• 제목/요약/키워드: Spherical harmonics method

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Two Center Overlap Integrals의 계산을 위한 Spherical Hamonics 전개방법의 응용 (제2보) (Application of the Expansion Method for Spherical Harmonics for Computation of Two Center Overlap Integrals (Ⅱ))

  • 오세웅;안상운
    • 대한화학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.125-131
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    • 1979
  • 한 쌍의 slater type orbitals에 대한 two overlap integrals을 계산하는 방법이 Mulliken등에 의하여 발전되었다. 이 방법으로 two center integrals을 계산하기 위해서는 한쌍의 Slater type orbital,에 대한 극좌표들 타원좌표로 변환해야한다. 두 점에 위치한 Slater type orbital을 공통좌표상에 전개시키는 새로운 방법 즉 spherical harmonics의 전개방법이 two center overlap integrals, 을 계산하는데 응용되었다. 이 새로운 방법에서는 Slater type orbitals, 을 기준점에 대해 전개시키는 것이 필요하다. 본 연구에서는 two center overlap integral을 계산하기 위한 spherical harmonics 전개방법을 $|3s{\g}$, $|5s{\g}$$|5s{\g}$에 까지 확장시켰다. 이들 원자궤도함수의 전개식을 사용하여 two center overlap integrals의 기본식을 유도하였으며, 이 기본식을 사용하여 가상적인 NO 분자에 대한 two cunter overlap integrals의 계산값이 이미 보고된 값과 일치하였다.

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Time-dependent simplified spherical harmonics formulations for a nuclear reactor system

  • Carreno, A.;Vidal-Ferrandiz, A.;Ginestar, D.;Verdu, G.
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제53권12호
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    • pp.3861-3878
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    • 2021
  • The steady-state simplified spherical harmonics equations (SPN equations) are a higher order approximation to the neutron transport equations than the neutron diffusion equation that also have reasonable computational demands. This work extends these results for the analysis of transients by comparing of two formulations of time-dependent SPN equations considering different treatments for the time derivatives of the field moments. The first is the full system of equations and the second is a diffusive approximation of these equations that neglects the time derivatives of the odd moments. The spatial discretization of these methodologies is made by using a high order finite element method. For the time discretization, a semi-implicit Euler method is used. Numerical results show that the diffusive formulation for the time-dependent simplified spherical harmonics equations does not present a relevant loss of accuracy while being more computationally efficient than the full system.

분자계의 Overlap Integral의 계산의 Spherical Harmonics 전개방법의 응용 (Application of the Expansion Method for Spherical Harmonics for Computation of Overlap Integrals in Molecular System)

  • 안상운
    • 대한화학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.117-127
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    • 1978
  • 두점 A와 B에 위치한 Slater원자궤도함수의 spherical harmonics부와 지름부를 기준점 A를 중심으로 전개하여 공통좌표상에 기술하였다. 이 Slater 원자궤도함수의 전개식을 사용하여 two center overlap integral의 기본식을 유도하였으며 이 기본식을 이용하여 $CH_4,\;H_2O,\;NH_3,\;C_2H_6$$PH_3$ 분자의 two center overlap integral을 계산하였을 때 이 값이 Mulliken의 값과 일치하였다.

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Incorporation of anisotropic scattering into the method of characteristics

  • Rahman, Anisur;Lee, Deokjung
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제54권9호
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    • pp.3478-3487
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    • 2022
  • In this study, we incorporate an anisotropic scattering scheme involving spherical harmonics into the method of characteristics (MOC). The neutron transport solution in a light water reactor can be significantly improved because of the impact of an anisotropic scattering source with the MOC flat source approximation. Several problems are selected to verify the proposed scheme and investigate its effects and accuracy. The MOC anisotropic scattering source is based on the expansion of spherical harmonics with Legendre polynomial functions. The angular flux, scattering source, and cross section are expanded in terms of the surface spherical harmonics. Later, the polynomial is expanded to achieve the odd and even parity of the source components. Ultimately, the MOC angular and scalar fluxes are calculated from a combination of two sources. This paper presents various numerical examples that represent the hot and cold conditions of a reactor core with boron concentration, burnable absorbers, and control rod materials, with and without a reflector or baffle. Moreover, a small critical core problem is considered which involves significant neutron leakage at room temperature. We demonstrate that an anisotropic scattering source significantly improves solution accuracy for the small core high-leakage problem, as well as for practical large core analyses.

Calculation of NMR Chemical Shift for a 3d$^1$ System in a Strong Crystal Field Environment of Tetrahedral Symmetry (1). Application of the Expansion Method for a Spherical Harmonics for Derivation of Overlap and the Dipole Moment Matrix Elements of $\mid$4p > Atomic Orbitals and Derivation of the Radial Integrals for the Hyperfine Interaction for $\mid$4p > Atomic Orbitals

  • Ahn, Sang-Woon;Kim, Dong-Hee;Choi, Chang-Jin
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제7권4호
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    • pp.299-304
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    • 1986
  • Master formulas for overlap integrals and the dipole moments involving |4p > atomic orbitals have been derived by the expansion method for spherical harmonics. The radial integrals for the hyperfine interaction have also been derived for |4p > atomic orbitals. The calculated values of the overlap integrals and dipole moment matrix elements by the expansion method for spherical harmonics for a hypothetical NO molecule are exactly in agreement with those of Mulliken's method. The radial integrals for the hyperfine interaction may be used to calculate the chemical shift for |4p > atomic orbitals.

Spherical Harmonics의 전개방법에 의한 간단한 분자의 쌍극자모멘트의 계산 (Calculation of the Dipole Moments for Simple Molecules by the Expansion Method for Spherical Harmonics)

  • 안상운;박병빈
    • 대한화학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.357-364
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    • 1978
  • Spherical harmonics의 전개방법에 의하여 쌍극자모멘트의 행렬요소를 계산하는 방법을 사용하여 $NH_3$, HF, CO, HCHO, HCN, PO, $PO^-\;및\;H_2O$분자의 쌍극자모멘트를 계산하였다. 이 방법에 의하여 계산한 쌍극자모멘트의 값이 다른 방법의 값보다 실험치에 가까웠다.

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Spherical Harmonics Power-spectrum of Global Geopotential Field of Gaussian-bell Type

  • Cheong, Hyeong-Bin;Kong, Hae-Jin
    • 한국지구과학회지
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    • 제34권5호
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    • pp.393-401
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    • 2013
  • Spherical harmonics power spectrum of the geopotential field of Gaussian-bell type on the sphere was investigated using integral formula that is associated with Legendre polynomials. The geopotential field of Gaussian-bell type is defined as a function of sine of angular distance from the bell's center in order to guarantee the continuity on the global domain. Since the integral-formula associated with the Legendre polynomials was represented with infinite series of polynomial, an estimation method was developed to make the procedure computationally efficient while preserving the accuracy. The spherical harmonics power spectrum was shown to vary significantly depending on the scale parameter of the Gaussian bell. Due to the accurate procedure of the new method, the power (degree variance) spanning over orders that were far higher than machine roundoff was well explored. When the scale parameter (or width) of the Gaussian bell is large, the spectrum drops sharply with the total wavenumber. On the other hand, in case of small scale parameter the spectrum tends to be flat, showing very slow decaying with the total wavenumber. The accuracy of the new method was compared with theoretical values for various scale parameters. The new method was found advantageous over discrete numerical methods, such as Gaussian quadrature and Fourier method, in that it can produce the power spectrum with accuracy and computational efficiency for all range of total wavenumber. The results of present study help to determine the allowable maximum scale parameter of the geopotential field when a Gaussian-bell type is adopted as a localized function.

대규모 물체의 산란파 보간법 비교: Sinc 및 VSH(Vector Spherical Harmonics) 함수 보간법 (Comparison of Accuracy of Interpolation Methods for Scattered Field of Large Objects: Sinc and VSH(Vector Spherical Harmonics) Functions)

  • 정기환;최승호;고일석
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제26권1호
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    • pp.88-93
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    • 2015
  • 대규모 물체의 RCS(Radar Cross Section)값을 임의의 각도에서 예측하기 위해, 미리 계산된 샘플링 지점 외 각도에서는 보간법을 사용한다. 대규모 물체의 경우, RCS 데이터베이스를 구성하기 위해 많은 입사각도에서 RCS값을 계산해야 한다. 이는 수치적으로 시간이 많이 걸려, 실질적으로 필요한 모든 입사각에서 RCS값을 미리 계산하기는 어렵다. 그러므로 가능한 적은 샘플을 이용하여 데이터베이스를 구축하고, 이를 보간하여 RCS값을 예측하는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 계산된 RCS를 임의의 각도에서 예측하기 위한 보간법으로 Sinc 함수 및 VSH(Vector Spherical Harmonics) 함수를 이용한 방법을 고려하고, 그 정확성을 시뮬레이션을 통하여 검증한다.

쌍극자모멘트 행렬요소를 계산하는 두가지 방법 (Two Method for Evaluation of the Dipole Moment Matrix Elements)

  • 안상운
    • 대한화학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.229-238
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    • 1978
  • Spherical harmonic의 전개방법과 쌍극자모멘트의 행렬요소를 Mulliken의 overlap integral로 전환시키는 방법을 사용하여 쌍극자모멘트의 행렬요소를 계산하는 두가지 방법을 발전시켰다. 이 두 방법에 의하여 계산한 쌍극자모멘트행렬요소의 값은 서로 일치하였다.

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3 Tesla MRI 시스템에서 초고속 나선주사영상을 위한 고차 shimming (Higher Order Shimming for Ultra-fast Spiral-Scan Imaging at 3 Tesla MRI System)

  • 김판기;임종우;안창범
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제11권2호
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    • pp.95-102
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    • 2007
  • 목적: 3.0 Tesla와 같은 고 자장에서 고해상도의 나선주사영상을 얻기 위해서는 주자장을 균일하게 만들어야 한다. 특히, 나선주사영상인 경우 스핀-에코펄스 시퀀스(SE)나 경사자계 에코 펄스 시퀀스(GE)에 비하여 측정 시간이 길기 때문에 주자장이 균일하지 못하다면, off-resonance 현상으로 영상의 blur가 심해진다. 본 연구에서는 빠른 시간 안에 주자장을 균일하게 할 수 있는 고차(Higher-order) shimming방법을 모색했다. 대상 및 방법: 3 Tesla 자기 공명 영상시스템에서 고해상도의 나선주사영상을 얻기에 적합할 정도의 균일한 주자장을 빠른 시간 안에 만들기 위해, 한번의 스캔으로 axial, sagittal, coronal 방향의 불균일도 map을 구할 수 있는 펄스 시퀀스를 제안하였고, 불균일도 map으로부터 spherical harmonics 분석를 통해 shim 코일에 적절한 전류를 인가하여 주자장을 균일하게 만들었다. 결과: 3 Tesla 자기 공명 영상 시스템에서 주자장의 불균일도는 주자장의 크기에 비례하게 된다. 제안한 펄스 시퀀스로 얻은 영상을 이용하여 불균일도 Map을 만들 수 있었고, 이를 spherical harmonics 분석을 하여 2-3회의 고차 shimming으로 불균일한 자장을 균일하게 만들 수 있었다. 제안된 고차 shimming 방법은 전체 영상 영역 뿐만 아니라 선택한 영역에 대해서만 적용도 가능하기 때문에 국부 영역에 대한 고차 shimming이 가능하다. 고차 shimming이 적용되어 주자장이 균일하게 개선된 상태에서 고해상도의 나선주사영상을 얻을 수 있었다. 결론: 3 Tesla 고자장 자기 공명 영상 시스템에서 주자장의 불균일도를 개선하기 위한 펄스 시퀀스와 알고리즘을 통해 주자장의 불균일도를 빠른 시간 안에 개선할 수 있었다. 주자장의 불균일도를 효과적으로 개선함으로써, 고해상도의 나선주사 영상을 얻을 수 있었다.

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