• 천문학회지
• /
• 제36권3호
• /
• pp.89-95
• /
• 2003

Observations of dark matter dominated dwarf and low surface brightness disk galaxies favor density profiles with a flat-density core, while cold dark matter (CDM) N-body simulations form halos with central cusps, instead. This apparent discrepancy has motivated a re-examination of the microscopic nature of the dark matter in order to explain the observed halo profiles, including the suggestion that CDM has a non-gravitational self-interaction. We study the formation and evolution of self-interacting dark matter (SIDM) halos. We find analytical, fully cosmological similarity solutions for their dynamics, which take proper account of the collisional interaction of SIDM particles, based on a fluid approximation derived from the Boltzmann equation. The SIDM particles scatter each other elastically, which results in an effective thermal conductivity that heats the halo core and flattens its density profile. These similarity solutions are relevant to galactic and cluster halo formation in the CDM model. We assume that the local density maximum which serves as the progenitor of the halo has an initial mass profile ${\delta}M / M {\propto} M^{-{\epsilon}$, as in the familiar secondary infall model. If $\epsilon$ = 1/6, SIDM halos will evolve self-similarly, with a cold, supersonic infall which is terminated by a strong accretion shock. Different solutions arise for different values of the dimensionless collisionality parameter, $Q {\equiv}{\sigma}p_br_s$, where $\sigma$ is the SIDM particle scattering cross section per unit mass, $p_b$ is the cosmic mean density, and $r_s$ is the shock radius. For all these solutions, a flat-density, isothermal core is present which grows in size as a fixed fraction of $r_s$. We find two different regimes for these solutions: 1) for $Q < Q_{th}({\simeq} 7.35{\times} 10^{-4}$), the core density decreases and core size increases as Q increases; 2) for $Q > Q_{th}$, the core density increases and core size decreases as Q increases. Our similarity solutions are in good agreement with previous results of N-body simulation of SIDM halos, which correspond to the low-Q regime, for which SIDM halo profiles match the observed galactic rotation curves if $Q {\~} [8.4 {\times}10^{-4} - 4.9 {\times} 10^{-2}]Q_{th}$, or ${\sigma}{\~} [0.56 - 5.6] cm^2g{-1}$. These similarity solutions also show that, as $Q {\to}{\infty}$, the central density acquires a singular profile, in agreement with some earlier simulation results which approximated the effects of SIDM collisionality by considering an ordinary fluid without conductivity, i.e. the limit of mean free path ${\lambda}_{mfp}{\to} 0$. The intermediate regime where $Q {\~} [18.6 - 231]Q_{th}$ or ${\sigma}{\~} [1.2{\times}10^4 - 2.7{\times}10^4] cm^2g{-1}$, for which we find flat-density cores comparable to those of the low-Q solutions preferred to make SIDM halos match halo observations, has not previously been identified. Further study of this regime is warranted.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
• /
• pp.1397-1398
• /
• 2007

본 연구는 $SF_6$와 Dry-air(건조공기), $N_2$, $CO_2$ 가스가 혼합된 절연매체의 절연 특성과 부분방전 특성 연구를 기초실험용 쳄버와 70kV급 GIS mock up을 이용하여 교류전압을 인가하여 실험이 수행되었다. 전자의 경우, Sphere gap 및 Needle/Plate 전극시스템을 이용하여 순수 $SF_6$가스와 Dry-air, $N_2$, $CO_2$ 가스들의 절연내력을 비교하고, 챔버의 압력을 5기압으로 유지한 상태에서 Dry-air, $N_2$, $CO_2$와 $SF_6$가스의 혼합비를 변화시키면서 절연내력이 측정되었다. 후자의 경우, 기초실험에서 도출된 $SF_6$가스와 Dry-air, $N_2$, $CO_2$의 최적의 혼합비율을 선택한 후, 방전 개시전압과 부분방전 양상을 순수 $SF_6$가스의 결과와 비교분석하기 위한 실험을 수행하였다. 이를 위하여 GIS 사고의 주요원인이 되는 결함들, 즉 Protrusion, Floating, Free moving particle 들을 인위적으로 모의하여 Mock up 내부에 설치하고 내부 압력을 5기압으로 유지한 상태에서 수행되었다. 전자의 경우, $0.5{\sim}5$ 기압 범위 내에서 Dry-air, $N_2$, $CO_2$ 압력을 변화시켰을 때 절연내력은 전극시스템에 무관하게 순수 $SF_6$가스의 결과치의 Dir-air $47{\sim}51%$, $N_2\;48{\sim}61%$, $CO_2\;47{\sim}60%$ 정도이다. 또한 챔버 압력이 5기압인 상태에서 Dry-air, $N_2$, $CO_2$가 80% 혼합된 절연매체는 순수 $SF_6$가스 절연내력의 80%이상의 절연내력을 가지고 있다. 후자의 경우, 인가전압을 고정 시켰을 때, 부분방전 패턴과 방전크기는, 순수 $SF_6$가스와 Dry-air 가 80% 혼합된 절연매체는 동일한 패턴과 방전크기를 나타내고 있다. 이러한 결과를 근거로, 가스 압력이 5기압에서 운전되는 전력기기의 절연매체로서 혼합가스를 사용할 경우, $SF_6$가스와 Dry-air, $CO_2$, $N_2$ 가스들의 혼합비는 2:8정도가 적절한 것으로 제안한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.97-97
• /
• 2013

Recently, Cu2ZnSn(S,Se)4 (CZTSS), which is one of the In- and Ga- free absorber materials, has been attracted considerable attention as a new candidate for use as an absorber material in thin film solar cells. The CZTSS-based absorber material has outstanding characteristics such as band gap energy of 1.0 eV to 1.5 eV, high absorption coefficient on the order of 104 cm-1, and high theoretical conversion efficiency of 32.2% in thin film solar cells. Despite these promising characteristics, research into CZTSS based thin film solar cells is still incomprehensive and related reports are quite few compared to those for CIGS thin film solar cells, which show high efficiency of over 20%. I will briefly overview the recent technological development of CZTSS thin film solar cells and then introduce our research results mainly related to sputter based process. CZTSS thin film solar cells are prepared by sulfurization of stacked both metallic and sulfide precursors. Sulfurization process was performed in both furnace annealing system and rapid thermal processing system using S powder as well as 5% diluted H2S gas source at various annealing temperatures ranging from $520^{\circ}C$ to $580^{\circ}C$. Structural, optical, microstructural, and electrical properties of absorber layers were characterized using XRD, SEM, TEM, UV-Vis spectroscopy, Hall-measurement, TRPL, etc. The effects of processing parameters, such as composition ratio, sulfurization pressure, and sulfurization temperature on the properties of CZTSS absorber layers will be discussed in detail. CZTSS thin film solar cell fabricated using metallic precursors shows maximum cell efficiency of 6.9% with Jsc of 25.2 mA/cm2, Voc of 469 mV, and fill factor of 59.1% and CZTS thin film solar cell using sulfide precursors shows that of 4.5% with Jsc of 19.8 mA/cm2, Voc of 492 mV, and fill factor of 46.2%. In addition, other research activities in our lab related to the formation of CZTS absorber layers using solution based processes such as electro-deposition, chemical solution deposition, nano-particle formation will be introduced briefly.

• 공업화학
• /
• 제33권2호
• /
• pp.151-158
• /
• 2022

본 논문은 활성탄에 의해 작용기가 다른 말라카이트 그린(MG), 다이렉트 레드 81 (DR 81) 및 티오플라빈 S (TS)의 흡착에 대한 파라미터 특성(PH 효과, 등온선, 동역학 및 열역학 파라미터) 및 염료의 경쟁 흡착에 대해 조사하였다. Langmuir, Freundlich 및 Temkin 등온선 모델을 사용하여 염료의 흡착 메커니즘 및 활성탄에 의한 흡착 처리의 적합성을 평가했다. Langmuir 무차원 분리 계수 값은 활성탄에 의한 세 가지 염료의 흡착 처리가 효과적인 방법임을 나타내었다. 활성탄에 대한 세 가지 염료의 흡착 메커니즘은 Temkin 식에서 계산된 흡착열로부터 물리 흡착임을 확인하였다. 세 가지 염료의 흡착 동역학은 유사 2차 모델에 가까웠으며 잘 일치함을 보여주었다. 활성탄에 의한 세 가지 염료의 흡착 과정의 속도 지배 단계는 입자내 확산이었다. 양의 엔탈피와 엔트로피 변화는 각각 흡열 반응과 고액계면에서 흡착에 의한 무질서도가 증가함을 나타내었다. 세 가지 염료의 음의 Gibbs 자유 에너지 값은 온도가 증가함에 따라 자발성이 높아지는 것을 나타냈다. 삼성분 경쟁흡착에서 흡착능력이 높은 MG는 혼합용액에서 DR 81과 TS에 의해 약간의 방해를 받았으나, 흡착능력이 낮은 DR 81과 TS는 흡착력이 좋은 MG의 영향을 받아 흡착률이 크게 증가하였다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제54권11호
• /
• pp.943-953
• /
• 2021

호수, 저수지, 만 등의 사면에서 발생하는 산사태 및 토석류에 의해 유발되는 수면충격파의 전파는 복잡한 지형 조건에서 토석류와 물 흐름이 상호작용하는 3차원 자연현상이다. 이 연구에서는 3차원 다상 난류 흐름 해석을 위한 수치모형과 비뉴튼 유체인 토석류에 대한 유변학적 모형을 적용하여 만의 사면에서 발생한 산사태로 인한 수면충격파의 거동을 수치모의하였다. 수치해석 결과를 타 연구자의 수리실험 자료와 비교 분석하여 3차원 수치모형의 적용성을 평가하였다. 수면으로 유입되는 토석류의 선단부 두께와 유속이 적절히 모의 된다면, 수면충격파의 정점부가 솟구치는 높이와 수면형은 매우 우수한 정확도로 예측이 가능한 것으로 나타났다. 토석류의 초기 형상을 다르게 설정한 두 가지 수치해석 결과는 연직상향으로 솟구친 수면충격파가 최고점에 도달한 후 중력에 의해 하강하면서 감쇄되는 단계에서부터 상이해지는 것으로 나타났다. 토석류 초기 두께를 상대적으로 크게 설정한 수치모의 결과는 만을 가로지르는 수면형과 함께 반대편 사면에서의 쳐오름 현상까지 양호하게 실험자료를 재현할 수 있는 것으로 나타났다. 반대편 사면에 도달한 수면충격파가 사면을 거슬러 흐르는 최고 쳐오름 높이는 토석류 총량이 같은 경우 수면으로 유입되는 토석류의 초기 두께에 민감하지 않은 것으로 나타났다. 한편, 수로 바닥을 따라 전파되는 토석류의 전파 특성을 더 정확하게 재현하기 위해서는 실험에서 점토 성분이 없는 입자만을 이용하여 재현한 토석류 물질 특성에 맞는 유변학적 모형을 적용할 필요가 있다고 판단된다.

• Composites Research
• /
• 제35권3호
• /
• pp.201-215
• /
• 2022

본 연구에서는 초고온 환경에서 내화학성 및 열적 안정성이 우수한 지오폴리머 기반의 알루미노실리케이트 레진과 세라믹 섬유를 활용한, 목표주파수 X-band(8.2 GHz to 12.4 GHz)에서 전자파를 흡수하는 세라믹 복합재(Radar-absorbing ceramic composite, RACC)를 구현하였다. 주 성분이 FeSi인 판형 구조의 샌더스트 자성 입자를 분산시킨 알루미노실리케이트 레진은 목표 주파수 대역에서 자성 및 유전손실 특성을 발휘하였고, 입도와 무게분율별 유전특성을 Cole-Cole Plot으로 표현하였다. 샌더스트가 분산된 알루미노실리케이트 레진의 미세구조, 화학적 성분 및 결정, 자기 및 열적 특성 등을 분석하기 위해 SEM, EDS, VSM 및 TGA를 측정하였다. 샌더스트의 입도 크기 35 ㎛, 무게분율 40 wt.%를 분산시킨 레진의 유전손실 특성을 활용하여, X-band에서 약 1.51 GHz 대역폭에 대해 -10 dB 이하의 반사손실 성능을 발휘하는 단층형(t = 1.585 mm) RACC를 설계 및 제작하였다. 제작된 RACC의 초고온(25℃ to 1,000℃)에서 전자파 흡수 거동을 살피기 위해 개발된 초고온 환경 자유공간측정 장비를 활용하여 X-band 대역에서 그 성능을 검증하였다.

• 한국식품과학회지
• /
• 제53권4호
• /
• pp.479-485
• /
• 2021

감초 추출물의 항산화 안정성을 증진시키기 위하여 키토산의 ionic gelation 특성을 이용한 감초 추출물을 함유한 키토산/TPP 나노캡슐을 제조하였다. 먼저 반응표면분석을 통해서 감초 추출물의 항산화활성을 최대로 할 수 있는 추출조건을 최적화하였다. 감초의 최적 추출조건은 83.01% 에탄올 농도에서 32.6분 동안 추출하는 것으로 결정되었으며, 최적 조건에서 제조된 감초 추출물의 총 플라보노이드 함량과 항산화 활성은 각각 20.47 ㎍ RE/mg과 22.32%/mg로 관측되어 예측값과 모두 표준편차 범위 내에 있음을 확인하였다. 다양한 감초 추출물과 키토산 농도에서 나노캡슐을 제조한 결과, 약 280-370 nm 범위의 캡슐크기를 나타냈으며 0.3 이하의 PDI를 나타내어 전반적으로 균일한 나노캡슐이 형성 되는 것으로 확인되었다. 포집효율 및 함유효율을 고려하여 감초 추출물과 키토산 농도를 각각 0.8과 2.0 mg/mL로 결정하였다. 지방과산화 억제능을 통한 APF 측정 결과, 나노캡슐화되지 않은 감초추출물은 반응 후에 급격히 상승되어 반응 4시간에 가장 높은 APF를 나타낸 후 급격히 감소된 반면, 감초 추출물 나노캡슐은 초반에는 약한 APF를 나타내다가 꾸준히 증가한 후 유지되어 반응 6시간 이후에는 모든 농도에서 유리 감초 추출물보다 유의적으로 높은 항산화 활성을 나타냈다. 따라서 감초 추출물은 키토산 나노캡슐화에 의해서 산화 안정성이 향상됨으로써 항산화 활성의 유지기간이 증진됨을 확인하였다. 본 연구를 통해서 키토산 나노캡슐화는 감초추출물의 항산화 안정성 증대에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제26권5A호
• /
• pp.861-872
• /
• 2006

본 연구에서는 이차원 연속체에 존재하는 점성균열을 무요소법에서 국부 단위분할 원리에 근거하여 정식화하였다. 균열이 한 절점의 영향영역(domain of influence)을 완전히 통과하는 경우 그 절점의 형상함수는 계단함수로 확장되고, 균열 끝이 영향영역 내에 위치하는 경우 특이성이 제거된 가지함수(branch function)로 확장된다. 이러한 해의 영역의 확장은 국부 단위분할 원리를 만족하는 변위계에서만 이루어지므로, 약형 정식화는 표준 Galerkin방법에 의해서 얻어진다. 균열과 상호작용하는 영향영역만 확장되기 때문에, 성긴 형태의 시스템의 행렬을 유지하게 된다. 그러므로 확장에 의해 발생하는 계산비용의 증가는 최소화된다. 동적인 문제에서 균열성장에 관한 조건은 재료안정론으로부터 얻어졌다. 즉, 재료 한 점에서 어느 방향으로든 변형열화가 집중하게 되면, 그 방향에 점성균열을 삽입하여 연속체가 비연속체로 되도록 하였다. 균열의 성장속도도 같은 조건으로부터 자연스럽게 얻어졌다. 전통적인 무요소법보다 더 나은 정확도와 빠른 수렴성을 보이는 것이 확인되었으며, 이 기법의 적용성을 보이기 위해 잘 알려진, 정적 및 동적문제에 적용하였다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제34권3호
• /
• pp.86-91
• /
• 2024

본 연구에서는 국내 정유사에서 발생하는 탈황석고(DG)와 이산화탄소를 반응시켜 제조한 이산화탄소전환탄산화물(CCMs)을 시멘트 혼합재로 적용한 모르타르의 특성 분석을 실시하였다. 화학성분, 입도 분석 결과를 통해 탈황석고와 이산화탄소가 반응하여 CaCO₃ 등의 탄산화물 결정이 생성된 것을 추정할 수 있었으며, 이를 시멘트 혼합재로 활용하여 작업성, 압축강도 등의 물성과 동결융해 후 압축강도 및 촉진탄산화 깊이 측정을 실시하여 내구성 분석을 실시하였다. 실험 결과, 혼합재의 함량이 증가할수록 작업성 및 압축강도 특성이 낮아지는 것을 확인할 수 있었으며, 동결융해 후 압축강도, 촉진 탄산화 깊이 또한 물성 측정 결과와 유사한 경향을 나타내었다. 아울러 탈황석고 대비 탄산화물을 혼합할 경우 물성 및 내구성이 양호하게 나타나는 것을 확인할 수 있었으며, 이는 미반응 CaO 및 CaCO₃ 등 혼합재의 결정상 차이에 따른 것으로 판단되었다.

• 한국식품조리과학회지
• /
• 제14권3호
• /
• pp.225-231
• /
• 1998

본 연구는 유과의 수침기간 단축을 위한 방안으로 찹쌀가루에 효소를 가하여 pH 및 온도를 달리하여 제조한 찹쌀가루와 28일간 수침시켜 제조한 찹쌀가루간의 이화학적 특성을 비교, 분석함으로써 효소처리 찹쌀가루의 최적 조건 확립을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다. 1. 총당 함량은 28일간 수침시켜 제조한 찹쌀가루가 가장 높게 나타났고 환원당의 경우는 효소 처리시킨 찹쌀가루가 28일간 수침시킨 것에 비해 높은 수치를 보였다. 2. 점도는 효소 처리시킨 찹쌀가루의 경우 28일간 수침시켜 제조한 찹쌀가루에 비해 유의적으로 낮았으며 특히, $65^{\circ}C$에서 제조한 찹쌀가루의 점도가 가장 낮게 나타났다. 3. 무기이온의 함량은 $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$ 및 $Na^{+}$의 경우 28일간 수침시킬 경우 2시간 수침시킨 것에 비해 많은 양이 용출되었고 효소처리 시료는 28일간 수침시킨 것에 비해 $Ca^{2+}$ and $Mg^{2+}$의 양이 높았던 반면 P$^{+}$함량은 낮게 나타나 다소 차이를 보였다. 4. 유리당은 28일간 수침시킨 찹쌀시료의 경우 glucose만 존재하였고 효소처리 시킬 경우 glucose외 에 maltose도 소량 검출되었다. 또한 효소처리시 총 유리당 함량은 28일간 수침시킨 것보다 매우 높게 나타났다. 5. 찹쌀가루의 미세구조 관찰 결과, 2시간 수침시킨 찹쌀가루는 다른 처리군에 비해 표면이 매끄럽고 입자의 손상이 적은 반면, 28일간 수침시킨 시료와 효소 처리 시료는 2시간 수침시킨 것에 비해 입자 크기가 작아진 것이 많았고 표면에 구멍이 관찰되어 서로 유사한 양상을 나타내었다. 이상의 결과를 통하여 효소처리 시킨 찹쌀가루와 28일간 수침시킨 찹쌀가루간의 이화학적 특성이 다소 차이를 나타내기는 하나 미세구조에 있어 비슷한 양상을 보임에 따라 유과의 수침시 어느 정도 전분 분해를 받는다는 사실을 확인할 수 있었고 전보 8)에서 효소처리 찹쌀가루를 pH 6.5$\longrightarrow$pH 3.5, 30~45$^{\circ}C$ 온도 조건에서 제조할 경우, 28일간 수침시켜 제조한 유과와 비교할 만한 품질의 유과를 제조할 수 있었던 점으로 미루어 찹쌀가루를 효소 처리시킬 경우 유과 제조가 가능하며 이 자료를 토대로 후속적인 연구를 통해 효소처리 찹쌀가루의 최적조건을 확립한다면 수침공정없이 유과를 제조할 수 있을 것으로 사료된다.