• 제목/요약/키워드: Kinetic Design

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흐름함수파이론에 의한 파랑 에너지의 계산 (Computations of Wave Energy by Stream Function Wave Theory)

  • 이정열;편종근
    • 대한토목학회논문집
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    • 제6권2호
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    • pp.67-75
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    • 1986
  • 본 연구에서는 파랑의 에너지 및 에너지 수송과 관련된 변량들의 계산과 그 비선형효과의 분석을 능률적으로 수행하기 위하여 설계파에 대한 비선형 흐름함수파이론을 도입한다. 흐름함수파이론은 비대칭성 파형을 갖는 실측파와 이론적인 대칭 파형을 갖는 설계파. 두 경우 모두에 사용할 수 있는 이론으로 Dean에 의해 처음 창안되었다. 후에 Dalrymple이 특정한 파고의 조건과 0의 평균해수면 변위의 조건을 만족하도록 하는 두 라그란지 승수를 사용하여 기존의 수치계산 과정을 개량함으로써 수치계산이 좀 더 효율적으로 수행되도록 하였다. 그리고 흐름함수의 계수 (Stream function coeffiicient)들은 본 연구를 위해 개량한 Marquardt algorithm을 사용하여 수치계산된다. 본 연구의 결과로서 평균 위치에너지와 평균 운동에너지, 평균 전에너지의 비선형효과는$L^*/L_O$의 감소와 $H/H_B$의 증가에 한결같이 증가하여 흐름함수이론과 비교하여 선형파이론이 항상 과대평가된다. 군속도와 파장의 비선형효과는 $H/H_B$의 증가에 한결같이 증가하되 선형파이론이 항상 과소평가된다. 마지막으로 평균 전에너지 Flux의 비선형효과는 천해파(shallow-water waves)에 대해서는 선형파이론이 과대평가되고 심해파 (deep-water waves)에 대해서는 선행파이론이 과소평가되는 양면성을 지닌다.

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컴퓨터 시뮬레이션에 의한 관성과 마찰 에너지를 이용하는 충격흡수시설의 개발 (Development of a Crash Cushion Using the Frictional and Inertial Energy by Computer Simulation)

  • 김동성;김기동;고만기;김광주
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제9권2호
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    • pp.23-30
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    • 2009
  • 충격흡수시설은 주행차로를 벗어난 차량이 도로상의 고정된 구조물과의 직접적인 충돌을 방지하도록 하기 위한 보호시설이다. 이러한 기능은 충돌차량이 안전하게 점진적으로 멈추도록 속도를 감소시킴으로써 이루어진다. 기존의 일반적인 충격흡수시설에는 이러한 기능을 수행하기 위해서 다음의 두 가지 개념 중 하나가 적용된다. 첫 번째 개념은 파괴 또는 소성변형이 가능한 재료에 의해 충돌차량의 운동에너지를 흡수하는 것이고, 두 번째 개념은 충돌차량의 운동량을 차량의 이동경로에 놓인 소모성 재료의 질량체에 전달하는 것이다. 일반적으로 첫 번째 개념을 이용한 충격흡수시설은 압축(비관성) 충격흡수시설로 분류되고, 두 번째 개념을 이용한 충격흡수시설은 관성 충격흡수시설로 분류된다. 본 논문의 목적은 위에서 언급한 두 가지 개념을 동시에 적용한 압축형 충격흡수시설의 개발이다. 실물차량 충돌시험을 최소화 할 수 있도록 관성 에너지와 마찰 에너지 소산을 고려한 예비설계 가이드를 수립하고 충격흡수시설 개발을 위한 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션을 위하여 도로안전시설물 해석에 가장 많이 사용되는 LS-DYNA를 이용하였다. 개발된 충격흡수시설은 국내지침 CC2급의 다양한 충돌조건에 대한 성능 평가 기준을 만족하였다.

모듈형 LNG 저장탱크 외조를 구성하는 샌드위치 콘크리트 패널의 충돌실험 및 해석 (Impact Tests and Numerical Simulations of Sandwich Concrete Panels for Modular Outer Shell of LNG Tank)

  • 이계희;김언
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제32권5호
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    • pp.333-340
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    • 2019
  • 모듈형 LNG Tank의 외조를 구성하는 SCP(sandwich concrete panel)에 대해서 중속충돌시험기로 충돌시험을 수행하고 이에 대한 수치해석을 수행하였다. 충돌시험에 사용된 시험체는 가로세로 각각 2m로 외조의 일반단면과 연결부단면의 특성을 가지도록 제작하였다. 51kg의 탄자를 설계기준에 규정된 충돌에너지를 갖도록 중속충돌시험기로 45m/sec로 이상의 속도로 가속하여 충돌시켰다. 이런 충돌시험을 두 차례 반복하고 시험체의 극한능력을 평가하기 위하여 충돌속도를 2배로 하여 충돌시켰다. 충돌시험의 수치해석 모델은 LS-DYNA를 이용하여 수행되었다. 외측의 강판와 그 사이의 충진콘크리트를 고체요소로 모델링하고 전단연결재는 보요소를 이용하여 모델링하였다. 강재의 재료모델은 탄소성 및 파단거동을 고려하였으며 콘크리트의 재료는 CSCM재료로 모델링하였다. 해석에서 전면부의 충돌변형은 시험에서 얻어진 변형과 유사한 값을 얻었으나 후면부의 변형은 시험결과와 다소 작은 값을 보였다. 일반부 단면에 대한 2배속 충돌시험에서는 전후면의 강판이 파손되었으나 해석결과에서는 전면부의 강판만 파손되었다. 수치해석에서 충돌에너지는 주로 충진 콘크리트로 전이되었는데 이는 이전 연구에서 보였던 고에너지를 가진 충돌의 경우와 다른 경향이다. 작성된 모델은 구조적으로 보수적인 결과를 보이므로 실제 설계에 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

해양플랜트에 사용되는 배관의 열 하중과 구조물의 운동에 따른 구조안전성 평가 (Structural Safety Assessment of Piping Used in Offshore Plants According to Thermal Load and Motion)

  • 류보림;강호근;;이진욱
    • 한국항해항만학회지
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    • 제45권4호
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    • pp.212-223
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    • 2021
  • 본 논문에서는 해양구조물의 배관에 작용하는 환경조건과 구조물의 움직임에 따른 구조안전성 평가를 수행하였다. 배관에 작용하는 조건은 N2 generator의 설계 조건을 분석하여 최고온도와 최저온도 조건을 적용하였다. 구조물의 움직임은 DNV 규칙에 따라 계산하여 적용하였다. 각각의 조건을 조합하고 열 하중, 운동 하중 그리고 배관지지대의 유무에 따라 총 26가지 하중 조합을 구성하였고 상용프로그램인 MSC Patran/Nastran을 이용하여 해석을 진행하였다. 열해석은 Steady-state 방법인 Sol 153, 열-구조 연성 해석은 Linear-static 방법인 Sol 101을 각각 적용하여 수행하였다. 해석 결과, Set 1과 Set 2에서는 배관 내의 온도가 낮을수록, Set 3에서는 온도가 높을수록, Set 4에서는 배관 내외부의 온도 차가 클수록 응력이 증가하는 경향이 있었다. 하지만, 온도 하중만 있는 조건과 운동 하중만 있는 조건에서의 응력의 합이 두 하중의 복합 하중 조건에서의 응력과 같은 값을 나타내지는 않았다. 즉, 운동 하중에 의한 영향은 운동의 방향, 배관의 배치나 지지대의 위치 등에 따라 달라진다는 것을 알 수 있다. 따라서, 설계 시점에서 배관에 작용하는 운동 하중의 크기와 방향, 배관의 배치 그리고 배관 지지대의 위치 등을 종합적으로 고려할 필요가 있다.

골반교정에 대한 국내 임상 연구 동향 (An Overview of Clinical Studies on Pelvic Correction in Korea)

  • 백지유;배재룡;안훈모;이재흥
    • 대한의료기공학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.118-147
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    • 2020
  • Objective : The purpose of this study is to understand trends of pelvic correction therapy in Korea and to assist research activities on pelvic correction therapy. Also, this study selected and presented indicators for measuring pelvic slope to help ensure consistent studies with uniform indicators in future studies related to pelvic correction. Methods : The following keywords "골반", "골반 교정", "골반 변위" "Pelvic correction" were searched on three specialized search sites (RISS, NAI, DBpia). Trends in pelvic correction therapy were analyzed through the selected researches suitable among these searched researches in an overview format. Results : 1. A total of 7,806 studies were searched and a total of 268 studies were finally selected. 2. Studies began in 1977 and have been actively studied until recently, with 35 studies in 2017 being the most recent trend since 2000. 3. In the results according to the Main Field of Research, the 'Arts and Kinesiology'(113, 42.16%) and 'Medicine and Pharmacy'(103, 38.43%) were the most in order. To the Middle Field, the 'Kinesiology was the largest with 96(35.82%) studies. 4. In the results according to the study design, 'Pre-Post Test(PPT)' was the largest with 107 studies. 5. In the results according to the Intervention, 'Exercise' was the largest with 165 studies, of which 'Pilates' and 'Yoga' in 'Training' was the largest. 6. Among the evaluation method, the 'Pelvic Index' was used 146 times, followed by 'Spinal Alignment (99)', 'Other Joints (93)', and 'Kinetic Specialized Measurement Test (56)'. 7. Among the evaluation methods, the pelvic slope measurement indicators were PT (58), PH (48), Pelvic Torsion (40), Iliac Crest (38), ASIS-PSIS distance/angle (27), and Pelvic Width (I.W., I.L., S.W) (25) in order. 8. The journals that published the most researches were KJSS(Korean Alliance For Health, Physical Education, Recreation, And Dance;9), and JKPT(Korean Physical Therapy;9). Among the University, the Graduate School of Silla University published the most papers (12). 9. The author who published the most studies were Seungjin Park(3), the co-authors were Hoseong Lee, Gideok Park, Seongsu Bae(3), and the Thesis-Director Gyeongok Lee(7). Conclusions : 1. Studies on pelvic correction treatment continue to increase every year. 2. The main academic field of pelvic correction is 'Sports', 'Physical Therapy', and 'Medical Science'. 3. The most chosen research design method in the study on pelvic correction treatment was 'Pre-Post Test(PPT)', primarily as an intermediary, Pilates and yoga during exercise therapy, and then Chiropractic during handcraft were used as multiple frequencies. 4. Among the various measurement method indicators of pelvic correction previously used, multiple frequency was taken up in the order of PT, PH, Pelvic Torsion, iliac crest, ASIS-PSIS distance/angle, and pelvic width (I.W.,I.L.,S.W). Typically, measurements through "ASIS-PSIS angle" are recommended and are considered as the most rational in clinical trials.

남자 정신분열병 환자의 소뇌기능과 정신증상 및 인지기능간의 연관성 (Correlations of Cerebellar Function with Psychotic Symptoms and Cognitive Function in Schizophrenic Patients)

  • 김서영;전용호;권영준;정희연;황보영;심세훈
    • 생물정신의학
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    • 제14권3호
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    • pp.184-193
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    • 2007
  • 목 적: 소뇌가 운동조절 뿐아니라 인지기능과 정신과적 증상에도 중요한 역할을 하고있다는 증거들은 많다. 정신분열병에서 소뇌기능은 많은 연구들에서 대뇌고위기능의 조정곤란(Cognitive dysmetria)이라는 개념을 통해 주목 받아왔다. 다시말하면, 전전두엽-소뇌-시상핵-전전두엽 회로의 이상은 정신분열병에서 인지기능의 손상과 임상증상으로 나타날 수 있는 것이다. 본 연구의 주 목적은 남자 정신분열병 환자에서 소뇌기능이상을 ICARS를 통해 반정량적으로 평가하고, 이것이 임상 및 인지기능과 어떤 연관성이 있는지 알아보는 것이다. 방 법: 저자들은 DSM-IV-TR 진단기준에 따라 정신분열병으로 진단된 47명의 남자 정신분열병 환자와 이와 성별과 나이를 맞춘 건강한 대조군 30명을 소뇌의 신경학적 징후를 ICARS로 점수화하여 비교하였다. 반정량적으로 100점의 총점을 가진 ICARS는 자세와 보행, 사지운동기능, 언어장애, 안구운동장애의 4개의 구획으로 나뉜 19개 항목으로 구성되어 있다. 모든 실험군은 한국형 간이정신상태검사(K-Mini Mental status examination, MMSE), 언어유창성 검사(Verbal fluency test), 시계그림검사(Clock drawing test)를 통해 인지기능검사를 받았다. 환자군에서 임상증상의 심각도는 한국형 양성 및 음성 증상 척도Positive and Negative Symptom Scale(PANSS)로 평가하였다. 환자군에서 ICARS의 높은 점수가 추체외로증상이나 지발성운동장애와 같이 약물사용으로 인한 부작용과 관련이 있는지 여부를 확인하기위하여 Abnormal Involuntary Movement Scale(AIMS)를 시행하였다. 실험군과 변수들에서 통계적 유의성을 보기위해 독립표본 t 검증과 편상관분석을 사용하였다. 결 과: 정신분열병 환자들은 대조군에 비해 ICARS-자세와 보행장애, 운동기능, 안구운동장애-에서 유의하게 높은 점수를 보였다. 환자들은 인지기능검사에서도 보다 심각한 손상을 보였다. ICARS 점수와 PANSS로 평가한 환자들의 음성증상 총점과는 유의한 상관관계가 있었으며, 인지기능검사에서는 시계그림검사, 언어유창성 검사가 음성증상과 유의하게 연관이 있었다. 또, 시계그림검사는 ICARS 점수와 연관이 있었다. 정신분열병 환자에서 발병연령, 유병기간 및 AIMS 점수가 줄수있는 혼란변수는 회귀분석을 사용하여 평가하였으며, AIMS 점수는 ICARS의 점수와 연관성을 보이지 않았다. 결 론: 정신분열병은 발달학적 혹은 신경발달학적 질환으로 개념 내려지고 있다. 대부분의 연구자들은 정신분열병을 가진 환자들이 대뇌고위기능의 조정곤란(Cognitive dysmetria)이라고 불리는 전전두엽-시상핵-소뇌회로의 이상으로 인해 고통받고 있다고 하였다. 본 연구에서 저자들은 정신분열병 환자들이 인지기능과 소뇌기능에서 심각한 손상을 가지고 있고, 특히 이것은 환자들의 음성증상의 정도와 상관관계가 있다는 것을 확인하였다. 이 결과는 정신분열병에서 소뇌의 역할에 대해 지지하고 있다. 또, 정신분열병 환자들의 연성신경학적 징후를 평가하는데 있어 ICARS라는, 구조화되어 다른 검사자들에게도 통용될 수 있는 도구를 사용했다는 것에서 의미가 있다고 볼 수 있겠다. 향후 유사한 연구에서는 질병의 경과에 따라 신경학적 징후의 변화에 대해 설명할 수 있기를 기대한다.

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호기성 그래뉼 슬러지를 이용한 RO 농축수의 생물학적 처리에 관한 연구 (A Study on the Biological Treatment of RO Concentrate Using Aerobic Granular Sludge)

  • 김현구;안대희;조은하;김한용;예형영;문정수
    • 대한환경공학회지
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    • 제38권2호
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    • pp.79-86
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    • 2016
  • 본 연구의 목적은 RO 농축수 내 TDS 제어에 따른 고농도 질산성 질소의 효율적인 생물학적 처리에 있다. 실험실 규모의 실험에서는 연속회분식 반응기를 이용하여 연구를 수행하였으며 TDS의 주입조건에 따른 비탈질율, 비산소소비율 분석을 수행하였다. 연구결과, 연속회분식 반응기를 이용한 운전에 따라 탈질 공정 내 고농도 TDS 주입에 따라 탈질 반응이 지연되어 SDNR이 감소하는 것으로 나타났으며 미생물 활성도가 또한 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 질산성 질소의 원활한 처리를 위하여 TDS 제어가 수반되어야 하며 특히, $Ca^{2+}$의 중점적인 처리가 필요할 것으로 판단된다. 또한 본 연구를 통하여 도출된 SDNR, SOUR 값은 호기성 그래뉼 슬러지를 이용한 RO 농축수의 생물학적 처리를 위한 공정 설계인자로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

음이온 교환수지를 이용한 포화 수산화칼슘 수용액 내 염소이온 및 황산이온 제거 특성 평가 (Performance Evaluation of Chloride and Sulfate Removal using Anion Exchange Resin in Saturated Ca(OH)2 Solutions)

  • 이윤수;진정심;이한승
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제21권2호
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    • pp.146-154
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    • 2017
  • 최근에 구조물의 유지관리 및 보수에 관한 사안이 중요시되면서 콘크리트의 자기치유에 관한 연구가 진행되고 있다. 그러나 현재 진행되는 다수의 자기치유 콘크리트 연구는 콘크리트 유해이온의 침투경로인 내부 균열을 막는 방안에 초점을 맞추고 있다. 이와는 다르게 본 연구에서는 콘크리트 내부의 유해이온을 직접적이며 능동적으로 제어할 수 있는 소재인 이온교환수지의 적용 가능성을 보고자 한다. 이에 따라 이온교환수지를 시멘트 계 재료에 적용하기 이전에 이온교환수지의 성능평가는 배합설계 시 중요한 지표가 되기 때문에, NaCl 및 $Na_2SO_4$가 들어있는 포화 수산화칼슘 수용액 내에서 이온교환수지의 염소이온 및 황산이온 제거특성을 보았다. 본 연구에서는 음이온 교환수지를 사용하였고, 이온교환수지의 염소이온 및 황산이온 제거성능은 반응속도식과 등온흡착식을 적용하여 평가하였다. 결과적으로 포화 수산화칼슘 수용액에서 음이온 교환수지의 특성은 유사 1차 반응식과 Freundlich 등온흡착식보다 유사 2차 반응식과 Langmuir 등온흡착식에 상대적으로 더 적합하였다. 그리고 염소이온은 최대 약 1068 ppm, 황산이온은 최대 약 1314 ppm까지 제거할 수 있는 것으로 계산되었다.

Spin and Pseudo Spins in Theoretical Chemistry. A Unified View for Superposed and Entangled Quantum Systems

  • Yamaguchi, Y.;Nakano, M.;Nagao, H.;Okumura, M.;Yamanaka, S.;Kawakami, T.;Yamaki, D.;Nishino, M.;Shigeta, Y.;Kitagawa, Y.;Takano, Y.;Takahata, M.;Takeda, R.
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제24권6호
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    • pp.864-880
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    • 2003
  • A unified picture for magnetism, superconductivity, quantum optics and other properties of molecule-based materials has been presented on the basis of effective model Hamiltonians, where necessary parameter values have been determined by the first principle calculations of cluster models and/or band models. These properties of the matetials are qualitatively discussed on the basis of the spin and pseudo-spin Hamiltonian models, where several quantum operators are expressed by spin variables under the two level approximation. As an example, ab initio broken-symmetry DFT calculations are performed for cyclic magnetic ring constructed of 34 hydrogen atoms in order to obtain effective exchange integrals in the spin Hamiltonian model. The natural orbital analysis of the DFT solution was performed to obtain symmetry-adapted molecular orbitals and their occupation numbers. Several chemical indices such as information entropy and unpaired electron density were calculated on the basis of the occupation numbers to elucidate the spin and pair correlations, and bonding characteristic (kinetic correlation) of this mesoscopic magnetic ring. Both classical and quantum effects for spin alignments and singlet spin-pair formations are discussed on the basis of the true spin Hamiltonian model in detail. Quantum effects are also discussed in the case of superconductivity, atom optics and quantum optics based on the pseudo spin Hamiltonian models. The coherent and squeezed states of spins, atoms and quantum field are discussed to obtain a unified picture for correlation, coherence and decoherence in future materials. Implications of theoretical results are examined in relation to recent experiments on molecule-based materials and molecular design of future molecular soft materials in the intersection area between molecular and biomolecular materials.

직접메탄올 연료전지의 Multiscale 모델링 및 전산모사 (Multiscale Modeling and Simulation of Direct Methanol Fuel Cell)

  • 김민수;이영희;김정환;김홍성;임태훈;문일
    • 멤브레인
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    • 제20권1호
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    • pp.29-39
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    • 2010
  • 본 연구는 차세대 에너지원으로 주목 받고 있는 직접메탄올연료전지(Direct Methanol Fuel Cell, DMFC)에 대해 mutiscale 기법을 사용하여 DMFC의 MEA부분에 대한 상세 모델링 및 전산모사를 통한 이론적 고찰을 시도하였다. 본 연구에서 이용한 multiscale 모델링 방법은 공정시스템 공학의 kinetic 중심의 모델링 방법과 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD)의 유동중심의 모델링 방법을 유기적으로 결합하여 모사 중간에 필요한 데이터 교환을 함으로써 정확한 모델링 및 전산모사 결과를 얻었다. CFD 모델링으로 유체 이동현상을 3차원으로 해석하였고, 동시에 복잡한 비선형 대수방정식으로 표현되는 반응속도, 전기화학반응을 DAE (Differential & Algebraic Equation) solver로 계산하였다. 모델은 메탄올의 산화반응과 산소의 환원반응을 중심으로 MEA (Membrane Electorde Assembly)부분에서 물리화학적, 전기적 현상 현상을 규명하고, 반응 메커니즘을 구성하였다. MEA 모델은 3차원 공간에서 변위를 가지는 3차원 모델로 구성하였으며, 정상상태 및 등온공정의 조건하에 수립되었다. 이를 통해 channel을 포함한 MEA 부분에서 발생되는 물리적, 화학적, 전기적 현상을 정확히 예측 할 수 있다. 본 연구를 통해 수행된 결과는 DMFC의 실험계획 및 운전조건을 도출함에 있어 매우 유용한 역할을 할 수 있을 것으로 사료되며, 추가적인 연구를 통해 DMFC의 상용화에 크게 이바지 할 수 있을 것으로 사료된다.