• 제목/요약/키워드: anisotropy energy

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Biot의 압밀 이론에 근거한 연속체 암반의 열-수리-역학 상호작용의 수치적 연구 (A Numerical Study on Thermo-hydro-mechanical Coupling in Continuum Rock Mass Based on the Biot's Consolidation Theory)

  • 이희석;양주호
    • 터널과지하공간
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    • 제10권3호
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    • pp.355-365
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    • 2000
  • 방사성 폐기물지하처분이나 열수 및 축열 에너지저장, 지열에너지 개발 둥과 같은 대규모 지하공간 프로젝트들이 대두됨에 따라 역학, 수리 및 열적 거동을 동시에 고려한 연구가 필요하게 되었다. 열-수리-역학 상호작용 해석은 열로 교란되고 지하수로 포화된 암반내의 거동을 열, 수리, 역학 3 가지 지배방정식의 결합을 통해 구현하는 상당히 복잡한 수치 해석 기법 중의 하나이다. 본 연구에서는 기존의 Biot의 압밀이론에 기초한 수식화들을 이용하여 연속체 암반의 열-수리-역학적 상호작용을 모사할 수 있는 유한요소 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램의 검증을 위해 등온과 비등온 조건하의 일차원 압밀모델에 대한 해석을 실시하여 해석해와 비교하였다. 이차원 압밀에 대한 변수해석을 통하여 포아송비나 수리적 이방성과 같은 인자들이 매체 거동에 미치는 영향을 조사하였다. 앞으로 본 프로그램에 개별체 절리 모델을 통합시켜 보다 일반적인 불연속 암반의 상호작용 거동 해석에 이용할 수 있을 것이다.

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DFN 매질에 대한 등가연속체 유동모델의 적용 가능성 평가에 관한 연구 (A Study on Applicability of Equivalent Continuum Flow Model in DFN Media)

  • 이다혜;엄정기
    • 터널과지하공간
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    • 제27권5호
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    • pp.303-311
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    • 2017
  • 본 연구는 다양한 기하학적 속성을 갖는 총 72개의 DFN 블록에 대하여 DFN 유동모델과 등가의 수리상수를 사용한 연속체 모델을 각각 적용하여 두 결과 간의 상관성을 분석하였다. DFN을 연속체로 가정한 이론적 블록수리전도도와 DFN 유동모델로 산정한 블록수리전도도 사이의 상대오차(ER)가 0.2 이하인 DFN 조건에서 두 접근법 사이에 강한 선형 관계를 이루며 두 결과가 거의 일치하는 것으로 평가되었다. DFN 매질에 대한 연속체 유동해석의 현장적용 가능성을 검토하기 위하여 다양한 DFN 조건을 갖는 지중 원형공동에서의 지하수 유입에 대한 모의 수치실험이 총 48회 수행되었다. 일정한 수리간극의 DFN 매질에 대한 등가연속체 유동모델은 유효한 것으로 평가되었지만 수리간극 변화로 인하여 이방성이 증대되면 DFN 유동모델에 의한 결과에 비하여 과대평가될 가능성이 높다.

MBE Growth and Electrical and Magnetic Properties of CoxFe3-xO4 Thin Films on MgO Substrate

  • Nguyen, Van Quang;Meny, Christian;Tuan, Duong Ahn;Shin, Yooleemi;Cho, Sunglae
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.370.1-370.1
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    • 2014
  • Giant magnetoresistance (GMR), tunneling magnetoresistance (TMR), and magnetic random-access memory (MRAM) are currently active areas of research. Magnetite, Fe3O4, is predicted to possess as half-metallic nature, ~100% spin polarization (P), and has a high Curie temperature (TC~850 K). On the other hand, Spinel ferrite CoFe2O4 has been widely studies for various applications such as magnetorestrictive sensors, microwave devices, biomolecular drug delivery, and electronic devices, due to its large magnetocrystalline anisotropy, chemical stability, and unique nonlinear spin-wave properties. Here we have investigated the magneto-transport properties of epitaxial CoxFe3-xO4 thin films. The epitaxial CoxFe3-xO4 (x=0; 0.4; 0.6; 1) thin films were successfully grown on MgO (100) substrate by molecular beam epitaxy (MBE). The quality of the films during growth was monitored by reflection high electron energy diffraction (RHEED). From temperature dependent resistivity measurement, we observed that the Werwey transition (1st order metal-insulator transition) temperature increased with increasing x and the resistivity of film also increased with the increasing x up to $1.6{\Omega}-cm$ for x=1. The magnetoresistance (MR) was measured with magnetic field applied perpendicular to film. A negative transverse MR was disappeared with x=0.6 and 1. Anomalous Hall data will be discussed.

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입자결합모델을 이용한 횡등방성 암석에서의 수압파쇄 특성 연구 (Study on Hydraulic Fracturing in Transverse Isotropic Rock Using Bonded Particle Model)

  • 정재웅;허찬;전석원
    • 터널과지하공간
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    • 제23권6호
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    • pp.470-479
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    • 2013
  • 수압파쇄는 암반에서 유체의 흐름을 촉진시키기 위한 방법으로 사용되며 지열개발, 세일가스의 개발 등 최근 에너지 분야에서 그 어느 때 보다 활발한 연구가 이루어지고 있다. 수압파쇄의 대상이 되는 암반은 등방성을 갖지 않는 경우가 대부분이며 일부 퇴적암층에서는 횡등방성 암반에서 수압파쇄가 이루어진다. 횡등방성 암반에서는 수압파쇄에서 발생하는 균열의 성장 방향이 반드시 최대주응력 방향과 일치하지 않으며 이방성 구조에 따라 변화하게 된다. 그러므로 이 연구에서는 입자결합모델을 이용하여 횡등방성 암석에서의 수압파쇄 특성을 고찰하고 분석하고자 하였다. 또한 실험실 규모의 수압파쇄 실험을 실시하여 수치해석 결과의 타당성을 분석하고자 하였다. 본 연구에서는 가압되는 유체의 점도 및 층리면의 각도 그리고 이방성에 의한 영향으로 균열의 성장 및 균열 패턴에 큰 차이를 보였으며, 횡등방성 모델의 경우 전단균열에 의한 수압파쇄 균열의 성장이 우세한 것으로 나타났다.

Pd/Co 다층박막의 구조 및 자기적 특성에 미치는 기판온도 및 열적안정성에 관한 연구 (Thermal Stability and the Effect of Substrate Temperature on the Structural and Magnetic Properties of Pd/Co Multilayer Films)

  • 허용철;김상록;이성래;김창수
    • 한국자기학회지
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    • 제3권4호
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    • pp.298-304
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    • 1993
  • Pd/Co 다층박막을 동시열증착장치로 제작하여, 토오크 자력계, 홀 효과 측정장치 및 X-선 회절기를 이용하여 기판 온도, Pd하지층에 따른 구조적 자기적 및 열적 특성변화를 연구하였다. 기판 온도가 증가함에 따라 $150^{\circ}C$까지는 계면구조 및 각 층의 결정성이 향상되고, (111) 집합조직이 발달되었으며 따라서 계면자기이방성 및 수직자기 이방성에너지는 증가하였다. 그러나 보자력은 감소 하였는데 이는 입자의 성장으로 인한 자구벽 고착효과 감소에 기인된 것으로 보이며 Pd하지층이 두꺼 울 수록 다층박막의 입자크기는 컸다. $200^{\circ}C$ 이상에서는 계면에서 상호확산에 의하여 다층막의 구조의 열화는 촉진되었다. 열처리 초기에 주 피이크 강도의 변화는 컸으며 그 후부터는 작은 폭으로 감소하였다. 초기의 큰 강도 변화는 구조이완등의 현상에 기인된 것으로 추측되며 그 후는 확산에 의 해서이다. 다층박막의 상호확산에 필요한 활성화 에너지는 14.9 KCal/mole.K 였다.

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Synthesis, Structure and Magnetic Properties of Mn12 Single Molecule Magnet Containing 4-(Methylthio)benzoate as Peripheral Ligands

  • Lim, Jin-Mook;Do, Young-Kyu;Kim, Jin-Kwon
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제26권7호
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    • pp.1065-1070
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    • 2005
  • $[Mn_{12}O_{12}(O_2CPh-4-SMe)_{16}(H_2O)_4]{\cdot}7CH_2Cl_2$ (1), a new single-molecule magnet complex has been successfully synthesized by substitution of acetate ligand of Mn12ac with 4-(methylthio)benzoic acid. Complex 1 crystallizes into triclinic P$\overline{1}$ with a = 18.321(3) $\AA$, b = 19.011(3) $\AA$, c = 27.230(4) $\AA$, $\alpha$ = 86.973(3)$^{\circ}$, $\beta$ = 76.919(3)$^{\circ}$, $\gamma$ = 87.613(3)$^{\circ}$, and Z = 2. In complex 1, one Mn(III) ion has an abnormal Jahn-Teller elongation axis oriented at an oxide ion. Complex 1 has two out-of-phase ac susceptibility peaks in the 2-4 K and 4-7 K regions. Effective anisotropy energy barrier and pre-exponential factor are $U_{eff}$ = 45.95 K, 1/$\tau$0 = 8.6 ${\times}\;10^9s^{-1}\;for\;{\chi}_M$'' peaks in the lower temperature region and $U_{eff}$ = 59.45 K, 1/$\tau_0$ = 2.2 ${\times}\;10^8\;s^{-1}$ for $\chi_M$'' peaks in the higher temperature region. The parameters of S = 10, g = 1.87, D = -0.40 $cm^{-1}$, and E = 0.00034 $cm^{-1}$ were obtained from the M/N${\mu}_B$ vs. H/T plot of complex 1.

조성변조 Co/Pd 초격자 박막의 Ar가스 압력변화에 따른 자기 및 자기광학적 특성 (Effects of Sputtering Ar Pressure on Magnetic and Magneto-optical Propwrties in Compositionally Modulated Co/Pd Supwrlattice Thin Films)

  • 김진홍;신성철
    • 한국자기학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.119-124
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    • 1992
  • 조성변조 Co/Pd 초격자 박막 제조시 스퍼터링 Ar기압이 박막의 미세조직에 미치는 방향과 이로 인한 자기 및 자기광학적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 초격자 박막은 dc-magnetron 스퍼터링 방법으로 각 sublayer의 두께가 $2\;\AA-Co/9\;\AA-Pd$일때, 스퍼터링 Ar가스압력을 2에서 30 mTorr 까지 변화시키면서 제조하였다. Ar기압이 10 mTorr 이상에서 초 격자 박막은 주상구조(columnar structure)를 형성시키면서 성장됨이 관측되었다. Ar기압의 증가에 따라 포화자화값, 자기이방성에너지 및 Kerr 회전각등은 감소하고 보자력은 증가함을 보였다. 이러한 자기 및 자기광학적 특성의 변화는 Ar압력에 따른 초격자 박막의 미세구조 변화에 기인되는 현상으로 설명될 수 있다.

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Indirect Detection of Internal Defects in Wooden Rafter with Ultrasound

  • Lee, Sang-Joon;Lee, Sangdae;Pang, Sung-Jun;Kim, Chul-Ki;Kim, Kwang-Mo;Kim, Ki-Bok;Lee, Jun-Jae
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제41권2호
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    • pp.164-172
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    • 2013
  • The purpose of this research was development of quantitative ultrasonic test methodology for detecting internal defects in members of ancient wooden building. Connection part between wooden members and/or contacted or hidden part by wall of ceiling or other construction materials make it hard to apply direct way of ultrasonic test. So indirect way of ultrasonic test needed to be applied. Test methodology with newly developed prototype of ultrasonic system was proposed. Homogeneous material with polypropylene was also tested for establishing the criterion. Results showed that TOF(time of flight)-energy and pulse length were found out to be proper ultrasonic parameters for predicting depth of defect in wood different from polypropylene. It was not possible to directly apply prediction equation derived from polypropylene. Newly established prediction equation shows coefficient of determination of 0.73 for wood. Finally, defect of replaced rafter members was predicted with the coefficient of determination of 0.32. Various aspects of ultrasound propagation in wood including anisotropy need to be carefully considered to raise up the prediction accuracy.

MICROMAGNETISM OF HARD AND SOFT MAGNETIC MATERIALS

  • Kronmuller, Helmut
    • 한국자기학회지
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    • 제5권5호
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    • pp.366-371
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    • 1995
  • High performance magnetic materials are characterized by the combination of outstanding magnetic properties and optimized microstructures, e.g., nanocrystalline composites of multilayers and small particle systems. The characteristic parameters of the hysteresis loops of these materials vary over more than a factor of $10^{6}$ with optimum values for the coercive field of several Tesla and permeabilities of $10^{6}$. Within the framework of the computational micromagnetism (nanomagnetism) using the finite element method the upper and lower bounds of the coercive field of different types of grain ensembles and multilayers have been determined. For the case of nanocrystalline composites the role of grain size, exchange and dipolar coupling between grains and the degree of grain alignment will be discusses in detail. It is shown that the largest coercivities are obtained for exchange decoupled grains, whereas remanence enhancing requires exchange coupled grains below 20 nm. For composite permanent magnets based on $Nd_{2}Fe_{14}B$ with an amount of ~ 50% soft $\alpha$-Fe-phase coercivities of ${\mu}_{0}H_{c}=0.75\;T$, a remanence of 1.5 T and an energy product of $400\;kJ/m^{3}$ is expected. In nanocrystalline systems the temperature dependence of the coercivity is well described by the relation ${\mu}_{0}H_{c}=(2\;K_{1}/M_{s}){\alpha}-N_{eff}{\mu}_{0}M_{s}$, where the microstructural parameters $\alpha$ and $N_{eff}$ take care of the short-range perturbations of the anisotropy and $N_{eff}$ is related to the long-range dipolar interactions. $N_{eff}$ is found to follow a logarithmic grain size size dependence ${\mu}_{0}H_{c}=(2\;K_{1}/M_{s}){\alpha}-N_{eff}(\beta1nD){\mu}_{0}M_{s}$. Several trends how to achieve the ideal situation $\alpha$->1 and $N_{eff}$->1->0 will be discussed.

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InP(001)(2×4)재구성된 표면 위에 원자층 단위로 증착된 Co 박막의 자성 특성 (Magnetic Properties of Monolayer-thiciness InP(001)(2×4) Reconstruction Surface)

  • 박용성;정종률;이정원;신성철
    • 한국자기학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.89-94
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    • 2004
  • 본 연구에서는 InP(2${\times}$4) 재구성된 표면 위에 원자층 단위로 증착된 Co 박막의 특성을 표면 자기광 커 효과(surface magneto-optical Kerr effect, SMOKE) 시스템, 반사 고에너지 전자 회절(reflection high energy electron diffraction), 주사 터널링 현미경(scanning tunneling microscope)이 장착된 초고진공 챔버를 이용하여 조사하였다. 실시간(in situ) SMOKE 연구 결과, Co 박막이 InP(2${\times}$4) 재구성된 표면 위에 성장할 때, Co박막의 두께에 따라 자성 특성이 대조적으로 구분되는 세 가지 두께 영역이 존재함을 확인할 수 있었다. 즉, Co 박막 두께가 7 단층(monolayer, ML)보다 작은 두께 영역에서는 가로 방향(longitudinal)과 수직방향(polar) 측정에서 모두 SMOKE신호를 관찰할 수 없었다. 8$m\ell$에서 15$m\ell$까지의 Co두께 영역에서는 수평 자기 이방성과 수직 자기 이방성이 공존하는 준안정상(metastable phase)을 관찰할 수 있었다. 그리고 마지막 영역은 16$m\ell$이상의 두께를 갖는 영역으로 수평 자기 이방 강자성을 확인할 수 있었다.