• 제목/요약/키워드: Sequential over-relaxation

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New algorithm for simulating heat transfer in a complex CPFS (Cable Penetration Fire Stop)

  • Yun, Jong-Pil;Kwon, Seong-Pil;Cho, Jae-Kyu;Yoon, En-Sup
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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    • pp.1798-1803
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    • 2003
  • In this work the dynamic heat transfer occurring in a cable penetration fire stop system built in the firewall of nuclear power plants is three-dimensionally investigated to develop a test-simulator that can be used to verify effectiveness of the sealants. The dynamic heat transfer can be described by a partial differential equation (PDE) and its initial and boundary conditions. For the shake of simplicity PDE is divided into two parts; one corresponding to the heat transfer in the axial direction and the other corresponding to the heat transfer on the vertical layers. Two numerical methods, SOR (Sequential Over-Relaxation) and FEM (Finite Element Method), are implemented to solve these equations respectively. The axial line is discretized, and SOR is applied. Similarly, all the layers are separated into finite elements, where the time and spatial functions are assumed to be of orthogonal collocation state at each element. The heat fluxes on the layers are calculated by FEM. It is shown that the penetration cable influences the temperature distribution of the fire stop system very significantly. The simulation results are shown in the three-dimensional graphics for the understanding of the transient temperature distribution in the fire stop system.

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원자력발전소 케이블관통부 충전시스템 평가용 소프트웨어 개발 I (Development of a Software to Evaluate the CPES(Cable Penetration Fire Stop) System in Nuclear Power Plane I)

  • 윤종필;권성필;조재규;윤인섭
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제18권1호
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    • pp.24-30
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    • 2004
  • 본 논문은 원자력발전소 방화벽에 설치된 케이블관통부 충전시스템(CPFS: Cable Penetration Fire Stop)안에서 일어나는 동적 열 전달 현상을 해석하기 위해 수행된 실험을 다루고 있다. Dow Corning사의 내화성 충전물에 대해서 내화실험이 수행되었으며, 본 실험을 통해 준비된 CPFS 시험체가 성능위주 시험방법인 ASTM E-814의 F-rating과 T-rating을 동시에 만족시킬 수 있는지를 알아보았다. 그리고 여기서 얻어진 실험결과는 CPFS시스템 내화성능 평가용 소프트웨어를 개발하기 위해 사용되었다. CPFS 시스템 내에서의 열전도 현상은 주어진 초기조건과 경계조건 하에서 Parabolic PDE(Partial differential equation)로 수식화 되었으며, 이렇게 수식화된 PDE는 다시 연속과완화법(SOR: Sequential over-relaxation)과 Galerkin 유한요소법(FEM: Finite element method)로 구성된 혼합알고리즘에 따라 풀 수 있었다. PDE을 풀기 위해 널리 사용되고 있는 상용소프트웨어 Femlab을 이용하여 방화시스템 내에서의 온도분포를 계산하여 3차원 그래픽으로 나타내었다. 특히 CPFS시스템 내에서의 시간의 경과에 따른 온도분포의 변화에 대한 실험과 수치해석을 병행함으로써 결과에 대한 신뢰성을 높일 수 있었다.

새로운 혼합알고리즘을 이용한 CPFS 내에서의 일어나는 동적 열전달의 수식화 및 해석 (Modeling and analysis of dynamic heat transfer in the cable penetration fire stop system by using a new hybrid algorithm)

  • 윤인섭;윤종필;권성필
    • 한국가스학회지
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    • 제7권4호
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    • pp.44-52
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    • 2003
  • 본 논문은 원자력발전소 방화벽에 설치된 케이블관통부 충전시스템(CPFS: Cable penetration fire stop) 안에서 일어나는 동적 열전달 현상을 수식화하고, 새로운 혼합알고리즘을 이용해서 수치적으로 계산하여, 3차원 그래픽으로 나타내는 작업에 관한 연구이다. CPFS 내에서의 열전도 현상을 주어진 초기조건과 경계조건하에서 포물선 편미분방정식(Parabolic PDE)으로 수식화하였다. 계산을 단순화하기 위하여 전체 열 흐름을 z-축직선상에서의 일어나는 열전도 성분과 x-y-좌표 평면상에서 일어나는 열전도 성분으로 나누었다. z-축과 평행한 직선상에서 일어나는 열전도를 나타내는 PDE는 연속과완화법(SOR: Sequential over-relaxation)을 이용하여 유한불연속 점들에 대한 연립상미분방정식(ODE)으로 만들어서 풀었고, x-y-좌표 평면상에서 일어나는 열전도에 관한 PDE는 Galerkin 유한요소법(FEM: Finite element method)을 적용하여 ODE로 전환해서 풀었다. 여기서 시간과 공간의 함수인 온도는 각 직선상의 점들과 각 평면상의 요소절점들에 대해서 일정한 시간간격으로 초기온도와 경계온도를 업데이트하여 번갈아 가며 계산한다. 이러한 일련의 계산결과를 바탕으로 CPFS시스템 내에서의 온도분포의 동적인 변화를 계산해 낼 수 있었다. 결론적으로 관통하는 케이블이 CPFS시스템의 온도분포에 매우 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있었다. 시뮬레이션 결과는 CPFS내의 온도분포를 쉽게 이해할 수 있도록 3차원 그래픽으로 나타냈으며, 관통하는 케이블이 방화시스템의 온도분포에 매우 중요한 영향을 끼친다는 것을 알 수 있었다. 마지막으로 계산결과를 실험결과와 직접 비교함으로써, 개발된 모델과 계산 알고리즘의 정당성을 보였다.

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A Computational Model of the Temperature-dependent Changes in Firing Patterns in Aplysia Neurons

  • Hyun, Nam-Gyu;Hyun, Kwang-Ho;Hyun, Kwang-Beom;Han, Jin-Hee;Lee, Kyung-Min;Kaang, Bong-Kiun
    • The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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    • 제15권6호
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    • pp.371-382
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    • 2011
  • We performed experiments using Aplysia neurons to identify the mechanism underlying the changes in the firing patterns in response to temperature changes. When the temperature was gradually increased from $11^{\circ}C$ to $31^{\circ}C$ the firing patterns changed sequentially from the silent state to beating, doublets, beating-chaos, bursting-chaos, square-wave bursting, and bursting-oscillation patterns. When the temperature was decreased over the same temperature range, these sequential changes in the firing patterns reappeared in reverse order. To simulate this entire range of spiking patterns we modified nonlinear differential equations that Chay and Lee made using temperature-dependent scaling factors. To refine the equations, we also analyzed the spike pattern changes in the presence of potassium channel blockers. Based on the solutions of these equations and potassium channel blocker experiments, we found that, as temperature increases, the maximum value of the potassium channel relaxation time constant, ${\tau}_n(t)$ increases, but the maximum value of the probabilities of openings for activation of the potassium channels, n(t) decreases. Accordingly, the voltage-dependent potassium current is likely to play a leading role in the temperature-dependent changes in the firing patterns in Aplysia neurons.

미국 브라운필드 관리 프로그램과 정책의 시기별 특성과 함의 (Periodic Characteristics and Implications of Programs and Policies for Brownfield Management in the U.S.A.)

  • 김유진;패트릭 밀러
    • 한국조경학회지
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    • 제43권1호
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    • pp.96-107
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    • 2015
  • 하수처리시설, 군부대 등의 산업이전적지의 공원화 계획이 늘어나면서 브라운필드 재개발은 조경계획 및 디자인에서 하나의 분야로 자리 잡았다. 특히, 주변 커뮤니티 활성화, 지가 상승 등 동반이익에 대한 기대가 높아지면서 선별된 부지들의 종합적 계획 및 관리에 대한 필요성이 인식되고 있다. 본 연구는 미국 브라운 필드 관리 정책의 변화양상을 살펴 본 기초적인 사례연구로서, 1980년 수퍼펀드 프로그램 도입 이후, 약 30 여 년간 확장하여 온 브라운필드 프로그램과 정책의 시기별 특성을 파악하는 것을 주 목적으로 한다. 연구 방법으로 서술적, 해석적 방법에 기반한 미국 환경부 산하 기관들의 웹문서 및 관련 문헌 분석을 통해 정책의 특성을 시계열적으로 분석하였다. 본 연구의 결과, 주요한 변화를 기점으로 하여, 환경규제시기, 오염정화 및 재개발 촉진시기, 종합적 계획시기의 세 가지 시기로 구분되었고, 주요 특성은 규제 완화 및 재조정, 지원 프로그램의 다양화, 하향식과 상향식 방식의 조화, 데이터베이스 구축의 네 가지 측면으로 요약되었다. 본 연구는 대상지 선별기준, 이해 당사자 파악 및 책임분쟁 조정, 오염도 평가비용 및 처리 등 브라운필드만이 가진 공통 문제들이 어떻게 다뤄져 왔는지 선례를 살펴봄으로써, 향후 한국의 체계적 브라운 필드 관리 및 계획에 시사점을 제공하는 것에 의의를 두고 있다.