• 제목/요약/키워드: Multi-Scale Modeling

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Development of an Improved Numerical Methodology for Design and Modification of Large Area Plasma Processing Chamber

  • 김호준;이승무;원제형
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.221-221
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    • 2014
  • The present work proposes an improved numerical simulator for design and modification of large area capacitively coupled plasma (CCP) processing chamber. CCP, as notoriously well-known, demands the tremendously huge computational cost for carrying out transient analyses in realistic multi-dimensional models, because electron dissociations take place in a much smaller time scale (${\Delta}t{\approx}10-8{\sim}10-10$) than time scale of those happened between neutrals (${\Delta}t{\approx}10-1{\sim}10-3$), due to the rf drive frequencies of external electric field. And also, for spatial discretization of electron flux (Je), exponential scheme such as Scharfetter-Gummel method needs to be used in order to alleviate the numerical stiffness and resolve exponential change of spatial distribution of electron temperature (Te) and electron number density (Ne) in the vicinity of electrodes. Due to such computational intractability, it is prohibited to simulate CCP deposition in a three-dimension within acceptable calculation runtimes (<24 h). Under the situation where process conditions require thickness non-uniformity below 5%, however, detailed flow features of reactive gases induced from three-dimensional geometric effects such as gas distribution through the perforated plates (showerhead) should be considered. Without considering plasma chemistry, we therefore simulated flow, temperature and species fields in three-dimensional geometry first, and then, based on that data, boundary conditions of two-dimensional plasma discharge model are set. In the particular case of SiH4-NH3-N2-He CCP discharge to produce deposition of SiNxHy thin film, a cylindrical showerhead electrode reactor was studied by numerical modeling of mass, momentum and energy transports for charged particles in an axi-symmetric geometry. By solving transport equations of electron and radicals simultaneously, we observed that the way how source gases are consumed in the non-isothermal flow field and such consequences on active species production were outlined as playing the leading parts in the processes. As an example of application of the model for the prediction of the deposited thickness uniformity in a 300 mm wafer plasma processing chamber, the results were compared with the experimentally measured deposition profiles along the radius of the wafer varying inter-electrode gap. The simulation results were in good agreement with experimental data.

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패션브랜드 자산 측정모델의 등치테스트에 관한 연구 (Testing for Measurement Invariance of Fashion Brand Equity)

  • 김혜정;임숙자
    • 한국의류학회지
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    • 제28권12호
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    • pp.1583-1595
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    • 2004
  • 치열한 경쟁구조하의 패션시장에서 강력한 브랜드자산은 기업 경쟁우위의 원천이 될 수 있다. 이는 브랜드 자산이 소비자가 브랜드에 가치를 부여하는 원천을 알게 함으로써 향후 브랜드 전략 수립의 중요한 지침을 제공하기 때문이다. 그러므로 브랜드 자산 관리에서의 핵심이란 곧 소비자 자산의 측정에 관한 부분일 것이다. 과거 20여 년간 마케팅 분야에서는 브랜드 자산 측정방법에 관한 많은 연구가 이루어져 왔다. 하지만 기존의 접근에서 다루어진 패션브랜드 자산의 측정들은 패션브랜드만의 다차원적인 사회 심리적 특성을 반영하기에 미흡하였다. 이러한 관점에서 최근 김혜정과 임숙자(2002)는 Heller(2001)의 Customer Based Brand Equity Model을 기초로 하여 패션 브랜드 자산의 척도를 제안하였다. 그들은 패션브랜드 자산은 소비자 지각에서 위계적인 형성과정을 통해 형성되며 이러한 형성과정은 브랜드 종류에 따라 다소 상이하다는 것을 경험적으로 입증하였다. 그러나 각 브랜드 간의 자산 크기에 대한 상대적 비교는 유보되었는데, 이는 보다 엄격한 psychometric 검증을 결여 하였기 때문이다. 따라서 본 연구는 이의 후속 분석으로, 측정척도에 대한 확증적 요인분석(Confirmatory Factor Analysis)과 이의 측정모델(Measurement Model)에 대한 다모집단(Multi-Group)의 등치테스트(Invariance Test; 동일변량 가정)를 통해 경쟁관계의 두 브랜드에 대한 자산 크기의 상대적 차이를 비교하였다. 통계분석은 AMOA 4.0을 사용하여 구조방정식 모형분석을 하였다. 분석결과 패션브랜드 자산은 6개의 구성요소로 구성된 다차원의 개념이며 이들은 16개의 관찰변수를 통해 유의하게 측정될 수 있음을 검증하였다. 또한 `고객-브랜드 공명'차원을 제외한 5개의 구성요소(고객감정, 고객판단, 브랜드 이미지, 브랜드 성능, 브랜드 인식)의 평균값 비교에서 두 브랜드 간의 상대적 크기에 유의한 차이가 검증됨으로써 특정 브랜드의 자산이 고객에게는 보다 월등한 것으로 지각되고 있음을 확인하였다. 따라서 본 연구는 브랜드 간 자산 크기의 상대적 비교에 대한 통계적 타당성의 기초를 마련하였다는데 의의가 있다.

백두산 분화 Worst-case로 인한 우리나라 초미세먼지(PM2.5) 영향분석 및 노출평가 (Analysis of PM2.5 Impact and Human Exposure from Worst-Case of Mt. Baekdu Volcanic Eruption)

  • 박재은;김혜림;선우영
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제36권5_4호
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    • pp.1267-1276
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    • 2020
  • 백두산 화산의 대규모 분화로 인한 우리나라 PM2.5 영향 및 피해범위를 정량적으로 예측하기 위하여 우리나라에 직접 피해를 주는 worst-case 기상 시나리오를 적용하여 3차원 대기화학모델링 시스템 WRF-SMOKE-CMAQ(Weather Research & Forecasting - Sparse Matrix Operation Kernel Emission - Comunity Multi-scale Air Quality)을 구동하였다. 과거 10년(2005~2014년)간 백두산 분화 worst-case 우선순위 중 우리나라에 가장 큰 직접 피해를 주는 대표 worst-case 시나리오를 적용하여 대상 사례일(2012.5.16)에 VEI 4의 대규모 화산 분화를 가정하여 화산 분화로 인한 초미세먼지(PM2.5)의 영향을 분석하였다. 우리나라 지역별(시군구) PM2.5의 영향을 예측하고 취약계층 등을 반영한 노출평가를 실시하여 취약지역을 도출하였다. 또한, 시군구의 영향을 보다 상세규모(9 km × 9 km)로 분석하여 시군구 지역 내 취약지역을 도출하였다. 백두산 분화 대표 worst-case(2012.5.16.) 분석결과, 국내 PM2.5 피크농도는 24,547 ㎍/㎥로 낙하 화산재(5억 4천만톤) 처리가 가장 큰 문제로 대두되었던 미국 세인트헬렌스 화산 분화(1980년) 사례보다 더 극한 상황이 될 것으로 예상된다. 또한, PM2.5 고농도 지역의 분석결과, 파주, 김포, 고양, 강화, 산청, 하동에서 고농도가 나타났다. 반면, 인구 노출분석 결과 인구 밀집지역인 파주가 특히 취약지역으로 나타났고, 취약계층 노출분석 결과 또한, 취약계층 인구가 많은 파주, 남양주, 화성이 취약지역으로 나타났다. 시군구 지역을 상세규모로 분석함으로써 하동 북부 등 시군구 지역 내에서의 고농도 지역을 도출할 수 있었다. 화산재해 발생 시 대기오염물질의 고농도 지역도 중요하지만 인구 및 민감군, 취약계층 밀집지역 등을 고려한 대응 및 대책 마련이 필요하겠으며 시군구에 대한 일률적인 대책보다 시군구 지역 내 고농도 지역 등의 선별을 통한 취약 지역별 대책 마련이 필요하겠다. 본 연구는 화산재해의 재난선포 기준 개발 및 선제적 대응체계 개발의 초석 마련에 기초자료가 될 것으로 판단된다.

Application of welding simulation to block joints in shipbuilding and assessment of welding-induced residual stresses and distortions

  • Fricke, Wolfgang;Zacke, Sonja
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제6권2호
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    • pp.459-470
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    • 2014
  • During ship design, welding-induced distortions are roughly estimated as a function of the size of the component as well as the welding process and residual stresses are assumed to be locally in the range of the yield stress. Existing welding simulation methods are very complex and time-consuming and therefore not applicable to large structures like ships. Simplified methods for the estimation of welding effects were and still are subject of several research projects, but mostly concerning smaller structures. The main goal of this paper is the application of a multi-layer welding simulation to the block joint of a ship structure. When welding block joints, high constraints occur due to the ship structure which are assumed to result in accordingly high residual stresses. Constraints measured during construction were realized in a test plant for small-scale welding specimens in order to investigate their and other effects on the residual stresses. Associated welding simulations were successfully performed with fine-mesh finite element models. Further analyses showed that a courser mesh was also able to reproduce the welding-induced reaction forces and hence the residual stresses after some calibration. Based on the coarse modeling it was possible to perform the welding simulation at a block joint in order to investigate the influence of the resulting residual stresses on the behavior of the real structure, showing quite interesting stress distributions. Finally it is discussed whether smaller and idealized models of definite areas of the block joint can be used to achieve the same results offering possibilities to consider residual stresses in the design process.

반복하중을 받는 볼트 연결부에 대한 역학적인 고등해석 모델의 개발 (Development of Advanced Mechanical Analysis Models for the Bolted Connectors under Cyclic Loads)

  • 허종완
    • 대한토목학회논문집
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    • 제33권1호
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    • pp.101-113
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    • 2013
  • 반복적인 하중을 받는 볼트 연결부의 비선형적인 거동을 예측할 수 있는 역학적 고등해석 모델을 개발하는 데 주된 초점을 두어 본 연구를 수행하였다. 또한 대표적인 접합부 형태인 T-stub 접합부의 연결 컴포넌트에 대한 실제의 하중 재하 실험값을 활용한 해석으로 얻어진 거동에 대한 예측의 정확성 및 모형화의 타당성을 입증하였다. 연결부를 이루고 있는 구성요소들의 거동은 볼트의 인장변형, T-stub 플랜지의 휨변형, T-stub 몸체의 신장, 전단볼트의 지압 및 미끄러짐을 포함하며 접합부내에서 개별적인 힘-변위 메커니즘으로부터 정의된 다중 선형의 강성모델에 의하여 재현된다. 이러한 구성요소들은 그들의 거동특성을 지닌 비선형 스프링으로 모형화되어 역학적 해석 모델에 설치되어 연결부 전체의 거동을 수치해석적인 방법으로 예측하도록 한다. 해석 모델에 의한 예측값은 강성, 강도 및 변형 측면에서 실험값과 비교하여 정확성을 평가하였으며 이를 근거로 본 연구에서 제안된 역학적 해석 모델이 볼트 연결부의 거동과 성능을 만족하며 예측 가능하다는 결론을 내렸다.

Static performance of a new GFRP-metal string truss bridge subjected to unsymmetrical loads

  • Zhang, Dongdong;Yuan, Jiaxin;Zhao, Qilin;Li, Feng;Gao, Yifeng;Zhu, Ruijie;Zhao, Zhiqin
    • Steel and Composite Structures
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    • 제35권5호
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    • pp.641-657
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    • 2020
  • A unique lightweight string truss deployable bridge assembled by thin-walled fiber reinforced polymer (FRP) and metal profiles was designed for emergency applications. As a new structure, investigations into the static structural performance under the serviceability limit state are desired for examining the structural integrity of the developed bridge when subjected to unsymmetrical loadings characterized by combined torsion and bending. In this study, a full-scale experimental inspection was conducted on a fabricated bridge, and the combined flexural-torsional behavior was examined in terms of displacement and strains. The experimental structure showed favorable strength and rigidity performances to function as deployable bridge under unsymmetrical loading conditions and should be designed in accordance with the stiffness criterion, the same as that under symmetrical loads. In addition, a finite element model (FEM) with a simple modeling process, which considered the multi segments of the FRP members and realistic nodal stiffness of the complex unique hybrid nodal joints, was constructed and compared against experiments, demonstrating good agreement. A FEM-based numerical analysis was thereafter performed to explore the effect of the change in elastic modulus of different FRP elements on the static deformation of the bridge. The results confirmed that the change in elastic modulus of different types of FRP element members caused remarkable differences on the bending and torsional stiffness of the hybrid bridge. The global stiffness of such a unique bridge can be significantly enhanced by redesigning the critical lower string pull bars using designable FRP profiles with high elastic modulus.

A new innovative 3-unknowns HSDT for buckling and free vibration of exponentially graded sandwich plates resting on elastic foundations under various boundary conditions

  • Rabhi, Mohamed;Benrahou, Kouider Halim;Kaci, Abdelhakim;Houari, Mohammed Sid Ahmed;Bourada, Fouad;Bousahla, Abdelmoumen Anis;Tounsi, Abdeldjebbar;Adda Bedia, E.A.;Mahmoud, S.R.;Tounsi, Abdelouahed
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제22권2호
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    • pp.119-132
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    • 2020
  • In this study a new innovative three unknowns trigonometric shear deformation theory is proposed for the buckling and vibration responses of exponentially graded sandwich plates resting on elastic mediums under various boundary conditions. The key feature of this theoretical formulation is that, in addition to considering shear deformation effect, it has only three unknowns in the displacement field as in the case of the classical plate theory (CPT), contrary to five as in the first shear deformation theory (FSDT) and higher-order shear deformation theory (HSDT). Material characteristics of the sandwich plate faces are considered to vary within the thickness direction via an exponential law distribution as a function of the volume fractions of the constituents. Equations of motion are obtained by employing Hamilton's principle. Numerical results for buckling and free vibration analysis of exponentially graded sandwich plates under various boundary conditions are obtained and discussed. Verification studies confirmed that the present three -unknown shear deformation theory is comparable with higher-order shear deformation theories which contain a greater number of unknowns.

변화탐지를 위한 인공위성영상자료의 정밀보정에 관한 연구 (A Study on Precision Rectification Technique of Multi-scale Satellite Images Data for Change Detection)

  • 윤희천;이성순
    • 한국측량학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.81-90
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    • 2004
  • 인공위성 영상자료들은 촬영조건 및 센서의 특성에 따라 다른 기하학적인 왜곡을 포함하고 있을 뿐만 아니라 공간, 방사 및 분광 해상도가 상이하기 때문에 정밀한 분석 결과 산출에 어려움이 있다. 즉, 두 개 이상의 영상을 비교 분석하기 위해 기본적인 센서 정보의 차이에서 발생하는 정오차를 소거하고 지형기복에 의해 발생하는 부정오차를 제거하기 위한 정밀 기하보정은 반드시 선행되어야 한다. 본 연구에서는 인공지형지물 변화탐지 기본도 를 구축하기 위해 위성의 센서정보를 이용한 센서모델링을 실시하였고 지상기준점과DEM자료를 가지고 정밀편위수정함으로써 다른 센서 및 촬영조건에 따라 발생하는 정오차를 소거하였다. 즉, 정밀편위수정법에 의해 Kompsat EOC 영상의 기복변위량을 감소시킬 수 있었고, 변화탐지를 위해 사용된 영상의 정합성과를 도심지역, 산림지역 및 혼합지역으로 나누어 시험 지역을 선정하여 검토한 결과 모든 지역에서 약 10% 정도의 정합률이 향상됨으로써 영상의 위치정확도를 향상시킬 수 있었다. 이러한 기본도를 가지고 이루어지는 변화탐지 결과는 지형지물의 갱신이나 다양한 GIS 응용의 기본 자료로서 효율적으로 사용할 수 있을 것으로 기대된다.

모바일 볼륨 가시화 시스템 개발 (Development of Mobile Volume Visualization System)

  • 박상훈;김원태;임인성
    • 한국정보과학회논문지:컴퓨팅의 실제 및 레터
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    • 제12권5호
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    • pp.286-299
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    • 2006
  • 모델링 시뮬레이션 그리고 센서 장비 기술의 지속적인 발전으로 최근에 매우 높은 해상도를 갖는 방대한 크기의 볼륨 데이타들이 일반화되고 있다. 과학적 가시화 분야에서, 이러한 데이타를 고성능 병렬 컴퓨터를 사용하여 효과적으로 가시화하기 위한 다양한 대화식 실시간 기법들이 제안되어 왔다. 본 논문에서는 모바일 클라이언트, 게이트웨이, 병렬 렌더링 서버로 구성되는 모바일 볼륨 가시화 시스템의 개발에 관해 설명한다. 모바일 클라이언트는 병렬 렌더링 서버에게 전달할 렌더링 / 뷰잉 파라미터를 설정할 수 있는 기능뿐만 아니라, 관심이 있는 특정 영역을 점진적으로 높은 해상도의 영상을 이용해 탐색할 수 있는 기능을 제공한다. 게이트웨이는 안정적인 서비스를 위해 모바일 클라이언트와 병렬 렌더링 서버 사이에서 주고받는 요청과 응답을 관리하는 역할을 한다. 병렬 렌더링 서버는 클라이언트로부터 전달받은 렌더링 컨텍스트를 이용하여 정의된 특정 부분 볼륨을 가시화하고, 고해상도의 최종 영상을 클라이언트에게 되돌려 주는 작업을 수행한다. 제안된 시스템은 PDA를 갖고 있는 여러 사용자가 협력작업(CSCW) 모드를 통해 동시에 볼륨 데이타 가운데 공통으로 관심을 갖는 특정 부분, 렌더링 컨텍스트, 그리고 최종 영상을 공유할 수 있도록 설계되었다.

미세먼지 농도 개선을 위한 배출량 저감대책 효과 분석 (Evaluation of the Effectiveness of Emission Control Measures to Improve PM2.5 Concentration in South Korea)

  • 김은혜;배창한;유철;김병욱;김현철;김순태
    • 한국대기환경학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.469-485
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    • 2018
  • On September 26, 2017, South Korean government has established the Particulate Matter Comprehensive Plan to improve Korean air quality by 2022, which aims to reduce annual mean surface $PM_{2.5}$ concentration to $18{\mu}g/m^3$. This study demonstrates quantitative assessment of predicted $PM_{2.5}$ concentrations over 17 South Korean regions with the enforcement of the comprehensive plan. We utilize the Community Multi-scale Air Quality (CMAQ) modeling system with CAPSS 2013 and CREATE 2015 emissions inventories. Simulations are conducted for 2015 with the base emissions and the planned emissions, and impacts from model biases are minimized using the RRF (Relative Response Factor). With effective emission reduction scenario suggested by the comprehensive plan, the model demonstrates that the surface $PM_{2.5}$ concentration may decrease by $6{\mu}g/m^3$ ($23{\mu}g/m^3{\rightarrow}17{\mu}g/m^3$) and $7{\mu}g/m^3$ ($25{\mu}g/m^3{\rightarrow}18{\mu}g/m^3$) for Seoul and South Korea, respectively. The number of high $PM_{2.5}$ days(daily mean>$25{\mu}g/m^3$) also decreases from 21 days to 4 days.