffraction effect. The concentration of wave energy due to the structure was analyzed for the selected design of structure. The shape of the submerged structure in consideration is a circular combined with elliptical curve not to cause reflection of waves at the extreme edge of the structure but cause wave scattering. The direction of the structure against the incident wave is changed easily in the model Applying a regular wave train the following were examined. 1) whether a crescent plain submerged structure designed by the wave refraction theory can concentrate wave energy at a focal zone behind and before it without wave breaking phenomenon. 2) Location of maximum wave amplification factor in terms of the incident wave direction, wave period, etc. In any event the study would contribute to control waves near coastal area and to protect a beach from erosion without interruption of ocean view it is an useful study for the concentration of wave energy efficiently with the increase of wave height.

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퇴적 침전구에서 발생하는 내면파 유동에 의한 유체력 해석 (Numerical Computations on the Hydrodynamic Forces by Internal Waves in a Sediment Pocket)

  • 경조현;김장환;배광준
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제7권4호
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    • pp.192-198
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    • 2004
  • 해안 근처에서는 해수보다 무거운 진흙 등으로 채워진 퇴적 침전구가 존재한다. 이러한 퇴적 침전구 내에서는 해양으로부터 들어오는 입사파에 의해 내면파 유동이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 내면파 유동이 존재하는 퇴적 침전구 내에 위치한 물체에 발생하는 2차원 내면파 문제에 대한 수치기법을 개발하였다. 수학적 정식화 과정으로 유체 영역을 포텐셜 유동으로 가정하였으며, 자유표면에 대한 경계조건은 선형화된 자유표면 경계조건을 사용하였다. 수치 기법으로는 국소 유한 요소법을 사용하였다. 사용된 국소 유한 요소법은 기지의 함수 집합을 사용하여 방사 경계조건을 엄밀히 만족함으로써 계산 영역을 작게 줄일 수 있는 장점이 존재한다. 개발된 수치 기법의 검증을 위하여 Schwingers의 범함수법을 이용한 Lassiter의 계산 결과와 비교하였으며, 서로 잘 일치함을 확인하였다. 계산 예로서는 퇴적 침전구내에 형성된 내면파면 위에 존재하는 파이프라인이 입사파에 비해 유기 되는 힘을 계산하였다.

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페롭스카이트 $CaGa_{1-x}Fe_xO_{3-y}$계의 비화학량론과 물리적 성질 (Nonstoichiometry and Physical Properties of the Perovskite $CaGa_{1-x}Fe_xO_{3-y}$ System)

  • 노권선;류광현;장순호;여철현
    • 대한화학회지
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    • 제40권5호
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    • pp.295-301
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    • 1996
  • $CaGa_1-xFexO_3-y$계의 x=0.25, 0.50, 0.75 및 1.00에 해당하는 고용체를 $1150^{\circ}C$, 대기압하에서 제조하였다. X-선 회절분석, Mohr염 정정, Mossbauer 분광분석을 수행하여 합성된 고용체들의 구조, 비화학량론적 화학식 및 양이온들의 분포를 결정한 후 전기전도도와 자기측정을 수행하여 물성에 관한 논의를 하였다. X-선 회절분석으로부터 얻은 모든 조성의 결정계는 브라운밀러릿 사방정계이다. 환산 격자부피는 단위세포의 차원이 다른 X=0.25의 조성을 제외하고 x값이 증가함에 따라 직선성을 가지고 증가한다. Mohr염분석 결과 고용체들은 $Fe^{4+}$ 이온을 포함하지 않고 산소공위의 몰수인 y값은 0.50으로 고정된 값을 가진다. Mossbauer 분광분석으로부터 Fe 이온의 산화상태, 배위상태, 브라운밀러릿 구조 및 $Ga^{3+}$$Fe^{3+}$ 이온의 분포를 논의하였다. 전기전도도와 활성화에너지는 x값이 증가함에 따라 각각 증가와 감소하고 이들로부터 전자 전기전도 메커니즘을 제안한다. x=0.50~1.00의 조성을 냉각하면서 자기측정을 수행할 때 열적 자기 히스테리시스가 나타나며 이러한 현상을 공간군과 Dzyaloshinsky-Moriya 상호작용을 기초로 논의하였다.

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비정질 $Fe_{78}Si_{9}B_{13}$ 합금의 구조와 자성 연구 (Structural Analysis and Magnctic Propcrics of Amorphous $Fe_{78}Si_{9}B_{13}$ Alloy)

  • 이희복;송인명;유성초;임우영
    • 한국자기학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.179-184
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    • 1993
  • 비정질 합금 $Fe_{78}Si_{9}B_{13}$의 구조를 X-선 회절상을 분석하여 구하였다. 계산된 동경분포함수(RDF)의 첫번째 peak는 최인접 원자의 분포를 나타내는 것으로 Gaussian 함수형태를 나타낸다. 구조분석에서 본 시료의 최인접 원자배위수는 13.5이고, 최인접 원자간 평균거리 $r_{0}$$2.595{\AA}$, 인접원자들의 분포를 나타내는 Gaussian 함수의 변수 ${\delta}r$$0.27{\AA}$이다. 저온에서의 포화자화의 온도 의존성은 spin 파로 설명할 수 있으며, 이 때에 계산된 spin파 stiffness 상수는 $117.8\;meV\;{\AA}^2$ 이다. 또한, 포화자화의 온도 의존성을 Handrich의 분자장 이론식과 맞추어 얻은 변수는 각각 S=1/2 일때 ${\Delta}=0.32$이고, S=1 일때 ${\Delta}=0.23$으로 이론식과 실험결과가 전체적으로 잘 일치한다. 구조분석 결과와 분자장 이론식에서 구한 변수를 활용하여 spin파 stiffness 상수를 계산할 수 있으며, 이로써 구한 값은 S=1/2일때 $149\;meV\;{\AA}^2$ 이고, S=1 일 때 $138\;meV\;{\AA}^2$ 이다. 또한, 평균 교환결합상수 J($r_{0}$)는 S=1/2일때 17.9 meV이고, S=1일때는 J($r_{0}$)는 6.7 meV 으로 추정된다.

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암석구성성분검층: 원리, 연구동향 및 향후 과제 (Borehole Elemental Concentration Logs: Theory, Current Trends and Next Level)

  • 신제현;황세호
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제22권3호
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    • pp.149-159
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    • 2019
  • 암석구성성분검층(중성자-감마스펙트로스코피검층)은 중성자선원의 비탄성산란과 중성자포획 작용으로부터 생성되는 감마선을 측정하여 지층의 원위치 광물조성을 추정할 수 있는 기술이다. 일반적으로 지층의 광물조성 평가는 코어에 대한 X선 회절법, X선 형광분석법 등의 실내 시험자료를 주로 이용하고 있으나 이는 조사 구간의 극히 일부분에 대한 결과이며 특히, 유체의 유동 경로 구간은 주로 파쇄대 및 사질층인데 이 구간들의 코어 회수율이 불량하여 조사 구간 전체에 대한 광물조성 평가는 한계가 있다. 따라서 시추공 전 구간에 대한 원위치 광물조성 추정 기술개발은 지중환경 평가에 중요한 역할을 할 수 있다. 이 기술은 전통, 비전통 저류층 평가를 중심으로 최근까지 장비 개발 및 관련 연구가 활발히 진행되고 있는 분야이지만 몇 개 서비스회사의 독점기술로 자세한 정보 미공개, 다양한 지층 및 인공모형을 이용한 화학-광물학 데이터베이스 구축 문제 등으로 국내 연구에 직접적으로 적용하기에는 어려움이 있었다. 이 해설논문에서는 암석구성성분검층의 기본원리, 시스템 구성, 교정시설, 국외 기 개발된 검층시스템 분석 및 연구개발 동향 등을 통해 해당 기술을 소개하고, 국내 시스템 제작을 위한 기술 적용 방안을 검토하였다.

반잠수식 시추선에 작용하는 장주기 표류력에 관한 연구 (A Study on the Slowly Varying Wave Drift Force Acting on a Semi-Submersible Platform in Waves)

  • 홍사영;이판묵;홍도천
    • 대한조선학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.49-63
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    • 1989
  • 파랑표류력은 크기에 있어서는 2차항(2nd-order)의 힘으로, 파도의 주기로 나타나는 1차항(1st-order)의 파랑강제력에 비해 미미하나, 부유체 자체의 복원력이 없는 수평방향으로 작용하므로 부유체에 대변위 표류운동을 유발한다. 특히 장주기 표류력은 계류시스템에 장주기 대변위 공진응답을 야기시킬 수 있으므로 계류시스템의 설계 및 운용에 고려되어야 할 중요한 요소이다. 본 연구에서는 이론적 연구로서 개량된 Green 적분방정식을 이용하여 3차원 특이점을 분포하는 방법으로 near field법을 택하여 장주기 파랑표류력을 계산하였으며 계산결과는 Pinkster 및 Standing의 결과와 비교하였다. 비선형파의 산란효과 고려는 Pinkster의 근사방법을 따랐다. 실험적 연구로서 반잠수식 시추선의 1/60 모형에 대해 규칙파 및 불규칙파중 표류력계측시험을 수행하였으며 실험결과는 계산치와 비교되었다. 끝으로 계측시험에 있어 계류스프링의 영향 및 장주기 표류력 계측에 있어서 실험상 문제점을 논하였다.

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$Mg_{0.16}Zn_{0.84}Te:Co $단결정 성장과 광흡수 특성 (Crystal growth and optical absorption of $Mg_{0.16}Zn_{0.84}Te:Co $ single crystal)

  • 정상조
    • 한국결정성장학회지
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    • 제7권4호
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    • pp.548-554
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    • 1997
  • 수직 Bridgman방법으로 $Mg_{0.18}Zn_{0.84}$Te:Co(Co:0.01 mole%)단결정을 성장시켰다. 성장된 단결정의 결정구조와 광흡수 spectra를 연구하였다. X 선 회절무늬로부터 성장된 단결정의 구조는 cubic구조이었고 격자상수 a=6.1422 $\AA$이었다. 광흡수 측정결과 $Co^{2+}$ 이온에 기인된 $A-band:^4A_2(^4F){\to}^4T_2(^4F),\; B-band:^4A_2(^4F){\to}^4T_1(^4F), C- band:^4A_2(^4F){\to}^4T_1(^4P)$의 intracenter transition과, 흡수단 근처의 charge transfer에 의한 photoionization transition에 관계된 D-band를 550-770 nm의 파장영역에서 관측하였다. 또한 결정장 이론에 의해 결정매개변수(Dq)와 Racah parameter(B)를 결정하였다.

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N개의 투과성 원기둥 배열에 의한 파랑제어 (Wave Control by an Array of N Bottom-Mounted Porous Cylinders)

  • 조일형
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.232-241
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    • 2003
  • 3차원 선형포텐셜 이론아래에서 해저면 바닥에 고정된 N개의 투과성 원기둥과 입사파의 상호작용 문제를 살펴보았다. 유체영역을 때의 외부영역과 N개의 내부영역으로 나누고, 각 유체영역에서의 회절포텐셜을 고유함수전개법에 의해 표현하였다(Williams and Li, 2000). 투과성 구조물은 파력과 처올림 파형을 크게 줄일 수 있다는 사실을 해석결과는 보여주고 있다. 개발된 해석모델을 검증하기 위하여 일렬로 배열한 투과성 원기둥들을 가지고 조파수조(30m $\times$ 7m $\times$ 1.5m)에서 체계적인 모형실험을 수행하였다. 해석결과와 모형실험결과는 정성적으로 잘 일치하고 있음을 확인하였다. 투과성 원기둥을 일렬로 배열하여 만든 방파제는 해수교환뿐 아니라 우수한 소파성능을 가지고 있어 미래의 해수교환방파제로써 무한한 잠재력이 있다고 판단된다.