• ETRI Journal
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• 제21권1호
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• pp.1-27
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• 1999

We present a new description of envelope-function equation of the superlattice (SL). The SL wave function and corresponding effective-mass equation are formulated in terms of a linear combination of Bloch states of the constituent material with smaller band gap. In this envelope-function formalism, we review the fundamental concept on the motion of a wave packet in the SL structure subjected to steady and uniform electric fields F. The review confirms that the average of SL crystal momentums K = ($k_x,k_y,q$), where ($K_x,k_y$) are bulk inplane wave vectors and q SL wave vector, included in a wave packet satisfies the equation of motion = $_0+Ft/h$; and that the velocity and acceleration theorems provide the same type of group velocity and definition of the effective mass tensor, respectively, as in the Bulk. Finally, Schlosser and Marcus's method for the band theory of metals has been by Altarelli to include the interface-matching condition in the variational calculation for the SL structure in the multi-band envelope-function approximation. We re-examine this procedure more thoroughly and present variational equations in both general and reduced forms for SLs, which agrees in form with the proposed envelope-function formalism. As an illustration of the application of the present work and also for a brief investigation of effects of band-parameter difference on the subband energy structure, we calculate by the proposed variational method energies of non-strained $GaAs/Al_{0.32}Ga_{0.68}As$ and strained $In_{0.63}Ga_{0.37}As/In_{0.73}Ga_{0.27}As_{0.58}P_{0.42}SLs$ with well/barrier widths of $60{\AA}/500{\AA}$ and 30${\AA}/30{\AA}$, respectively.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.37-43
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• 2014

동역학의 새로운 변분이론인 확장 해밀턴 이론은 수학물리학을 비롯한 공학에 있어 초기치-경계치 문제해석에 광범위하게 적용될수 있는 기반을 제공하는 것으로 본 논문에서는 이 이론을 기반으로 선형탄성 단자유도계에 적용한 새로운 수치해석법을 제안하였다. 곧, 변분이론의 특성을 감안해, 전체 time-step에 대한 수치해를 한번에 산정하는 해석법을 제안하였고, 주요 예제를 통해 이 해석법의 특성을 살펴보았다. 에너지 보존 시스템의 경우(비감쇠 시스템에 외력이 작용치 않는 경우), time-step에 관계없이 에너지와 모멘텀이 보존되는 symplecticity property를 가지고 있음을 확인할 수 있었고, 감쇠 시스템인 경우, time-step이 점점 작아질수록 정확한 해에 빠르게 수렴하는 것을 확인하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.101-108
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• 2014

In order to overcome the key shortcoming of Hamilton's principle, recently, the extended framework of Hamilton's principle was developed. To investigate its potential in further applications especially for material non-linearity problems, the focus is initially on a classical single-degree-of-freedom elasto-viscoplastic model. More specifically, the extended framework is applied to the single-degree-of-freedom elasto-viscoplastic model, and a corresponding weak form is numerically implemented through a temporal finite element approach. The method provides a non-iterative algorithm along with unconditional stability with respect to the time step, while yielding whole information to investigate the further dynamics of the considered system.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.173-182
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• 2014

동역학의 새로운 변분이론인 혼합 합성 변분이론은 수학물리학을 비롯한 공학에 있어 초기치-경계치 문제해석에 광범위하게 적용될 수 있는 기반을 제공하는 것으로, 본 논문은 이 이론을 토대로 시간에 대한 이차의 형상함수가 적용된 시간 유한요소해석법을 개발하고 그 해석법의 수치특성 확인을 통해 향후 다양한 동적시스템 해석의 적용에 대한 가능성을 살펴보았다. 이를 위해 가장 기본적인 선형탄성의 단자유도계가 고려되었다. 에너지 보존시스템의 경우(비감쇠 시스템에 외력이 작용치 않는 경우), 제안된 알고리즘 모두는 time-step에 관계없이 안정적이며 수치감쇠가 없이 에너지와 모멘텀이 보존되는 symplecticity property를 가지고 있음을 확인할 수 있었고, 감쇠시스템인 경우, time-step이 점점 작아질수록 정확한 해에 빠르게 수렴하는 것을 확인하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제4권2호
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• pp.35-42
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• 2001

한국 남동해역 취송순환에서의 부정확한 외력의 바람응력 문제에 대한 최적화 방법의 유용성에 관하여 검토하였다. 바람응력은 모델 및 수치적 정식화 과정에서 상층 경계조건 및 외력항으로 고려되었다. 그리고 바람응력 평가에 대한 최적화 방법의 적용성 및 모델변수의 초기값 추정치의 중요성을 검토하였다. 최적화 연구로부터 동해 남부해역의 취송순환에 관한 동한난류의 수송량 변화 및 통해 난수층의 형성과 분포특성을 바람응력, 바람응력 회전성 및 상층두께의 변동으로부터 파악할 수 있음을 확인하였다.