• 제목/요약/키워드: Maxwell Model

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인실리코 해석을 통한 단일벽 질화붕소 나노튜브의 크기 변화에 따른 압전탄성 거동 예측연구 (An In-silico Simulation Study on Size-dependent Electroelastic Properties of Hexagonal Boron Nitride Nanotubes)

  • 이재원;양승화
    • Composites Research
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    • 제37권2호
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    • pp.132-138
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    • 2024
  • 본 연구에서는 분자동역학 전산모사를 통해 육방정계 단일벽 질화붕소 나노튜브(BNNT)의 반경 변화에 따른 압전탄성 변화를 규명하였다. 질화붕소의 거동을 비교적 잘 모사하는 Tersoff 포텐셜과 기계적 하중인가에 따른 질소 및 붕소원자의 상대변위로 인한 분극의 정량화를 위해 강체 이온 근사를 채택하였다. 선형 압전탄성 구성방정식을 기반으로 각각의 질화붕소에 변형률을 인가하고 이에 따른 전기적 변위와 응력을 산출하여 압전상수와 영률을 각각 예측하였다. 그 결과, BNNT의 압전상수는 반경이 증가함에 따라 점진적으로 감소하는 양상을 보였다. 반면 탄성계수의 경우 불연속적 구조를 가지는 질화붕소를 등가의 연속체 구조로 등가시키는 방법에 따라 증가 또는 감소하는 경향을 보였다. BNNT의 곡률변화에 따른 물성변화를 가상실험에 기반한 경험적 모델로 근사하기 위해 BNNT의 튜브반경-압전탄성물성 간 상관관계식을 제안하였다. 또한 BNNT의 반경변화에 따른 물성을 곡률의 관점에서 설명하기 위해, BNNT와 질화붕소 나노시트(BNNS)의 결합에너지와 탄성변형에 따른 원자간 결합길이 변화가 각각의 구조의 변형에너지 증가에 기여하는 정도를 상호 비교하였다.

EV/HEV용 모터 구동 시스템의 Noise 예측을 위한 통합 시뮬레이션에 대한 연구 (Total Simulation for the Noise Prediction of Motor Driving System in EV/HEV System)

  • 권오현;이재중;김광호;안지현;권혁수;김미로;정상용;나완수
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제24권7호
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    • pp.710-721
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    • 2013
  • 본 연구에서는 배터리 내부의 회로 모델링, 다이나믹 다이오드를 이용한 인버터, 2-D EM Tool을 이용한 모터의 해석 결과를 합친 EV/HEV용 모터 구동시스템의 통합 시뮬레이션 방법을 제안한다. 배터리의 모델링을 위해서 충전상태(DOD: Depth of Discharge)에 따라서 변화하는 인덕턴스, 저항, 캐패시턴스 성분을 AC 임피던스 분석법을 이용하여 산출하였으며, 역회복 시간이 반영된 다이나믹 다이오드를 사용하여 인버터를 모델링하였다. 모터의 특성은 매입형 영구 자석 모터의 EM 필드 해석을 Ansys Maxwell 15.0 버전을 사용하여 모델링하였다. 즉, 배터리 및 인버터의 회로 모델과 EM 필드 해석을 통한 모터 해석 모델을 통합한 시뮬레이션 방법을 제시하고, 전체의 통합 모델링을 Ansys Simplorer 10.0 버전을 사용하여 수행하였다. 그리고 이를 통하여 EV/HEV 모터 구동회로의 전도성 노이즈 스펙트럼 분석을 수행하였고, 그 분석 결과가 정성적으로 유의미함을 확인하였다.

3차원 MT 탐사 모델링에서 2차원 경계조건의 적용 (Application of Two-Dimensional Boundary Condition to Three-Dimensional Magnetotelluric Modeling)

  • 한누리;남명진;김희준;이태종;송윤호;서정희
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제11권4호
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    • pp.318-325
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    • 2008
  • MT 모델링에서는 송신원을 고려하지 않으므로, 평면파에 대한 배경 매질의 반응을 경계값으로 설정하는 Dirichlet 경계조건을 이용할 때에 그 경계값의 정확한 계산이 매우 중요하다. 이 연구에서는 1차원 배경 매질만을 가정하던 기존의 모델링 알고리듬을 2차원 배경 매질을 고려할 수 있도록 발전시켰다. 1차원 배경매질의 경우 경계값은 해석적으로 계산할 수 있으나, 2차원 구조가 존재하는 경우에는 2차원 모델링을 통해 경계값을 계산하여야 한다. 2차원 모델링의 TM(transverse magnetic) 및 TE (transverse electric) 모드는 3차원 모델링의 입사 전기장의 분극 방향과 2차원 구조의 주향에 따라서 결정된다. 전기장을 셀 모서리에 정의하는 기존의 3차원 모델링 알고리듬과 잘 부합하도록 2차원 모델링에서도 모서리에서 전기장을 계산하였다. 2차원 모델링을 통해 계산된 값을 3차원 모델링의 경계값으로 활용한 결과, 단층 모형 혹은 한 면에 바다를 포함한 모형에 대해 보다 정확한 겉보기비저항 및 위상을 얻을 수 있었다.

항공기 낙뢰 전산 시뮬레이션 및 보호시스템 설계 (Computational Simulation of Lightning Strike on Aircraft and Design of Lightning Protection System)

  • 김종준;백상태;송동건;명노신
    • 한국항공우주학회지
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    • 제44권12호
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    • pp.1071-1086
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    • 2016
  • 항공기는 결빙, 난기류, 낙뢰 등 환경적 요인에 의해 안전성을 위협받는다. 그 중 낙뢰는 항공기에 강한 전류와 전압을 유입시켜 고온의 열과 자기장을 발생시키므로 항공기 안정성에 큰 위협이 된다. 본 연구에서는 낙뢰의 발생원리 및 항공기 낙뢰 피격 메카니즘을 설명하고 항공기에 대한 낙뢰의 직접, 간접 영향성을 다룬다. 먼저 항공기 낙뢰 지침서인 ARP를 분석하여 항공기 낙뢰모사와 부착위치에 대한 분석을 진행하였으며, 이를 전산 시뮬레이션에 적용하였다. 또한 ABAQUS 소프트웨어를 활용한 열적, 전기적 시뮬레이션을 통해 연료탱크의 낙뢰 영향성 분석 및 낙뢰보호시스템 설계를 진행하였다. 그리고 Maxwell 방정식에 기초한 EMA3D 소프트웨어를 활용하여 항공기 전기체의 전류 흐름에 대한 전산수치해석을 진행하였다.

전기도금 된 Cu/Ni80Fe20 코어/쉘 복합 와이어에서 자기임피던스 및 자기완화 (Magneto-impedance and Magnetic Relaxation in Electrodeposited Cu/Ni80Fe20 Core/Shell Composite Wire)

  • 윤석수;조성언;김동영
    • 한국자기학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.10-15
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    • 2015
  • 높은 전기전도도를 가진 비자성 금속 코어와 연자성 쉘을 가진 복합와이어의 자기임피던스를 원주방향 투자율로 표현하는 모델을 맥스웰 방정식으로부터 유도하였다. Cu(직경 $100{\mu}m$)/$Ni_{80}Fe_{20}$(두께 $15{\mu}m$) 코어/쉘 복합 와이어를 전기도금방법으로 제작하였다. 코어/쉘 복합 와이어의 길이방향으로 10 kHz에서 10 MHz 범위의 주파수를 가지는 교류전류와 0 Oe에서 200 Oe 범위의 직류 자기장을 가하여 임피던스 스펙트럼의 자기장 의존성을 측정하였다. 유도된 모델을 적용하여 측정된 임피던스 스펙트럼으로부터 원주방향 복소 투자율 스펙트럼을 뽑아내었다. 뽑아낸 원주방향 복소 투자율 스펙트럼은 단일 완화주파수의 Debye 식으로 매우 잘 곡선적합되는 완화형 분산을 보였다. 원주방향 복소 투자율 스펙트럼의 자기장 의존성을 분석하여, 본 코어/쉘 복합 와이어의 경우 길이 방향의 자기이방성을 가지며 원주방향으로의 자화회전이 완화형 복소 투자율 스펙트럼에 기여하는 단일 성분이라는 것을 규명하였다.

파쇄대 반사에너지의 AVO 및 복소트레이스 분석에 관한 모형연구 (A Modeling Study on the AVO and Complex Trace Analyses of the Fracture Bone Reflection)

  • 한수형;김지수;하희상;민동주
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제2권1호
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    • pp.33-42
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    • 1999
  • 천연가스 저류층의 부존 특성을 파악하는데 주로 이용되고 있는 AVO 및 복소분석법을 파쇄대와 같은 지반환경의 주요 불연속면에 적용하는데 그 초점을 두었다. 연구에 이용된 시험자료는 수평 파쇄구조에 대하여 일반화된 맥스웰체 근사법을 적용한 점탄성매질에서의 수치모형자료이다. 수평 파쇄구조에 대한 AVO분석에서 반사 P파의 특성은 지하매질의 음향 임피던스 차이와 기하학적 계수인 오프셋에 따라 다양하게 나타나며 구배중합 단면도 및 오프셋조절 중합단면도에서 효과적으로 해석되는데, 입사각이 커질수록 진폭이 감쇠되는 특성을 보인다. 중합자료에 대한 복소트레이스 플롯(순간진폭, 순간주파수, 순간위상)에서 파쇄대의 상$\cdot$하부 경계는 강한 진폭과 동일한 위상으로 특징 지워지며, 파쇄대 구간 및 직하부는 저주파 특성을 보인다. 파쇄대와 주위 매질의 Q-대비에 따라 다르게 나타나는 진폭감쇠와 파형분산은 역 Q-필터링으로 효과적으로 보상되었다.

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치료적 환경에 대한 문헌적 고찰 및 정신과병동 환경변화에 대한 몇가지 제언 (Literature Review of Therapeutic Milieu of Psychiatric Patient and Suggestion for Changing Environment of Psychiatric Wards in Korea)

  • Lee, So-Woo
    • 대한간호학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.80-90
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    • 1976
  • 정신과 영역의 환자를 위해 간호원의 역활을 필요로 한 이래 여러 가지 간호의 개념으로 간호원의 역할이 변화되어오고 있다. 정신과 환자의 안전만이 가장 큰 치료의 중심일 때는 병동열쇠의 위엄에 곁따라 보호관리에만 치중해 왔으며 정신의학에서 약물요법, 전기요법의 치료과정이 생기면서 간호원의 역할 변화 및 지식의 요구를 필요로 하게 되었으며, 환경과 개인의 밀접한 관계를 중시해오면서 치료적 환경속으로 환자의 인간적 치료가 강조되었을 때 의사소통과 대인관계의 인적 환경으로써 또한 간호원의 역활이 중요시 되어왔다. 이런 관점에서 치료적 환경에 대한 정확한 이해는 간호행위과정의 불완전을 제거하며 보다 활발한 정신과 환자간호에 기여하는 일 일 것이다. DR. Bartom은 병실 환경이 비생산적이고 비 치료적일때 성격의 변화는 물론 행동적 특성의 변화까지 가져올 수 있다고 말했다. 즉 무감동적이고, 무조건적 순종이 있으며 솔선하여 행하는 행위가 줄고 장래 계획에 대한 자극이 줄어들고 될대로 되어 가는 상태 그 자체에 머물러 있어 인간의 특징적 의미와 가치를 상실하게 된다는 것이다. 정신과 병실은 잠정적 체류지로 보아야 하겠고 이 체류지에서의 영향이 환자에게 보다 유익하게 끼칠려면 간호원이 지속적으로 치료적 분위기를 유지해야 할 것이다. 치료적 입장으로서의 간호의 활동 초점은 대인관계에서 환자의 의식수준과 자아관련 수준에서의 취급이 무의식 수준에서의 탐구조사보다 바람직하다. 치료적 가치로써 치료적 환경의 이론적 근거를 DR. Sullivan 은 인간의 상호관련 문제에 두고 있다. 즉 상호작용이 존재하는 환경은 어떠한 곳이든 성격에 영향이 있고 이 성격은 대인관계의 복잡성으로부터 결코 떨어질 수 없다는 얘기다. 자아구성 또한 환경의 영향을 받는데 Cumming은 병동환경과 자아구성 재동기간에 밀접성을 시사한바 있다. Visher와 O'sullivan은 정신과적 치료중에서 일상생활에서 경험되어지는 의사소통과 대인관계속에서 학습되어지는 여러 가지가 있기 때문에 매일의 활동획이 치료적 방향으로 계획되어 져야 한다고 말했다. Maxwell Jones 또한 치료적 환경의 유용한 가동은 전 직원의 기여에 있으며 이는 정신건강을 최적으로 올려 줄 것이다. 라고 말했다. 이러한 상황에서 간호원은 의미 없이 환자의 감정 욕구를 깨닫지 못하고 감정지지를 주지 못하며 정서적 긴장을 예방하지 못한 체 환자와의 관계를 유지한다면 현대간호의 개념에서 이탈되어지고 발달되어지지 못한 미숙아 현상이 유지 될 것이다. 보다 바람직한 치료적 환경 유지는 간호로써 환자에게 기여해 주는 일이다. 간호의 역활과 더불어 전문적 태도는 따뜻하고 포용성 있게 그리고 융통성 있게 대함은 물론 간호인 자신의 "자기이용"을 깊이 그리고 치료적으로 이용할 것을 깨달아야 할 것이다. 즉 정신과 병실에서의 간호원 존재 자제가 환자에게 미치는 영향도 고려해야 한다는 것이다. 덧붙여 환자를 위한 일주일 병동 행사표를 Model로 제시하였고 그 안에서의 간호원의 역활을 약술하였다.

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수평 자기쌍극자 송신원을 이용한 2.5차원 전자탐사 모델링 (2.5 Dimensional EM Modeling considering Horizontal Magnetic Dipole Source)

  • 권형석;송윤호;손정술;서정희
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제5권2호
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    • pp.84-92
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    • 2002
  • 이 연구에서는 최근에 개발되어 적용성에 대한 시험이 진행되고 있는 $1\;kHz\~1\;MHz$ 주파수대역의 수평 자기쌍극자를 송신원으로 하여 전기장과 자기장을 측정하는 탐사법의 모델링 알고리듬을 개발하고자 하였다. 이를 위해 공간주파수 영역에서 수평 자기쌍극자를 송신원으로 하는 이차장 Maxwell 방정식을 구성하고 유한요소법을 이용하여 2.5차원 모델링 알고리듬을 구현하였다. 또한, 검증된 층서구조 반응결과와 비교하여 그 정확도를 검증하였다. 개발된 알고리듬을 이용하여 균질 반무한공간 내에 전도성 및 비전도성 고립이상체가 존재하는 2차원 모형에 대한 전기장, 자기장과 임피던스를 계산하였다. 계산된 전기장, 자기장과 임피던스의 거동에 대한 고찰 결과 고립이상체와 같이 2차원 구조에서 전기장과 임피던스가 자기장에 비해 이상체의 탐지에 효과적임을 보였다. 특히, 전기장을 자기장으로 나눈 값인 임피던스는 전기장의 공간 분해능을 가지면서 보다 안정된 결과를 보여 주었다. 따라서 자기장만을 측정하는 기존의 전자탐사법에 비해 전기장과 자기장을 모두 측정하는 탐사법이 천부에 존재하는 이상체의 탐지에 보다 효과적임을 알 수 있었다.

수도(水稻)의 역학적(力學的) 및 리올러지 특성(特性)에 관(關)한 연구(硏究) (Mechanical and Rheological Properties of Rice Plant)

  • 허윤근;차균도
    • 농업과학연구
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    • 제14권1호
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    • pp.98-133
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    • 1987
  • The mechanical and rheological properties of agricultural materials are important for engineering design and analysis of their mechanical harvesting, handling, transporting and processing systems. Agricultural materials, which composed of structural members and fluids do not react in a purely elastic manner, and their response when subjected to stress and strain is a combination of elastic and viscous behavior so called viscoelastic behavior. Many researchers have conducted studies on the mechanical and rheological properties of the various agricultural products, but a few researcher has studied those properties of rice plant, and also those data are available only for foreign varieties of rice plant. This study are conducted to experimentally determine the mechanical and the rheological properties such as axial compressive strength, tensile strength, bending and shear strength, stress relaxation and creep behavior of rice stems, and grain detachment strength. The rheological models for the rice stem were developed from the test data. The shearing characteristics were examined at some different levels of portion, cross-sectional area, moisture content of rice stem and shearing angle. The results obtained from this study were summarized as follows 1. The mechanical properties of the stems of the J aponica types were greater than those of the Indica ${\times}$ Japonica hybrid in compression, tension, bendingand shearing. 2. The mean value of the compressive force was 80.5 N in the Japonica types and 55.5 N in the Indica ${\times}$ Japonica hybrid which was about 70 percent to that of the Japonica types, and then the value increased progressively at the lower portion of the stems generally. 3. The average tensile force was about 226.6 N in the Japonica types and 123.6 N in the Indica ${\times}$ Japonica hybrid which was about 55 percent to that of the Japonica types. 4. The bending moment was $0.19N{\cdot}m$ in the Japonica types and $0.13N{\cdot}m$ in the Indica ${\times}$ Japonica hybrid which was 68 percent to that of the Japonica types and the bending strength was 7.7 MPa in the Japonica types and 6.5 MPa in the Indica ${\times}$ Japonica hybrid respectively. 5. The shearing force was 141.1 N in Jinju, the Japonica type and 101.4 N in Taebaeg, the Indica ${\times}$ Japonica hybrid which was 72 percent to that of Jinju, and the shearing strength of Taebaeg was 63 percent to that of Jinju. 6. The shearing force and the shearing energy along the stem portion in Jinju increased progressively together at the lower portions, meanwhile in Taebaeg the shearing force showed the maximum value at the intermediate portion and the shearing energy was the greatest at the portion of 21 cm from the ground level, and also the shearing strength and the shearing energy per unit cross-sectional area of the stem were the greater values at the intermediate portion than at any other portions. 7. The shearing force and the shearing energy increased with increase of the cross-sectional area of the rice stem and with decrease of the shearing angie from $90^{\circ}$ to $50^{\circ}$. 8. The shearing forces showed the minimum values of 110 N at Jinju and of 60 N at Taebaeg, the shearing energy at the moisture content decreased about 15 percent point from initial moisture content showed value of 50 mJ in Jinju and of 30 mJ in Taebaeg, respectively. 9. The stress relaxation behavior could be described by the generalized Maxwell model and also the compression creep behavior by Burger's model, respectively in the rice stem. 10. With increase of loading rate, the stress relaxation intensity increased, meanwhile the relaxation time and residual stress decreased. 11. In the compression creep test, the logarithmic creep occured at the stress less than 2.0 MPa and the steady-state creep at the stress larger than 2.0 MPa. 12. The stress level had not a significant effect on the relaxation time, while the relaxation intensity and residual stress increased with increase of the stress level. 13. In the compression creep test of the rice stem, the instantaneous elastic modulus of Burger's model showed the range of 60 to 80 MPa and the viscosities of the free dashpot were very large numerical value which was well explained that the rice stem was viscoelastic material. 14. The tensile detachment forces were about 1.7 to 2.3 N in the Japonica types while about 1.0 to 1.3 N in Indica ${\times}$ Japonica hybrid corresponding to 58 percent of Japonica types, and the bending detachment forces were about 0.6 to 1.1 N corresponding to 30 to 50 percent of the tensile detachment forces, and the bending detachment of the Indica ${\times}$ Japonica hybrid was 0.1 to 0.3 N which was 7 to 21 percent of Japonica types. 15. The detachment force of the lower portion was little bigger than that of the upper portion in a penicle and was not significantly affected by the harvesting period from September 28 to October 20. 16. The tensile and bending detachment forces decreased with decrease of the moisture content from 23 to 13 percent (w.b.) by the natural drying, and the decreasing rate of detachment forces along the moisture content was the greater in the bending detachment force than the tensile detachment force.

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