• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2012년도 추계학술발표대회
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• pp.200-203
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• 2012

슈퍼 컴퓨터 시스템의 가용 계산 자원이 증가하면서 시뮬레이션 대상의 길이와 시뮬레이션 시간의 스케일을 확장할 수 있는 멀티스케일 모델링에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 논문에서는 분자동역학과 전산 유체 역학을 결합하는 멀티스케일 모델링을 대상으로 두 분야의 대표적인 시뮬레이션 소프트웨어를 하나로 조합한 프로토타입의 개발 과정과 고려 사항을 소개한다.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제20권10호
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• pp.534-542
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• 2014

멀티스케일 모델링은 시공간적으로 서로 다른 규모의 시스템을 다룰 수 있는 시뮬레이션 기법이다. 본 연구에서는 멀티스케일 모델링 연구의 일환으로 서로 다른 시뮬레이션 기법인 분자동역학과 확률회전동역학을 결합할 수 있는 방법을 제안한다. 분자동역학 프로그램 중 잘 알려진 오픈 소스인 LAMMPS를 기반으로 멀티스케일링 모델링을 구현하였으며 LAMMPS에서 정의한 제3자를 위한 표준 확장 방법을 따랐다. 제안된 방법에서는 확률회전동역학 모델을 기본으로 경계 영역은 분자동역학으로 해석 가능하게 하였고 심리스한 해석을 보장하기 위하여 중첩 영역과 정보 교환 영역을 함께 구현하였다. 예비실험을 수행한 결과, 제안된 멀티스케일 방법론이 기존 분자동역학 시뮬레이션 결과와 일치된 해석 결과를 보여주었으며 실행 시간 또한 단축시킬 수 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권8호
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• pp.873-876
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• 2012

Ionic Liquids (ILs) 는 표준상태에서 액체이온으로 존재하는 물질로 여러 가지 방법으로 다양한 특성을 띄게 할 수 있다. 이런 성질을 적절하게 이용하여 계면활성제 등 다양한 분야로의 응용이 가능하다. ILs의 한 종류인 1-10-alkyl-3-methylimidazolium bromide([C10mim][Br]) 은 특정한 환경에서 양친매성을 가진다. 이번 논문에서 우리는 분자동역학을 이용하여 수용액에서의 [C10mim][Br]의 응집 거동에 대한 연구를 진행하였다. 정준모듬(canonical ensemble)을 이용하여 모사 간 시스템의 부피와 온도를 일정하게 유지시키고 5ns 동안의 전산모사를 통하여 얻은 radial distribution function(RDF)을 이용하여 [C10mim][Br]과 물 분자간의 상호작용 및 그 분포의 특성에 대하여 논의하였다. 분자동역학적 계산을 위하여 LAMMPS 코드를 사용하였고, VMD 코드를 이용하여 후처리(post processing)을 진행하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제20권5호
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• pp.232-236
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• 2010

SiC 세라믹스는 가볍고, 우수한 고온 강도 및 온도 안정성을 지니고 있어 고온 구조용 디바이스에 많이 응용되고 있다. 본 논문에서는 분자동역학을 이용하여 다양한 온도에서 SiC 결정의 탄성율 특성을 분석하고자 하였다. 이를 위하여 SiC 결정을 모델링하여 구성 원자 사이에 Tersoff 포텐셜을 적용하고, 분자동역학 프로그램인 LAMMPS S/W를 이용하여 상온부터 $1,250^{\circ}C$까지 응력-변위 거동(stress-strain behavior) 및 탄성율 변화를 분석하였다. 본 연구의 결과, SiC 결정은 잘 알려진 바와 같이 저온에서 탄성변형 특성을 보이지만, $1,000^{\circ}C$ 이상의 고온에서 높은 변위를 인가할 경우, 약간의 소성 변형 특성을 보이는 것으로 나타났다. 또한 상온부터 $1,250^{\circ}C$까지 온도가 증가함에 따라 SiC 결정의 탄성율은 약 475 GPa 부터 425 GPa의 범위에서 변화하는 것으로 분석되었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권8호
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• pp.2783-2791
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• 2022

Molecular dynamics simulations were performed to predict the behavior of graphite atoms under neutron irradiation using large-scale atomic/molecular massively parallel simulator (LAMMPS) package with adaptive intermolecular reactive empirical bond order (AIREBOM) potential. Defect structures of graphite were compared with results from previous studies by means of density functional theory (DFT) calculations. The quantitative relation between primary knock-on atom (PKA) energy and irradiation damage on graphite was calculated. and the effect of PKA direction on the amount of defects is estimated by counting displaced atoms. Defects are classified into four groups: structural defects, energy defects, vacancies, and near-defect structures, where a structural defect is further subdivided into six types by decision tree method which is one of the supervised machine learning techniques.

• Composites Research
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• 제24권2호
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• pp.9-13
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• 2011

본 논문에서는 zinc blende계열의 결정구조를 갖는 실리콘 내부의 결함을 분석할 수 있는 대칭축 파라메터 (Symmetric axis parameter)방법을 이용하여, 탄성 및 소성 변형을 구별하는 방법을 제시하였다. 분자 동력학 해석프로그램인 LAMMPS를 사용하여, 실리콘에 대한 나노인덴테이션 해석을 수행하였다. 구형 인덴터 아래에 발생한 실리콘내부의 결함은 ring crack에서의 threefold 무늬와 전위발생경로를 보여주였다. 또한, 해석결과는 기존의 이론이나, 실험결과와도 일치하는 것을 확인하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제47권6호
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• pp.491-497
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• 2010

In this paper, we employed the classical molecular dynamics simulations using Tersoff's potential to calculate the elastic constants of the silicon carbide (SiC) crystal at high temperature. The elastic constants of the SiC crystal were calculated based on the stress-strain characteristics, which were drawn by the simulation using LAMMPS software. At the same time, the elastic constants of the SiC ceramics were measured at different temperatures by impulse excitation testing (IET) method. Based on the simulated stress-strain results, the SiC crystal showed the elastic deformation characteristics at the low temperature region, while a slight plastic deformation behavior was observed at high strain over $1,000^{\circ}C$ temperature. The elastic constants of the SiC crystal were changed from about 475 GPa to 425 GPa by increasing the temperature from RT to $1,250^{\circ}C$. When compared to the experimental values of the SiC ceramics, the simulation results, which are unable to obtain by experiments, are found to be very useful to predict the stress-strain behaviors and the elastic constant of the ceramics at high temperature.

• 대한금속재료학회지
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• 제47권1호
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• pp.32-37
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• 2009

Molecular dynamic simulations on the structural evolution of the Si(001) vicinal surfaces, which are tilted with respect to [100] and [110] directions were performed by using the empirical Tersoff potential. Tersoff potential was implemented at LAMMPS code and confirmed to describe the properties of Si. When the steps are generated along [100] direction, symmetric dimer rows formed with respect to the step edges. On the other hand, when the steps are generated along [110] direction, alternating dimer rows form with respect to the step edges. The configurational differences between the two vicinal surfaces were discussed in terms of the surface diffusion and the possibility of preventing step bunching for the (001) vicinal surface tilted along [100] direction was suggested.

• Steel and Composite Structures
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• 제34권2호
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• pp.261-277
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• 2020

The main objective of this research paper is to consider vibration analysis of vacancy defected graphene sheet as a nonisotropic structure via molecular dynamic and continuum approaches. The influence of structural defects on the vibration of graphene sheets is considered by applying the mechanical properties of defected graphene sheets. Molecular dynamic simulations have been performed to estimate the mechanical properties of graphene as a nonisotropic structure with single- and double- vacancy defects using open source well-known software i.e., large-scale atomic/molecular massively parallel simulator (LAMMPS). The interactions between the carbon atoms are modelled using Adaptive Intermolecular Reactive Empirical Bond Order (AIREBO) potential. An isogeometric analysis (IGA) based upon non-uniform rational B-spline (NURBS) is employed for approximation of single-layered graphene sheets deflection field and the governing equations are derived using nonlocal elasticity theory. The dependence of small-scale effects, chirality and different defect types on vibrational characteristic of graphene sheets is investigated in this comprehensive research work. In addition, numerical results are validated and compared with those achieved using other analysis, where an excellent agreement is found. The interesting results indicate that increasing the number of missing atoms can lead to decrease the natural frequencies of graphene sheets. It is seen that the degree of the detrimental effects differ with defect type. The Young's and shear modulus of the graphene with SV defects are much smaller than graphene with DV defects. It is also observed that Single Vacancy (SV) clusters cause more reduction in the natural frequencies of SLGS than Double Vacancy (DV) clusters. The effectiveness and the accuracy of the present IGA approach have been demonstrated and it is shown that the IGA is efficient, robust and accurate in terms of nanoplate problems.