• 한국통신학회논문지
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• 제16권8호
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• pp.719-731
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• 1991

본 논문은 일반형의 개통형전자총의 전자 빔 궤도를 비교적 신속 편리하게 해석할 수 있는 computer simulation의 한 방법을 소개하는 것으로써 전극의 구조와 인가전압등을 입력하면 빔 전류, cutoff 전압, 빔 직경 그리고 궤적도가 출력으로 얻어진다. 계산속도를 증가시키기 위해서 공간전위의 계산에는 전극공간을 여러개로 분할하고 요구되는 정도에 따라서 각기 다른 격자크기를 할당하였으며 유한차분법으로 계산하도록 하였다. 몇 가지의 model을 선정하여 본 방법으로 빔 궤적도를 simulation 시켰는데 그 결과는 전극의 집속기구를 명확하게 제시해줄 수 있었으며 본 방식으로 구해진 빔 전류, cutoff 전압, 빔 직경등은 실지의 측정실험에서 얻어진 결과와 실험오차 내의 정확도로써 잘 일치되었다. 이 방법을 적용하면 설계자로 하여금 실지로 전자관을 제작하지 않고서도 전극의 구조변화에 따른 영향을 정확히 파악 할 수 있는 까닭에 전자총의 설계나 개선작업에 유용하게 적용될 수가 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.93-93
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• 2016

최근 증가하고 있는 기후변화에 의해 설계빈도를 상회하는 강우의 발생빈도가 증가하고 있으며, 이로 인한 도시유역의 내수범람 피해가 증가하고 있다. 도시유역에서 발생하는 침수 피해의 경우 인적 물적 자원이 집중되어 있는 도시의 특성으로 인해 침수로 인한 직접적 피해 규모가 상당할 뿐만 아니라 침수 발생 후 세균 및 박테리아에 의해 발생하는 수인성 전염병의 유행 등과 같은 2차적 피해 또한 심각한 사회적 비용을 초래할 수 있어 도시유역의 침수 피해를 저감시키기 위한 대책이 절실히 요구되어지고 있다. 도시유역의 침수를 예방하기 위한 대책은 구조적 비구조적 대책으로 구분되어 질 수 있으며 구조적 대책의 경우 침수 피해 예방에 직접적인 효과를 낼 수 있다는 장점이 있으나 대규모 사업예산 및 사업 기간으로 인해 직접적 효과를 보기까지 상대적으로 긴 시간이 필요할 뿐만 아니라 사업 진행 중 대상지역 거주민들의 민원으로 인한 갈등 조정 등으로 인해 사업실행에 어려움을 겪고 있다. 이러한 측면에서 비구조적 대책의 일환인 수치해석을 통한 침수피해 재현 및 침수원인 파악을 통한 구조개선 제안은 구조적 대책의 단점을 보완할 수있는 좋은 대안이 될 수 있다. 도시유역의 경우 비도시유역과 대조적인 차이점으로는 높은 비율의 불투수층, 복잡한 지형, 다수의 인공 구조물 및 배수관망 시스템 등을 들 수 있으며, 침수해석 모형의 정확도를 높이기 위해서는 복잡한 지형의 효율적인 처리가 무엇보다 중요하다. 일반적으로 이용되는 2차원 침수해석 모형들은 직교구조 격자 또는 비구조 격자를 이용하여 지형을 묘사하고 있으며 DEM 자료를 직접 사용하는 직교구조 격자의 경우 지형 데이터 생성이 상대적으로 쉽다는 장점이 있으나 복잡한 지형을 표현하기 위해서는 불필요한 지역까지 높은 해상도를 이용해야 하며 이로 인하여 모의시간이 지나치게 길어지는 문제점이 발생한다. 비구조 격자의 경우 상대적으로 복잡한 도시 유역을 잘 묘사할 수 있다는 장점이 있으나 격자망 생성에 필요한 데이터가 많고 격자망 생성에 지나치게 많은 시간과 노력이 소요된다는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 위에서 언급한 두 가지 방법의 장점만을 취할 수 있도록 메쉬 세분화 기법을 이용한 2차원 침수해석 모형을 개발 하여 복잡한 지형은 고해상도 메쉬를 이용하여 보다 자세히 묘사하고 상대적으로 복잡하지 않은 지형은 저해상도 메쉬를 이용하여 계산시간을 단축시킬 수 있도록 하였다. 수치해석 기법으로는 엇갈림 격자를 이용하는 Leap-Frog 기법과 유한차분 (Finite difference Method)기법을 이용하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권11호
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• pp.5-12
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• 2013

본 연구의 목적은 토석류 발생 가능성이 높은 산지에 소단을 설치하였을 경우 산지 하류에서의 토석류의 거동과 메카니즘을 측정하는 것이다. 수치모델은 질량보존 및 운동량 보존에 관한 방정식에 기초하여 유한차분법을 이용하여 수행되었다. 토석류 거동을 측정하기 위하여 3가지 형태의 소단을 갖는 사면과 직선 사면에서의 토석류 변화를 비교하였다. 우선 하류단에서 소단폭의 길이 변화에 따른 직선 사면과 소단을 갖는 사면에 대한 유량과 토사체적 농도를 조사하였고, 공급유량 변화에 따른 소단을 갖는 사면에서의 유량과 토사체적 농도를 조사하였다. 소단을 갖는 수로에서는 소단폭의 길이가 길어질수록 소단으로 인해 토석류가 저유량 형태로 나타났으며, 고유량의 요동분포의 지속시간이 줄어들었다. 이는 소단이 토석류를 지연시키는 데 효과적인 것을 발견하였다. RMS비 비교 결과 소단을 갖는 사면이 직선 사면보다 유량이 적게 나타난 것을 확인하였다. 토사체적농도의 경우 소단폭의 길이가 길어질수록 변곡점이 나타나지 않고 완만한 형태의 그래프를 나타냈으다. 또한, 저농도의 토사와 물이 혼합되어 하류부로 유하하기 때문에 하류부에서의 토석류에 의한 피해를 저감시키는 데 효과가 있었다. 본 연구의 결과는 토석류 재해 예측 및 다양한 대책을 세우는 데 좋은 정보를 제공할 것이다.

• 유기물자원화
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• 제28권4호
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• pp.43-52
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• 2020

멤브레인을 이용한 기체 분리 기술이 발전함에 따라 분리 과정을 설명하기 위해 다양한 수학적 모델을 개발하고 적용해 왔다. 본 연구에서는 셀룰로오스 아세테이트(CA) 중공사 분리막을 제조하여 실험에 사용하였다. 메탄, 질소, 산소 및 이산화탄소 순수가스를 이용하여 투과도를 측정하고, 향류 흐름 모델(Counter-current model)을 적용하여 실험데이터와 비교/해석하였다. CA 막에 대한 이산화탄소와 메탄의 투과도는 각각 25.82 GPU와 0.65 GPU로 나타났다. CO2/CH4 선택도는 39.7이었다. 순수가스 테스트 후 세 가지 모의 혼합가스에 대한 분리 테스트를 수행하였으며, 다양한 stage-cut 조건에서 투과된 가스의 농도를 측정하였다. 실험으로 얻은 데이터를 향류 흐름 모델로 비교한 결과 상당히 일치하는 것으로 나타났으며, CA 멤브레인 모듈을 사용한 바이오가스 분리를 수학적 모델로 구현할 수 있었다. 또한 유한차분법(FDM)을 적용하여 멤브레인에서 바이오가스의 분리 거동을 유추할 수 있었다. 향후 향류 흐름 모델은 바이오가스 분리 공정을 위한 모델로서 활용 가능할 것으로 기대된다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권7호
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• pp.1-6
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• 2006

본 연구에서는 광 논리 및 광 접속에 응용할 수 있는 GaAs/AlGaAs 구조의 완전 공핍 광 싸이리스터(depleted optical thyristor, DOT)에 VCSEL(vertical-cavity surface-emitting laser diode)을 응용하여, 활성층 위, 아래에 1/4 파장 거울층(quarter wavelength reflector stacks)을 제작함으로서 본 구조에서 최초의 레이징 특성을 구현하였고, 그 특성을 측정, 분석하였다. 스위칭 특성을 알아보기 위하여 순방향 전압에서는 비선형 s-자형의 전류-전압 특성을, 역방향 전압에서는 완전 공핍 전압을 모의실험으로 알아보았다. 모의실험을 바탕으로 설계, 제작한 VCL-DOT(Vertical Cavity Laser - Depleted Optical Thyristor)의 스위칭 전압과 전류는 5.24 V, $5{\mu}A$ 이고, 홀딩 전압과 전류는 각각 1.50 V, $100{\mu}A$가 나왔다. 측정된 레이징 문턱 전류는 0.65 mA 이고, 출력 파장은 854.5 nm의 레이징 특성을 확인하였다.

• 에너지공학
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• 제7권2호
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• pp.209-215
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• 1998

본 연구에서는 수평 가공층의 하부에서 가열하고 상부에서 냉각하는 자연대류현상을 Brinkman-Darcy 방정식을 이용하고 하부 경계면에서 상부 경계면으로 균일한 관통류가 있을 경우를 고려하여 수직 관통류가 자연대류에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 관통류가 없을 경우의 임계 Rayleigh수와 있을 경우의 임계 Rayleigh수를 비교하였다. 또, 일정한 Rayleigh수에서의 관통류의 세기에 따른 Nusselt수, 등온선의 형태, 유동현상의 변화를 고찰하였다. 이와 같은 연구를 하기 위해 수치 해석적 연구로는 2차원 비정상 유동으로 가정하고 유한차분법(FDM)을 이용하였으며, 실험적 연구에서는 수치해석상의 결과를 검증하기 위해 액정(Liquid Crystal)을 시험체적 앞면에 부착하여 관통류의 세기에 따른 온도장의 재 분포를 가시화 하였다. 결론적으로 관통류는 순수 자연대류상에서의 온도장의 형태를 크게 변화시키고, 관통류의 세기가 강해짐으로써 대류 열전달의 불안정성이 감소함을 알 수 있었다. 또, Nusselt수를 구함으로써 대류열전달의 강도를 추정할 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제29권3호
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• pp.345-355
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• 1996

2차원 지하구조를 해석함에 있어 1차원 역산에 근거한 수직탐사자료 해석의 타당성과 수평탐사에 있어 여러가지 전극배열법의 효율성이 연구되었다. 수직암맥, 판상기둥, 매몰수직단층, 램프 (ramp), 복합구조와 같은 2차원 모델로부터 유한차분법을 이용하여 3 포인트, 쌍극자, 베너 (Wenner), 슐럼버저 (Schlumberger) 수평탐사의 겉보기비저항 곡선을 구하고 이를 비교 분석하였다. 수직탐사의 경우에는 슐럼버저와 베너 배열법에 대하여 1차원 역산자료를 내심하여 얻은 자료로부터 2차원 단면도를 구하여 비교하였다. 이러한 2차원 단면도는 각 모델에 대하여 비저항의 수칙, 수평적인 경계면을 잘 보여주고 있다. 또한 슐럼버저 수평탐사의 겉보기 비저항 곡선은 수직적인 비저항의 경계면을 잘 보여주고 있다. 전반적으로 수직, 수평 전기탐사의 경우에 있어 슐럼버저 배열법이 다른 전극배열법보다 우수한 결과를 보여주고 있다. 본 연구로부터, 1차원 역산에 근거한 2차원 지하구조의 해석이 가능함을 알 수 있다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권3호
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• pp.191-202
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• 2011

역시간 구조보정은 양방향 파동방정식을 이용하여 지하 구조를 영상화하는 정확성이 높은 구조보정 기법으로, 최근까지 주로 지하 매질을 등방성 매질로 가정하고 실시되어 왔다. 그러나 실제 지하매질은 이방성을 띠는 경우가 많으므로 역시간 구조보정 시 이를 고려한다면 영상의 정확도가 향상될 것으로 기대된다. 이에 본 연구에서는 대표적인 이방성매질인 VTI 및 TTI 매질에서의 역시간 구조보정 기술을 개발하였다. 이를 위하여 탄성 파동방정식을 음향 파동방정식으로 근사시킨 유사음향 파동방정식을 고차근사 유한차분법에 기반하여 모델링하였다. 역시간 구조보정 알고리듬으로는 상호상관을 이용한 영상화 기법과 가상 송신원을 이용한 영상화 기법을 모두 사용하였다. 완성된 알고리듬을 벤치마킹 모델인 Hess VTI 및 BP TTI 모델에 적용해본 결과, 본 연구에서 개발한 역시간 구조보정 알고리듬을 통하여 매질의 이방성을 고려해주었을 때 결과단면의 정확도가 크게 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제20권2호
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• pp.10-21
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• 2015

The present study introduces a novel numerical approach for solving dispersion dominated problems with Cauchy boundary condition in an Eulerian-Lagrangian scheme. The study reveals the incapability of traditional Neuman approach to address the dispersion dominated problems with Cauchy boundary condition, even though it can produce reliable solution in the advection dominated regime. Also, the proposed numerical approach is applied to a real field problem of radioactive contaminant migration from radioactive waste repository which is a major current waste management issue. The performance of the proposed numerical approach is evaluated by comparing the results with numerical solutions of traditional FDM (Finite Difference Method), Neuman approach, and the analytical solution. The results show that the proposed numerical approach yields better and reliable solution for dispersion dominated regime, specifically for Peclet Numbers of less than 0.1. The proposed numerical approach is validated by applying to a real field problem of radioactive contaminant migration from radioactive waste repository of varying Peclet Number from 0.003 to 34.5. The numerical results of Neuman approach overestimates the concentration value with an order of 100 than the proposed approach during the assessment of radioactive contaminant transport from nuclear waste repository. The overestimation of concentration value could be due to the assumption that dispersion is negligible. Also our application problem confirms the existence of real field situation with advection dominated condition and dispersion dominated condition simultaneously as well as the significance or advantage of the proposed approach in the real field problem.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제72권2호
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• pp.169-180
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• 2019

The underlying mechanism of the wind-induced vibration of the hangers of the suspension bridges is still not fully understood at present and hence is comprehensively examined in this study. More specifically, a series of field measurements on the No. 2 hanger of the Xihoumen Bridge was first carefully conducted. Large amplitude vibrations of the hanger were found and the oscillation amplitude of the leeward cable was obviously larger than that of the windward cables. Furthermore, the trajectory of the leeward cable was close to an ellipse, which agreed well with the major characteristics of wake-induced vibration. Then, a theoretical model for the wake-induced vibration based on a 3-D continuous cable was established. To obtain the responses of the leeward cable, the finite difference method (FDM) was adopted to numerically solve the established motion equation. Finally, numerical simulations by using the structural parameters of the No. 2 hanger of the Xihoumen Bridge were carried out within the spatial range of $4{\leq}X{\leq}10$ and $0{\leq}Y{\leq}4$ with a uniform interval of ${\Delta}X={\Delta}Y=0.25$. The results obtained from numerical simulations agreed well with the main features obtained from the field observations on the Xihoumen Bridge. This observation indicates that the wake-induced vibration might be one of the reasons for the hanger oscillation of the suspension bridge. In addition, the effects of damping ratio and windward cable movement on the wake-induced vibration of the leeward cable were numerically investigated.