• 대한전자공학회논문지SD
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• 제39권2호
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• pp.14-26
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• 2002

Pauli 배타 원리를 적용한 축퇴 상태의 양자 우물 소자 모델링을 제안하였다. 양자 우물에서의 다중 에너지 부준위 각각에 대한 Boltzmann 방정식의 collision 항들을 Pauli 배타 원리를 적용하여 전개하고 이들을 Schrodinger 방정식과 Poisson 방정식과 결합하여 비선형적인 시스템의 모델을 설정하였다. 시스템의 해를 직접적으로 구하기 위하여 유한 차분법과 Newton-Raphson method를 적용하여 양자 우물의 다중 에너지 부준위 각각에 대한 캐리어 분포 함수를 구하였다. Si MOSFET의 inversion 영역에 본 모델을 적용하여 전자 밀도의 증가에 따라 양자 우물의 에너지 분포 함수가 Boltzmann 분포 함수의 형태로부터 Fermi-Dirac 분포 함수의 형태로 변화함을 제시하고, 소자 크기가 감소할수록 소자 모델링에 있어서의 Pauli 배타 원리의 중요성과 함께 본 모델의 정당함과 그 해석 방법의 효율성을 보여주었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제39권1호
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• pp.28-37
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• 2002

본 연구에서는 저장력 예인케이블의 비선형 동적거동을 수치적으로 해석하였다. 고장력 케이블해석에서는 흔히 무시되는 굽힘강성의 효과가 저장력 케이블에서는 중요한 역할을 하므로 본 연구에서는 이를 고려하였다. 또한 저장력 케이블에서는 대변위가 발생하기 쉬우므로 기하학적인 비선형 및 유체 비선형 효과가 크므로 이를 고려하였다. 저장력 예인케이블에 대한 3차원 비선형 운동방정식을 수립하고 유한차분법을 적용하여 이산화 시켰다. 시간적분에 있어서 안정적인 해를 얻을 수 있는 음해법(implicit method)을 적용하였으며 비선형 해를 구하기 위하여 Newton-Raphson 반복법을 사용하였다. 케이블과 같이 양단경계조건을 갖고 대각선 주변 성분만 있는 행렬식을 계산하는 경우에는 Gauss-Jordan 방법 등과 같이 일반적인 방법 보다 블록삼중대각행렬 풀이법이 계산시간을 상당히 줄일 수 있음을 알 수 있었다. 몇 가지 예제해석을 수행하였으며 실해역 실험결과에 의해 이미 검증되어 있는 케이블 해석프로그램인 WHOI Cable 프로그램의 해석결과와 비교 검토한 결과 서로 잘 일치함을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.245-249
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• 2005

The numerical simulation of a two-phase flow In a discrete fracture network model is presented in this paper, The purpose of this work is to consider density-driven flows induced by the density difference between hot autochthonous heavy brines and injected cold water. Mechanical consequences of high pressure waves on the fracture permeability and heat exchanges between fluids and rock matrix are neglected in this study. The finite volume method is employed to discretize spatially and the system is solved by using an IMPES(Implicit Pressure-Explicit Saturation) scheme. In order to solve the strong non-linearity of the system, the Newton-Raphson algorithm is used. The well-known Buckeley-Leverett problem is adapted to validate results calculated from the model and a relatively good agreement is obtained.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제10권3호
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• pp.7-13
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• 2013

Hydraulic vane pumps are widely used in various hydraulic systems because of its compactness and light weight. It is well known that the vanes and cam ring are separated by very thin liquid films which result in the EHL state. Contrary to the case of cylindrical roller bearings, the inlet and side boundary pressures are much higher than the atmospheric pressure. In this paper, a numerical solution of the EHL of finite line contacts between the cam ring and vane tip with profiled ends is presented. Using a finite difference method with non-uniform grids and the Newton-Raphson method, converged solutions are obtained for moderate load and material parameters. The EHL pressure distribution and film shape are considerably affected by pump delivery pressure and the side boundary condition applied. Both the maximum pressure and the minimum film thickness always occurred near the edge regions. The present results can be used in the design of optimum vane profile in hydraulic vane pump.

• Steel and Composite Structures
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• 제30권4호
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• pp.327-336
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• 2019

This paper presents geometrically nonlinear behavior of cracked fiber reinforced composite beams by using finite element method with and the first shear beam theory. Total Lagrangian approach is used in the nonlinear kinematic relations. The crack model is considered as the rotational spring which separate into two parts of beams. In the nonlinear solution, the Newton-Raphson is used with incremental displacement. The effects of fibre orientation angles, the volume fraction, the crack depth and locations of the cracks on the geometrically nonlinear deflections of fiber reinforced composite are examined and discussed in numerical results. Also, the difference between geometrically linear and nonlinear solutions for the cracked fiber reinforced composite beams.

• 대한전자공학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.101-107
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• 1990

본 논문에서 유한차분법을 이용하여 Pt-GaAs Schottky Barrier Diode(SBD)를 일차원으로 simulation하였다. 반도체의 지배방정식인 포아송 방정식(poisson equation)과 전류연속 방정식)current continuity equation)을 이산화 시킨 다음 Newton-Raphson 방법으로 선형화시켜서 가우스 소거법으로 해가 수렴할 때까지 반복적으로 풀었다. 이 SBD의 해석에 필요한 경계조건은 열전자방출-확산이론(thermionic emission-diffusion theory)으로부터 Schottky Barrier의 경계조건을 취하였다. 에피층을 갖는 SBD를 모델링하여 인가전압에 따른 다이오드에서의 전위와 전자의 분포를 simulation 하였다. 전위에 따라 변하는 접속층을 고려하여 실험치와 잘 일치하는 결과를 얻었다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.93-101
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• 1985

다양한 채널 길이와 임의의 인가전압하의 MOS 트랜지스터를 2차원적으로 시뮬레이션 하기 위한 프로그램(SOMOS)을 제작하였다. Poisson의 방정식에 대하여는 Newton방법을, 연속방정식에 대하여는 발산정리를 이용하여 기본 수식들에 대한 유한차등법(FDM)에 따른 수식을 전개하였으며, 선형화된 수식의 해는 SOR 방법과 Cummel의 알고리즘을 이용하여 구했다. 하난의 동작상태의 소자를 시뮬레이션 하기 위한 시간은 VAX 11/780 컴퓨터를 사용했을때 인가전압 상태에 따라 30초 내지 4분 정도가 소요되었다. 인가전압과 전위분포에 따라 자동적으로 생성되는 그리드는 비균일한 간격을 가지며 필요에 따라 자동적으로 개선된다.

• 한국해양공학회지
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• 제18권4호
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• pp.15-22
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• 2004

Static and dynamic analyses of a very flexible and light riser, for upwelling the deep ocean water, is performed. In this numerical study, an implicit finite difference algorithm is employed for three-dimensional riser equations. Fluid non-linearity and bending stiffness are considered and solved, using the Newton-Raphson iteration. Maintaining the depth of end point of a flexible and light riser is very important for upwelling deep ocean water in a floating type development system. Weight is attached at the end point of the riser in order to maintain its intake depth. It is designed under the strong surface current and the configuration of the rise is predicted. In the dynamic analysis, the tension variation at the top point of the riser is presented. T e results of this study can contribute to the design of the development system in floating type for upwelling deep ocean water.

• 대한기계학회논문집B
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• 제30권3호
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• pp.270-277
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• 2006

Inverse radiation problems were solved for estimating boundary temperature distribution in a way of function estimation approach in an axisymmetric absorbing, emitting and scattering medium, given the measured radiative data. In order to reduce the computational time fur the calculation of sensitivity matrix, automatic differentiation and Broyden combined method were adopted, and their computational precision and efficiency were compared with the result obtained by finite difference approximation.. In inverse analysis, the effects of the precision of sensitivity matrix, the number of measurement points and measurement error on the estimation accuracy had been inspected using quasi-Newton method as an inverse method. Inverse solutions were validated with the result acquired by additional inverse methods of conjugate-gradient method or Levenberg-Marquardt method.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.335-342
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• 2002

A continuum-based design sensitivity analysis (DSA) method fur non-shape problems is developed for geometrically nonlinear elastic structures. The non-shape problem is characterized by the design variables that are not associated with the domain of system like sizing, material property, loading, and so on. Total Lagrangian formulation with the Green-Lagrange strain and the second Piola-Kirchhoff stress is employed to describe the geometrically nonlinear structures. The spatial domain is discretized using the 4-node isoparametric plane stress/strain elements. The resulting nonlinear system is solved using the Newton-Raphson iterative method. To take advantage of the derived analytical sensitivity In topology optimization, a fast and efficient design sensitivity analysis method, adjoint variable method, is employed and the material property of each element is selected as non-shape design variable. Combining the design sensitivity analysis method and a gradient-based design optimization algorithm, an automated design optimization method is developed. The comparison of the analytical sensitivity with the finite difference results shows excellent agreement. Also application to the topology design optimization problem suggests a very good insight for the layout design.