• 한국가시화정보학회지
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• 제19권3호
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• pp.92-98
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• 2021

Large Eddy Simulation (LES) has been popularly applied and used in the last several decades to simulate turbulent boundary layer in the numerical domain. A fully developed turbulent boundary layer has also been applied to predict the complicated wake flow behind bluff bodies. In this study we aimed to generate an artificial turbulent boundary layer, which is based on an exponential correlation function, and generates a series of realistic three-dimensional velocity data in two-dimensional inlet section which are correlated both in space and in time. The results suggest its excellent capability for high Reynolds number flows. To make an effective generation, a hexahedral mesh has been used and Cholesky decomposition was applied to possess suitable turbulent statistics such as the randomness and correlation of turbulent flow. As a result, the flow characteristics in the domain and fluctuating pressure near the wall are very close to those of fully developed turbulent boundary layers.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권10호
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• pp.3803-3810
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• 2022

OpenMC is a community-driven open-source Monte Carlo neutron and photon transport simulation code. The Weight Window Mesh (WWM) function and an automatic Global Variance Reduction (GVR) method was recently developed and implemented in a developmental branch of OpenMC. This WWM function and GVR method broaden OpenMC's usage in general purposes deep penetration shielding calculations. However, the Local Variance Reduction (LVR) method, which suits the source-detector problem, is still missing in OpenMC. In this work, the Weight Window Generator (WWG) function has been developed and benchmarked for the same branch. This WWG function allows OpenMC to generate the WWM for the source-detector problem on its own. Single-material cases with varying shielding and sources were used to benchmark the WWG function and investigate how to set up the particle histories utilized in WWG-run and WWM-run. Results show that there is a maximum improvement of WWM generated by WWG. Based on the above results, instructions on determining the particle histories utilized in WWG-run and WWM-run for optimal computation efficiency are given and tested with a few multi-material cases. These benchmarks demonstrate the ability of the OpenMC WWG function and the above instructions for the source-detector problem. This developmental branch will be released and merged into the main distribution in the future.

• Advances in nano research
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• 제13권4호
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• pp.351-368
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• 2022

Recently, promising structural technologies like multi-function, ultra-load bearing capacity and tailored structures have been put up for discussions. Finite Element (FE) modelling is probably the best-known option capable of treating these superior properties and multi-domain behavior structures. However, advanced materials such as Functionally Graded Material (FGM) and nanocomposites suffer from problems resulting from variable material properties, reinforcement aggregation and mesh generation. Motivated by these factors, this research proposes a unified shape function for FGM, nanocomposites, graded nanocomposites, in addition to traditional isotropic and orthotropic structural materials. It depends not only on element length but also on the beam's material properties and geometric characteristics. The systematic mathematical theory and FE formulations are based on the Timoshenko beam theory for beam structure. Furthermore, the introduced element achieves C1 degree of continuity. The model is proved to be convergent and free-off shear locking. Moreover, numerical results for static and free vibration analysis support the model accuracy and capabilities by validation with different references. The proposed technique overcomes the issue of continuous properties modelling of these promising materials without discarding older ones. Therefore, introduced benchmark improvements on the FE old concept could be extended to help the development of new software features to confront the rapid progress of structural materials.

• 전자공학회논문지
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• 제50권10호
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• pp.82-90
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• 2013

실리콘 포토닉스 기반의 광학 네트워크-온-칩(Optical NoC, ONoC)은 차세대 엑사스케일 컴퓨팅(Exascale computing)을 위한 유망 아키텍처 기술 중 하나이다. 최근 들어 활발해지고 있는 ONoC의 연구들은 파장 분할 다중화(Wavelength Division Multiplexing, WDM)를 이용하여 대역폭을 더욱 향상시키고 광신호의 경로 충돌을 방지하는데 초점을 두고 있다. 하지만 기존 ONoC 연구에서는 중앙 집중형 라우터 구조 위주로 Processing Element(PE)의 수가 증가함에 따라 WDM을 위해 사용되는 파장 수가 선형적으로 증가한다. 이러한 파장 수의 증가는 다중 파장을 위한 광원 및 광학 스위치 등 광학 장치를 구성하기 위한 비용을 증가시키고 광신호의 상호 간섭에 의한 감쇄 효과 등으로 ONoC의 확장성을 제한한다. 본 논문에서는 WDM 기반 2D-mesh 구조의 ONoC를 위한 분산형 광학 라우팅 아키텍처를 제안하고 커뮤니케이션의 연결정도에 따라 필요한 파장 수를 최소화하는 방법을 제시하였다. 기존 중앙 집중형 라우팅 아키텍처와 비교하여 $8{\times}8$ 네트워크에서 평균 56% 파장 수와, 21%의 광학 스위치 수를 감소시켰다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.225-235
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• 2020

초음파 탐상은 다양한 콘크리트 구조물의 비파괴검사에서 활용된다. 본 연구에서는 골재형상을 고려한 골재-모르타르 모델 생성과 초음파 전파 해석을 수행하였다. 실제 골재형상을 반영하기 위해 이미지처리를 통한 골재-모르타르 단면으로부터 모르타르와 골재 영역을 파악하고, 영역 경계형상을 보존하면서 격자를 생성하는 기법을 개발하였다. 개발된 기법에서는 모든 격자가 4각형으로 생성된다. 골재-모르타르 모델을 통해 초음파 전파 해석을 수행하였고 모델을 반무한체로 간주하기 위해 CALM 기반 경계흡수 조건을 적용하였다. 골재 및 결함을 포함한 이미지로부터 격자를 생성한 뒤, 결함 영역에 포함된 격자를 제거하여 공극결함을 모사하였다. 본격적인 결함탐지 전 선행 해석을 통해 모델 동특성을 고려한 적절한 가진 주파수를 결정 및 가진 신호형상을 설계하였다. 이후 case 별초음파 전파 해석을 통해 신호를 획득하고 신호 에너지 맵핑 작업을 통해 내부 결함을 가시화 하였다. 가시화 결과, 골재에 의한 다수반사 및 산란현상이 관찰되지만 결함부에서 신호 에너지는 가장 높게 나타났으며 모든 해석 case에서 결함위치 추정이 가능하였다. 또한 균열의 경우 형상파악도 가능하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제18권2호
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• pp.160-166
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• 1989

제빵시 폐자원 일종인 난각을 첨가하여 식빵의 calcium 강화효과와 팽창기능을 조사하였다. 제빵시 첨가한 난각의 최적 입자는 120mesh 이상으로 분쇄 하는 것이 적당하였고, baking-powder, yeast, 난각의 탄산가스 발생량은 각각 $153{\pm}3ml/g,\;115{\pm}3ml/g(Yeast\;1g+Sugar\;29),\;205{\pm}3ml/g(egg-shell\;1g+10%\;acetic\;acld\;50ml)$로 반응물질(혹은 기질) 1g 당 탄산가스 발생량은 난각이 제일 많았다. Baking-powder, yeast, 난각의 $CO_2$ 최대발생량 도달시간은 각각 10분, 240분 45분 이내였다. 기본 식빵재료구성에 난각과 젖산이 함께 첨가될때 용적과 견고성에서 바람직하였고 반대로 효모를 넣지않고 팽창제로서 난각만 첨가하거나 혹은 난각과 젖산을 첨가한 경우는 좋지 않았다. 빵제품의 calcium 함량은 난각의 첨가량$(3{\sim}5%)$에 비례하여 증가 효과가 없으면서도 기존 빵제품에 비하여 맛과 견고성 면에서 떨어지지 않았다. 결국 제빵시 난각의 첨가는 빵제품의 calcium강화와 yeast평창효과를 보족하여 주는 효과가 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제5권3호
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• pp.206-216
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• 2002

유한요소법은 다양한 공학문제에 대해 수치적으로 해를 구하는 방법으로, 유한개의 요소를 이용하여 모형의 형상을 자유롭게 설정할 수 있기 때문에 3차원 모델링에 많이 적용된다. 공학에서 모델링은 해의 정확도와 계산시간이 중요한 의미를 가지므로, 유한요소법을 이용할 경우 주어진 공간에 대해 물리적인 연속성을 가지며 간단한 방법으로 요소를 구성하는 것이 효율적이다. 그러나 기존의 유한요소법에서는 구조적으로 복잡한 대상에 대해서 체계적인 요소 구성방식이 존재하나, 기하학적으로 단순한 원통형 물체에 대해서는 원통의 중심부에 대한 묘사가 자유롭지 못하다. 이 연구에서는 기존의 좌표변환식에서 처리할 수 없었던 좌표계의 원점을 수학적으로 정의하여 완전한 원통 좌표계에서의 유한요소법을 구성하고자 한다. 원통 좌표계에서는 모든 영역을 육면체 요소로 구성하여 유한요소법을 적용할 수 있으므로 원통형 물체나 공간으로 표현되는 시스템의 구조해석에 효율적이다. 한편, 이 방법은 단일 시추공과 지표의 탐사선으로 구성된 새로운 방식의 시추공-지표간 전기비저항 탐사법을 수행할 수 있는 기초를 제공하며, 이를 이용할 경우 전기비저항탐사의 환경 분야에 대한 적용성을 높일 것으로 판단한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권6호
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• pp.1754-1759
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• 2008

일반사출성형에서는 수지가 캐비티 내를 흐르면서 냉각으로 인한 점도의 상승으로 전사성이 급격히 나빠지기 때문에 미세패턴을 가진 성형품을 제작하는데 많은 어려움이 따른다. 이를 해결하는 방법으로 금형온도를 용융된 수지온도 수준까지 순간적으로 표면만을 가열하여 성형시킨 후 급속히 냉각하는 다양한 순간금형가열방식이 있고, 그 중 본 연구에서는 전열가열방식인 E-Mold을 채택하였다. 특히, 마이크/나노 부품 성형에 필수적인 E-Mold 금형설계에 있어 heating line의 배치는 금형의 온도 제어 및 균일한 온도 분포에 절대적인 영향을 미치므로 최적화된 heating line의 배치가 필수적이다. 본 연구에서는 사출공정의 사이클 타임을 최소화하면서 다양한 해석 프로그램을 사용하여 E-Mold의 최적화 설계를 전산모사 하였고, 이를 실험결과와 비교하였다. 먼저, 3D CAD 프로그램인 Pro-Engineer Wildfire 2.0 을 사용하여 E-Mold 금형을 설계하고, ANSYS사의 ICEMCFD 프로그램을 사용하여 MESH 생성하고, ANSYS사의 FLUENT 프로그램을 사용하여 금형의 초기온도 $60^{\circ}C$에서 $120^{\circ}C$와 $180^{\circ}C$까지 가열하는데 걸리는 시간과 냉각시키는데 걸리는 시간 등을 전산모사 하였다. 그리고 Polycarbonate를 이용하여 LGP 도광판을 실제 사출성형하여 얻은 데이터와 비교 분석을 하였다. 전산모사와 실제 사출결과에서 $3{\sim}4$초가량의 차이가 나타났지만 실제 사출시 고온의 용융된 플라스틱 수지에 따른 냉각시간의 오차를 생각한다면, 전산모사와 실힘결과는 거의 일치한다고 볼 수 있다. 따라서 본 체계적인 전산모사방법을 통해 E-Mold의 Heating Line 최적화 설계가 가능하다는 것을 확인하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제15권4호
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• pp.524-530
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• 2019

연구목적: 본 논문에서는 3차원 해석프로그램을 활용하여 인터페이스 요소를 구성하고, 일반적인 부재의 특성치와 강도가 보강된 부재의 특성치 등의 실제 표현할 수 있는 물성조건을 적용하여 연결체의 복합거동 안정성을 평가하고자 하였다. 연구방법: 해석 모델은 비선형적인 재료 거동을 포함한 솔리드 요소(Solid Element)를 사용하여 빔 구조 및 원형 플랜지, 볼팅 시스템 등의 부재를 설계도면과 동일한 치수로 모델링을 완성하였고 각 부재는 하나의 복합거동연결체로 조립되는 과정에서 다른 요소유형(Element Type) 접촉면의 통일성과 매쉬(Mesh) 생성을 보다 효율적으로 제어하여 분할작업(Partition)을 수행하였으며 부재들에 활용된 강재는 Gr. 50 탄소강 재질로 모델링 하였다. 연구결과: 부재별 접촉 인접부위, 하중재하부위, 고정단 부위, 취약예상부위 등으로 하여 하중단계별 변위 및 변형, 응력상태 등을 나타내고, 유한요소 해석 후 복합거동연결체의 각 하중단계에서의 변위, 변형, 응력 등의 분포도로 영향을 검증하고 설계의 타당성을 확인하였다. 결론: 따라서 이 결과를 토대로 하여 마이크로 파일의 설계 지지력이 결정되면 복합거동 연결체의 취약 지점의 파악과 보강의 정도를 파악할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.590-596
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• 2020

상용전력망과 계통연계가 어려운 도서지역에서는 독립적인 마이크로그리드로 생산된 에너지를 효율적으로 관리할 수 있는 방법을 찾는 것은 매우 중요한 일이다. 본 논문에서는 태양광과 풍력의 하이브리드 모델을 적용한 소규모 마이크로그리드에서 생산된 전력을 전력계측기와 수집된 데이터의 응답속도 테스트를 거쳐 P2P전력거래를 위한 프로슈머관리시스템을 구현하였다. 마이크로그리드 프로슈머 관리시스템의 전력망은 Mesh구조로 이루어져 있으며 P2P전력거래는 3곳의 독립적으로 구축된 off-grid 사이트에서 전력계측기와 DC전력전송기를 이용하여 테스트하였고, 이때 전력계측기의 측정값은 전압(평균값) : 380V + 0.9V, 전류(평균값) : + 0.01A, 전력 : 1000W ( - 1W)로 오차 허용범위인 ±1%이내로 나타나 그 유의성을 확인하였다. 실시간으로 50개의 데이터를 동시 전송하여 메인화면 0.32초, 일 발전량 2.61초, 누적발전량 2.77초, 전력거래 0.11초 등의 응답속도가 나타나 서버의 안정화를 확인하였다. 따라서 본 시스템은 한국전력의 중계 없이 독립적인 망으로 활용될 수 있는 P2P 전력거래시스템으로서 그 타당성이 입증되었다.