• 제목/요약/키워드: Open boundary condition

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Simulating vibration of single-walled carbon nanotube using Rayleigh-Ritz's method

  • Hussain, Muzamal;Naeem, Muhammad Nawaz;Taj, Muhammad;Tounsi, Abdelouahed
    • Advances in nano research
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    • 제8권3호
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    • pp.215-228
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    • 2020
  • In this paper, a new method based on the Sander theory is developed for SWCNTs to predict the vibrational behavior of length and ratio of thickness-to-radius according to various end conditions. The motion equation for this system is developed using Rayleigh-Ritz's method. The proposed model shows the vibration frequencies of armchair (5, 5), (7, 7), (9, 9), zigzag (12, 0), (14, 0), (19, 0) and chiral (8, 3), (10, 2), (14, 5) under different support conditions namely; SS-SS, C-F, C-C, and C-SS. The solutions of frequency equations have been given for different boundary condition, which have been given in several graphs. Several parameters of nanotubes with characteristic frequencies are given and vary continuously in length and ratio of thickness-to-radius. It has been illustrated that an enhancing the length of SWCNTs results in decreasing of the frequency range. It was demonstrated by increasing of the height-to-radius ratio of CNTs, the fundamental natural frequency would increase. Moreover, effects of length and ratio of height-to-radius with different boundary conditions have been investigated in detail. It was found that the fundamental frequencies of C-F are always lower than that of other conditions, respectively. In addition, the existence of boundary conditions has a significant impact on the vibration of SWCNTs. To generate the fundamental natural frequencies of SWCNTs, computer software MATLAB engaged. The numerical results are validated with existing open text. Since the percentage of error is negligible, the model has been concluded as valid.

엔트로피 개념을 활용한 개수로 마찰속도 산정 (The Estimation of Friction Velocity in an Open Channel by the Entropy Concept)

  • 추태호;손희삼;윤관선;노현석;고현수
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.1533-1540
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    • 2015
  • 수공구조물 설계 또는 하상의 유동 특징을 나타내기 위해선 마찰속도 산정이 필수적이다. 하지만 기존의 개수로 내의 마찰속도 공식인 Log 방법이나 Power방법은 벽면 근처에서 경계층 조건 혹은 다양한 수리적 특성이 지속적으로 변화하기 때문에 마찰속도의 산정에 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 매개변수를 최소화하고 오차를 줄일 수 있는 새로운 마찰속도 공식을 제안하였다. 제안한 공식에 대한 신뢰성과 정확성을 검증하기 위하여 엔트로피매개변수M을 각각의 수로마다 산정을 하여 Dr.Song이 산정한 3가지 방법(Clauser 방법, $\sqrt{gRI}$ 방법, 레이놀즈 응력법)으로 산정한 마찰속도와 비교하였다. 그 결과 가속부등류 조건의 경우 $R^2=0.9621$ 감속부등류 조건의 경우 $R^2=0.9274$ 등류흐름 조건의 경우 $R^2=0.8865$로 매우 높은 정확성으로 등류조건뿐만 아니라 부등류 조건에서도 거의 일치하였다.

공간변화에 따른 Wireless LAN의 통신 활용 범위에 관한 연구 (A Study on Application Boundary of Wireless LAN's Communication for Space Variation)

  • 차진만;강민수;박연식
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2005년도 추계종합학술대회
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    • pp.499-503
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    • 2005
  • 본 논문은 Wireless LAN을 이용함에 있어서 사용공간에 따른 이용 범위를 측정하고, 이를 참고하여 실사용 환경에서 Wireless LAN 환경을 구축하기 위한 참고, 자료로서 활용가능토록 측정되었다. 구성환경은 Wireless LAN의 미국 표준인 IEEE 802.11b 시스템을 기반으로 한 Wireless LAN을 대상으로 구성했으며, 캠퍼스 환경에의 적용이라는 전제를 가지고 실제 측정을 통하여 작성했다. 측정은 실사용 환경인 Office Environment와 Open Space 환경에서 이용 가능거리의 측정과 각 거리에 따른 신호의 S/N 비를 측정하여 학내 Wireless LAN 망 환경구현에 기초가 되는 데이터로서 측정했다. 단, 실내 환경에서의 측정은 기본 차폐물로서 벽이 2개 이상 존재할 경우를 대상으로 하였으며, 실외 환경에서의 측정은 차폐물이 없을 경우, 1차적인 차폐물이 존재할 경우, 그리고 2차적인 추가 차폐물이 존재할 경우를 나누어서 수행했다.

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Harbor Gate와 유입하천의 영향을 고려한 만내의 2차원 수리해석 (A Two-dimensional Hydraulic Analysis Considering the Influence of River Inflow and Harbor Gate in the Bay)

  • 이재준;이후상;심재설;윤종주
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제48권1호
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    • pp.45-55
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    • 2015
  • 본 연구에서는 연안지역의 방재를 위하여 외해에 방조제를 설치하였을 때 유입하천의 홍수량을 고려하여 만내의 2차원 수리분석을 실시하였다. 대상지역으로 영산강과 목포항 해역을 선정하였으며, 먼저 영산강 살리기 사업으로 인한 하상준설 및 하도변화에 따른 영산강의 수위영향을 검토하기 위하여 HEC-RAS 모형을 적용하여 1차원수리분석을 실시하였다. 또한, 전세계적으로 사용되고 범용 및 상용화 되어있는 2차원 동수역학 모형인 SMS의 CMS-Flow 모델을 이용하여 외해에 Harbor Gate 설치를 통한 2차원 수리분석을 하고, 영산강의 홍수량에 대한 수리학적 흐름의 특성을 분석함으로써 2차원 모형의 적합성을 검토하였다. 2차원 수리분석은 방조수문 설치 유 무와 내수경계조건으로 영산강 유입량 적용 유무을 고려한 4가지 경우에 대하여 외해 경계조건을 부여하여 실시하였으며, 2차원 모형의 적용 결과 방조수문 설치로 인하여 목포항 해역의 해수면 변화는 영산강 하구둑의 방류량이 지배적이며, 방조수문과 하구둑에 의해 만들어진 저수지의 용적량이 방류량의 용적에 비해 많이 부족하므로 방조수문 설치시 영산강 하구둑과 방조수문의 유기적인 운영이 필요하다고 판단된다.

A Numerical Study on the Wintertime Upwind flow of the Yellow Sen in an Idealized Basin

  • Kyung, Tae-Jung;Park, Chang-Wook;Oh, Im-Sang;Lee, Ho-Jin;Kang, Hyoun-Woo
    • Journal of the korean society of oceanography
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    • 제37권3호
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    • pp.91-107
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    • 2002
  • The wintertime upwind flow in the Yellow Sea has been investigated through a series of two-dimensional numerical experiments in an idealized basin. A total of 10 experiments have been carried out to examine the effects of wind forcing, bottom friction and the presence of oceanic currents sweeping the shelf of the East China Sea. A spatially uniform steady and periodic wind stresses are considered along with comparison of linear and quadratic formulations. The wind-driven flow in the absence of oceanic current has been computed using Proudman open boundary condition (POBC), while the wind-driven current in the presence of oceanic current has been computed using Flather’s radiation condition (FOBC). The oceanic currents to be prescribed at the open boundary have been simulated by specifying uniform sea level gradients across the Taiwan Strait and the eastern ECS shelf, Calculations show that, as seen in Lee et al. (2000), oceanic flow little penetrates into the Yellow Sea in the absence of wind forcing unless a unrealistically low rate of bottom frictional dissipation is assumed. Both steady and time-periodic wind stresses invoke the upwind flow along the central trough of the Yellow Sea, independently of the presence of the oceanic current. The presence of oceanic currents very marginally alters the north-south gradient of the sea surface elevation in the Yellow Sea. Changes in the intensity and direction of the wind-induced mean upwind flow are hardly noticeable in the Yellow Sea but are found to be significant near Cheju Island where the gradient is reduced and therewith contribution of Ekman transport increases. In case of steady wind forcing circulation patterns such as two gyres on the slope sides, a cyclonic gyre on the western slope and an anticyclonic gyre on the eastern slope persist and the upwind flow composes part of the cyclonic gyre in the Yellow Sea. While in case of the time-periodic wind stress the appearance and disappearance of the patterns are repeated according to the time variation of the wind stress and the upwind flow accordingly varies with phase delay, mostly intensifying near the time when the wind forcing is approximately near the middle of the decaying stage.

패널법에 의한 물 분사 추진장치의 성능해석 (Prediction of Performance of Waterjet Propulsors by Surface Panel Method)

  • 문일성;이창섭;송인행;김기섭
    • 대한조선학회논문집
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    • 제34권4호
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    • pp.31-41
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    • 1997
  • 본 논문에서는 물분사추진기의 성능해석을 위하여 포텐셜을 기저로 한 패널법을 정립하였다. 문제를 수치적으로 표현하기 위하여 임펠러와 고정날개의 날개표면, 그리고 허브와 덕트표변에 법선 다이폴과 쏘오스를 분포하였으며 임펠러와 고정날개에서 방출되는 후연반류면에는 법선다이폴을 분포하였다. 경계면 닫힘조건을 만족하기 위하여 덕트의 입구면과 출구면에는 다이폴과 쏘오스를 분포하였으며, 운동학적 경계조건을 만족하기 위하여 경계면에서의 법선방향의 속도가 영이라는 비침투 조건을 사용하였다. 입구면에서의 전유량이 주어지면 연속방정식을 만족하도록 출구면에서의 쏘오스의 세기가 결정된다. 물체표면을 사각형외 패널로 이산화 하였으며, 적분방정식에 경계조건을 적용함으로써 주어진 형상에 대하여 유일한 해를 구할 수 있다. 체계적인 수치시험을 통하여 본 연구에서 개발한 수치해석방법이 안정적임을 확인하였고 프로그램의 검증을 위하여 물분사 추진기와 유사한 축류송풍기의 형상에 대하여 수치검증을 하였다. 또한, 실제적인 적용을 위하여 선박해양공학센터(KRISO)에서 실험한 물분사추진장치의 실험결과와 비교, 도시 하였다.

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연안해수유동에 관한 효율적인 수치계산기법 (Effective Simulation Technology for Near Shore Current Flow)

  • 윤범상;노준혁;등야정륭;빈전효치
    • 대한조선학회논문집
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    • 제32권4호
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    • pp.38-47
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    • 1995
  • 연안해역에서의 해수의 유동을 추정하기 위하여, $\sigma$ 좌표계를 이용한 3차원 해수유동 수치계산 기법을 개발하여, 이를 다양한 해저지형을 가진 정방형의 유체영역 및 인천항부근의 실해역에 적용한 바 있다. 수치해의 수렴성 및 안정성에 있어서 몇가지 제약이 뒤따랐던, 기존의 수치계산기법을 다음과 같은 몇가지 개선을 하여, 수치해의 수렴성 및 안정성을 도모하였다. (1) 개방경계조건으로서 무반사 경계조건을 도입하였다. (2) 시간의 전개에 있어서, 속도장과 수면변위의 추정시각을 교대로 취하였다. (3) 운동방정식중의 이류항의 공간차분을 중앙차분법에서 상류차분법으로 치환하였다. 그 결과, 유체영역내부의 질량 및 운동량보존의 향상이 얻어졌으며, 시간영역에서의 진동이 대부분 억제되었고, 수치해의 수렴성 및 계산정도 등에 있어서 괄목할 만한 향상이 얻어졌다. 또한, 개선된 3차원 해수유동 수치계산기법과 동경대학의 3차원 해수유동 수치계산기법 상호간의 유효성을 검증하기 위하여 공동연구를 수행하였다. 물리좌표계를 이용한 동경대학의 해수유동 추정결과와, $\sigma$ 좌표계를 이용한 울산대학교의 해수유동 추정결과를 비교한 결과, 일부 다소간의 차가 생기는 점을 제외하고는 대부분 상당한 일치를 보이는 유용한 결과를 얻었다.

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Tongue Cancer 환자에서 PET/CT 검사 시 Open Mouth 촬영법의 유용성 평가 (Usefulness Evaluation of Open Mouth View when PET/CT scan In Tongue Cancer Patients)

  • 김재환;윤종준;정지욱;김정욱;황주원;지혜인
    • 핵의학기술
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    • 제20권2호
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    • pp.14-20
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    • 2016
  • Tongue cancer는 혀에 생기는 악성종양으로 전체 암의 1.8%, oral cancer의 75%를 차지할 정도로 발생 빈도가 높은 것으로 알려져 있으며 초기 진단, 전이유무, 병기설정 등을 위해 PET/CT 검사를 실시하고 있다. Tongue cancer 환자의 PET/CT 검사 시 close mouth 상태로 Torso를 촬영하고 있으며 그에 따른 겹침이나 인공물의 영향으로 병소부위가 명확히 관찰되지 않는 경우가 발생되었다. 이에 open mouth로 PET/CT 검사 시 발생되는 변화와 그에 따른 유용성을 알아 보고자 한다. 20명의 환자(남 15명, 여 5명)를 대상으로 시행하였으며 먼저 close mouth 상태로 Torso 촬영 후 open mouth 상태로 1bed 추가 촬영하였다. Tumor(T), Normal Tongue(NT), Lymph Node(LN)에 관심영역을 설정하여 표준화섭취계수(standardized uptake value, SUV) $SUV_{mean}$, $SUV_{max}$를 측정하여 Background(Carotid artery) SUV를 빼주었다. Tumor size 변화를 측정하였으며 육안적 영상 해상도 평가는 blind test를 진행하였다. 비모수검정(wilcoxon signed rank test)을 통해 통계 분석하였다. Tumor에서 SUV는 open mouth 검사 시 증가하는 변화를 보였으며, normal tongue과 lymph node에서는 소폭의 변화가 있었으나 유의한 차이는 없었다. tumor size 변화와 blind test를 통해 전체적으로 비슷하거나 높은 영상 해상도를 보여주는 것을 확인할 수 있었다. Open mouth PET/CT 검사가 close mouth시 발생하는 문제점에 대한 완벽한 대안법이 될 수는 없지만 open mouth를 통해 구강 내 다른 구조물과의 겹침이나 tumor의 경계면을 조금 더 명확하게 관찰할 수 있을 것으로 사료된다.

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A study on the dynamic instabilities of a smart embedded micro-shell induced by a pulsating flow: A nonlocal piezoelastic approach

  • Atabakhshian, Vahid;Shooshtaria, Alireza
    • Advances in nano research
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    • 제9권3호
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    • pp.133-145
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    • 2020
  • In this study, nonlinear vibrations and dynamic instabilities of a smart embedded micro shell conveying varied fluid flow and subjected to the combined electro-thermo-mechanical loadings are investigated. With the aim of designing new hydraulic sensors and actuators, the piezoelectric materials are employed for the body and the effects of applying electric field on the stability of the system as well as the induced voltage due to the dynamic behavior of the system are studied. The nonlocal piezoelasticity theory and the nonlinear cylindrical shell model in conjunction with the energy approach are utilized to mathematically modeling of the structure. The fluid flow is assumed to be isentropic, incompressible and fully develop, and for more generality of the problem both steady and time dependent flow regimes are considered. The mathematical modeling of fluid flow is also carried out based on a scalar potential function, time mean Navier-Stokes equations and the theory of slip boundary condition. Employing the modified Lagrange equations for open systems, the nonlinear coupled governing equations of motion are achieved and solved via the state space problem; forth order numerical integration and Bolotin's method. In the numerical results, a comprehensive discussion is made on the dynamical instabilities of the system (such as divergence, flutter and parametric resonance). We found that applying positive electric potential field will improve the stability of the system as an actuator or vibration amplitude controller in the micro electro mechanical systems.

Multi-crystalline Silicon Solar Cell with Reactive Ion Etching Texturization

  • Park, Seok Gi;Kang, Min Gu;Lee, Jeong In;Song, Hee-eun;Chang, Hyo Sik
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.419-419
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    • 2016
  • High efficiency silicon solar cell requires the textured front surface to reduce reflectance and to improve the light trapping. In case of mono-crystalline silicon solar cell, wet etching with alkaline solution is widespread. However, the alkali texturing methods are ineffective in case of multi-crystalline silicon wafer due to grain boundary of random crystallographic orientation. The acid texturing method is generally used in multi-crystalline silicon wafer to reduce the surface reflectance. However the acid textured solar cell gives low short-circuit current due to high reflectivity while it improves the open-circuit voltage. To reduce the reflectivity of multi-crystalline silicon wafer, double texturing method with combination of acid and reactive ion etching is an attractive technical solution. In this paper, we have studied to optimize RIE experimental condition with change of RF power (100W, 150W, 200W, 250W, 300W). During experiment, the gas ratio of SF6 and O2 was fixed as 30:10.

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