• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제1회(2012년)
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• pp.113-116
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• 2012

본 연구에서는 마하수 변화에 따른 층류유동 변화를 살펴보았다. 해석 프로그램은 EDISON_CFD를 이용하고, EDISON_CFD에서 사용한 수치기법과 Scheme에 대해서 언급한다. CFD기법을 이용하여 해석한 결과를 경계층조건의 이론 해석방법인 Blasius Boundary Layer와 비교하였다. 각 요소마다 해석한 결과를 통하여 층류 경계층의 특성을 살펴보았다. 그 결과 마하수 증가에 따른 평판의 온도 증가와 밀도 감소가 경계층을 선형적으로 증가시키는 것을 보았다. 또한 마하수 증가에 따른 점성계수의 증가를 살펴봄으로서 층류유동에서 마하수의 증가는 점성에 의한 운동량 확산을 증가시킨다는 것을 보았다.

• 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
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• 한국펄프종이공학회 2005년도 추계학술발표논문집
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• pp.157-171
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• 2005

초지와 인쇄시의 지절은 생산성 또는 운전성의 저하를 야기하므로 최소화해야 한다. 지종에 따라 초지조건이 달라지므로 종이에 가해지는 인장력, 함수율, 초지속도 등을 고려해야 한다. 종이에 있어서 결점 부근에서 일어나는 항복(yield)과 파괴현상을 파괴역학적 관점에서 연구한 바 있다. 초지공정은 섬유 매트 또는 습지에서 점차적으로 수분이 제거되는 과정이며, 인쇄공정은 종이에 물이 가해지는 과정이 있으나, 파괴인성 측면에서 동일한 이론을 적용할 수 있다. 박과 이는 초지시 섬유의 특성, 미세분의 종류 및 함량에 따른 인장 특성 및 파괴 특성에 관한 연구에서 Sw-BKP의 경우 섬유의 파괴가 유도되고, Hw-BKP의 경우 결합면의 파괴가 유도되는 것으로 나타났으며, 미세분 특성에 따른 시험 결과 파괴 인성은 섬유간 실제적 결합이 유도되는 경우 파괴 인성의 향상을 가져올 수 있는 것으로 나타났다. 파괴 역학은 결점 부위의 응력집중 현상에 따른 독특한 파괴 거동으로 지합등과 같은 응력 확산 효과를 기대할 수 없기 때문에 섬유간 실제적인 결합에 직접적으로 의존한다고 할 수 있다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제6회(2017년)
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• pp.580-584
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• 2017

본 논문에서는 얀센 메커니즘을 이용한 4족 보행 로봇의 설계와 라인 추적을 통해 목표지점까지 도달할 수 있도록 하는 센싱에 대해 보인다. 가장 핵심이라고 판단되는 구동부의 최적 설계를 위해 m.Sketch를 이용하여 GAC와 GL를 설정하였고, 최적 설계 후 다리 경량화를 통한 로봇 속도 개선 등의 문제는 차후에 다루기로 한다. 본 논문에서 언급되는 모든 구동부는 이론적 계산을 기초로 하여 CATIA 프로그램을 사용하여 제작되었으며, 과학상자를 이용한 여러 번의 구조변경 실험을 통해 최적의 설계를 찾는 것을 목표로 한다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제3회(2014년)
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• pp.157-168
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• 2014

거친 표면 위에서 물방울은 Wenzel (WZ) 상태와 Cassie-Bexter (CB) 상태로 존재할 수 있으며, 특히 돌기 사이를 채우고 있는 물 분자의 상태 (액체 또는 기체)로 물방울이 어떤 상태인지를 알아 낼 수 있다. 본 연구에서는 열역학적 이론과 격자 기체 기반의 몬테카를로 방법을 사용하여 표면 위에 존재하는 돌기의 크기와 모양이 돌기 사이에서 일어나는 물 분자의 액체-기체 상전이에 미치는 영향에 대해 살펴보았다. 돌기의 너비와 높이가 일정한 비율을 유지하고 있을 경우, 직육면체 (Square) 돌기의 경우 그 크기가 커질수록 CB 상태로의 상전이가 잘 일어나는 반면, 원통형 (Circular) 돌기의 경우 매우 큰 크기에서 더 이상 CB 상태로의 상전이가 일어나지 않는 것을 확인하였다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제3회(2014년)
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• pp.625-630
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• 2014

연료전지의 성능을 결정짓는 가장 중요한 변수 중의 하나는 각 스택의 채널에 얼마나 균일하게 연료를 공급할 수 있느냐이다. 본 연구에서는 네 가지의 모델을 사용하여 연료전지 매니폴드 형상에 따른 최적 설계를 수행하였다. 위 네 가지 모델은 각기 다른 기하학적 형상을 가지며 Edison CFD를 이용하여 형상 내의 유동을 비교하였다. 초기 모델에서는, 입구부에서 매니폴드로 유입되는 유동의 확산이 잘 일어나지 않아 각 채널의 질량유량이 불균일한 분포를 보였으며 특히 속도가 빠른 중심 영역의 채널에 많은 연료가 유입되었다. 이를 위한 디퓨져 모델링이 제안되었으며 실속이 최소한도로 발생할 때 채널당 질량유량이 가장 균일하다고 가정하였다. 이를 위해 다양한 디퓨져 각을 가진 모델을 사용했고, 이론상으로 실속이 발생하지 않는 형상에서 가장 균일한 분포를 보임을 확인하였다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제4회(2015년)
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• pp.156-162
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• 2015

나노입자의 특성과 기능은 bulk 물질과 달리, 나노 입자를 이루는 원소의 종류 뿐만아니라 크기와 모양에도 밀접한 연관이 있다. 이를 계산화학적으로 예측할 수 있다면 나노입자의 합성과 응용에 큰 도움이 될 것이다. 본 연구에서는 일정한 크기의 은 나노입자의 구조를 계산한 뒤, 바깥쪽의 두 원자 층을 무작위로 섞은 뒤 다시 구조최적화 계산을 거쳐 다양한 나노입자들의 구조를 찾았다. 이렇게 구해진 구조들의 에너지를 계산하고 원자를 하나 떼어낼 때의 에너지를 계산하여 응집 에너지를 구해 경향성을 분석해 보았다. 더 나아가, 나노입자를 이루는 각 원자 층의 개수가 하나 더 커질 때 필요한 에너지를 계산하여, 원자 하나당 평균을 내어 분석해보았다. 본 연구에서는 병렬화 된 밀도범함수이론 계산 프로그램을 이용해 100개가 넘는 입자의 계산이 가능하다는 것을 확인했고, 은 나노입자의 크기가 증가함에 따라 원자 하나가 추가되는 경우와, 원자 층 하나가 추가되는 경우의 그래프를 보고 경향성을 분석하였다. 이는 다른 화학적 환경에 있는 은 원자의 에너지를 계산하여 각각의 환경에서의 은 나노 입자의 크기를 예측하는 계산하는 데 초석이 될 것이다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제4회(2015년)
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• pp.117-123
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• 2015

본 연구에서는 DFT를 이용하여 Nucleophilicity와 Basicity의 연관성에 대한 계산화학적 분석을 수행하였다. Basicity는 선정된 모델 분자의 protonation 반응에서 생성물과 반응물의 enthalpy 변화량인 양성자 친화도(Proton affinity, PA) 값을 구하여 분석하였다. 계산한 결과는 실험을 통해 얻은 PA 결과와 경향성이 거의 일치함을 확인하였다. Nucleophilicity는 모델 분자들과 $CH_3Br$ (electrophile)의 $SN_2$반응에서 gibbs free energy of activation(${\Delta}G^{\ddag}$) 값으로 그 경향성을 분석하였다. 또한 용매의 종류를 다르게 하여 용매에 따른 ${\Delta}G^{\ddag}$ 값의 경향성도 확인하였다. 각 용매에 따라 구한 ${\Delta}G^{\ddag}$와 PA의 상관관계를 비교하였으나, 큰 연관성은 보이지 않았다. 이에 ${\Delta}G^{\ddag}$와 PA의 상관관계를 보여줄 수 있는 parameter를 찾기 위하여 각 모델 분자의 Electronegativity와 Polarizability를 계산하여 연관성을 비교해보았다. Polarizability를 적용했을 때 Nucleophilicity와 Basicity사이의 연관성을 나타낼 수 없었던 반면, Electronegativity를 적용하여 Basicity와 Nucleophilicity의 연관성 보일 수 있음을 이론적으로 규명하였다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제4회(2015년)
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• pp.388-391
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• 2015

본 연구에서는 탄소로 이루어진 그래핀과 붕소와 질소의 합성물인 h-BN을 적절하게 섞어, 밴드갭(band gap)의 변화를 범밀도함수이론(DFT)을 통하여 설계하려고 한다. 본 연구에서 태양전지의 가장 높은 효율을 가지기 위한 밴드갭 1.2eV 가지는 모델을 설계하려고 한다. Armchair 방향으로 B와 N을 도핑을 하여 width에 따른 Nanorribbons 형태를 만들어 밴드갭(band gap)의 변화를 살펴 볼 것이다. 그래핀과 h-BN을 각각 고정시키며 다른 한쪽의 width를 늘리면서 밴드갭(band gap)의 변화도 살펴 볼 것이다. 그래핀와 h-BN의 비가 5:3일 때 1.14eV로 가장 1.2eV에 비슷하게 나왔고 3:5일 때 1.12eV로 그 다음으로 가장 가까운 결과를 얻을 수 있엇다. 또한 비슷한 밴드갭을 가지더라도 그러한 원자 구조가 얼마나 안정적인지를 알기 위해 cohesive 에너지를 계산 할 것이다. 이러한 결과로 인해 태양에너지 연구에 큰 이바지를 할 수 있다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제2회(2013년)
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• pp.327-330
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• 2013

Converging-diverging 노즐은 시스템 내부 유동에 적용되는 속도면적 법칙을 통해, 아음속 유동을 초음속으로 만드는 장치이며, 항공기 엔진 등에서 추력을 얻기 위해 쓰인다. 이상기체, 등 엔트로피를 가정한 동일 입구 조건에서, 출구로 빠져나오는 유동의 속도는 오직 면적 비에만 관계한다. 그러나 실제현상에서는, 출구에서의 유속이 유동의 압축성 효과 및 벽면에서의 전단력 등으로 인해 노즐 형상마다 상이한 결과를 낳는다. 본 연구에서는 EDISON Simulation을 활용하여 다양한 노즐 형상에 따른 출구에서의 Mach number를 구하고, 각각의 결과로부터 경향성을 찾는다. 또, 계산 결과를 이론식을 통해 도출되는 결과와 비교한다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제5회(2016년)
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• pp.113-115
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• 2016

온실가스의 주범을 친환경적으로 활용한다는 측면과 carbon source를 영구적으로 저렴한 비용으로 공급할 수 있다는 경제적 측면에서 CO2를 활용한 고부가가치 화학물질의 합성이 최근에 주목 받고 있다. 본 연구에서는 살렌(salen)-전이금속 착물을 단일 촉매로 사용한 모델 시스템을 통해 고부가가치 소비재의 주된 원료인 고리형 카보네이트 (cyclic carbonate)와 폴리카보네이트 (polycarbonate)가 생성되는 반응경로를 규명하였으며, 이들의 활성화 에너지를 조절함으로써 생성물을 선택적으로 합성할 수 있다는 이론적 근거를 제시하였다.