주어진 제약조건을 만족시키는 부드러운 곡선과 곡면을 찾으려는 많은 시도와 노력이 계속되어 왔고, 보간과 근사 이론의 발달과 컴퓨터의 등장은 이러한 요구를 충족시키기 위한 중요한 역할을 하게 되었다. 곡선과 곡면을 모델링하는 지금까지의 많은 연구가 매개변수에 의한 방법에 집중되어 왔으나 모델링 시스템에서 물체를 표현할 때, 몇가지 문제에 직면하게 되었다. 따라서 최근에는 다항 방정식의 형태로 표현되는 음대수 곡선, 곡면에 대한 연구에 많은 관심을 갖게 되었고, 상대적으로 낮은 차수를 갖는 곡면을 만들 수 있게 되었다. 본 논문에서는 음대수 함수를 이용하여 표현된 곡선 및 곡면에 대한 기하학적 성질과 수학적인 계산 과정을 정리하고 이런 기본 배경을 바탕으로 여러 가지 방법을 이용하여 사용자가 원하는 곡선과 대칭성을 갖는 회전체 곡면을 쉽게 설계할 수 있는 도구의 구현에 대해 설명한다. 이렇게 구현된 회전체는 CAD나 CAM과 같은 실용적인 분야에서 대칭성을 갖는 복잡한 물체를 설계할 때, 중요한 역할을 할 수 있을 것이다.
소오스와 드레인 근처에 포켓이온이 주입된 halo구조의 MOSFET에서 전송자의 이동도 감소는 포켓이온주입의 조건에 따라 이온화된 불순물의 증가에 따른 쿨롱(Coulomb) 산란율의 증가에 의한 이동도의 감소량보다 큰 이동도의 감소가 관측될 수 있다. 게이트 바이어스에 대한 이동도의 특성변화도 기존의 일차적인 쿨롱산란의 증가효과에 의한 해석과 비교하여 상이한 결과가 나타날 수 있음이 실험적으로 확인되고 있다. 본 연구에서는 포켓이온 주입에 의하여 쿨롱산란원이 되는 유효불순물 농도의 증가에 따른 일차적인 이동도의 감소효과를 벗어난 이동도 특성을 분석하여 이동도의 감소현상을 일반적으로 설명할 수 있는 개선된 해석적 모델을 제시하였다. 해석적인 결과를 도출하기 위하여 일차원 영역구분의 근사방법을 적용한 결과, 포켓이온 주입에 의하여 포논산란율 및 표면산란율(surface roughness scattering rate)의 증가도 이동도감소에 기여함이 보여 졌다. 채널의 전송자분포가 드레인 전류에 영향을 미치게 되므로 포켓이온에 의해 유발된 전송자분포의 효과를 분석하여 유효이동도가 추가적으로 감소함을 확인하였다.
메타표면에 가장 많이 이용되는 전기적으로 작은 크기를 갖는 정사각형 패치에 전위 연속성을 이용하여 접선방향 전기 분극률을 계산 방법을 제안하였다. 패치의 경우, 중심에 위치한 등가 전기 쌍극자에 의한 패치 표면에서의 전위가 균일하지 않기 때문에, 분극률이 한 개의 값으로 정의되지 않는 문제가 있었다. 이를 해결하기 위하여 패치 표면을 메쉬로 나누고, 각 점에서 얻어진 분극률을 평균함으로써 등가 분극률을 계산하였다. 제안된 방법, 기존의 멱급수 3차항 근사식, 실험식의 결과를 비교하여 잘 일치함을 보였다. 제안된 방법으로 구해진 분극률을 generalized sheet transition conditions(GSTCs)에 적용하여 계산된 메타표면의 반사계수의 크기와 위상이 ANSYS HFSS(high-frequency structure simulator) 모의실험 결과와 잘 일치함을 보였다.
섬유강화 복합재료는 무게 절감을 위해 다양한 공학 분야에 널리 사용되고 있다. 각 층의 재료 물성치는 일반적인 금속재료에 비해 더 불확실한 것으로 알려져 있으며 하중 방향에 따라 매우 민감하게 반응한다. 그러므로, 복합재 적층판의 설계에서 불확실성을 고려하는 것은 매우 중요하다. 본 논문에서는 COMSOL과 MATLAB을 이용하여 끝단 변위가 설계 요구조건으로 정의된 경우, 재료 물성치를 확률변수로 하는 복합재 적층판에 대한 신뢰성 해석을 수행하였다. 또한 근사기법의 효율성과 정확성을 확인하고 확률론적 민감도 해석을 수행하였다. 결과적으로 수중 비행체의 비행자세 안정장치에 대한 개선된 설계 방법의 적용가능성을 제시할 수 있었다.
컴퓨터 그래픽스에서 그림자는 그림자 자체로서 뿐 아니라 장면 내 물체들 간의 거리감에 대한 단서를 제공함으로써 사실감 제고 측면의 매우 중요한 역할을 한다. 그림자를 표현하기 위한 전통적인 방법으로 그림자 매핑이나 그림자 볼륨 등의 기법들이 사용되지만 점광원(point light)을 가정하므로 결과가 자연스럽지 못하다. 반면, 면광원(area light)을 사용할 경우 부드러운 그림자를 생성하므로 좀 더 사실적인 그림자 표현이 가능하지만 광원면(light source surface) 전체에 대한 적분을 요구하기 때문에 계산비용이 매우 비싸다. 이러한 단점을 극복하기 위해 차폐물(occluder)의 광원으로의 역투사(back-projection)나 반영(penumbra)의 크기 계산을 통한 필터링 등 여러 방안들이 소개되었지만 낮은 수준(order)의 근사로 인한 누광(light bleeding)이나 물결현상(ringing effect), 그리고 성능저하 등의 문제가 발생한다. 본 논문에서는 그림자 아틀라스(shadow atlas)를 이용하여 이러한 문제들을 개선하는 방법에 대하여 기술한다.
In order to provide simple and accurate wave theory in design of offshore structure, an analytical approximation is introduced in this paper. The solution is limited to flat bottom having a constant water depth. Water is considered as inviscid, incompressible and irrotational. The solution satisfies the continuity equation, bottom boundary condition and non-linear kinematic free surface boundary condition exactly. Error for dynamic condition is quite small. The solution is suitable in description of breaking waves. The solution is presented with closed form and dispersion relation is also presented with closed form. In the last century, there have been two main approaches to the nonlinear problems. One of these is perturbation method. Stokes wave and Cnoidal wave are based on the method. The other is numerical method. Dean's stream function theory is based on the method. In this paper, power series method was considered. The power series method can be applied to certain nonlinear differential equations (initial value problems). The series coefficients are specified by a nonlinear recurrence inherited from the differential equation. Because the non-linear wave problem is a boundary value problem, the power series method cannot be applied to the problem in general. But finite number of coefficients is necessary to describe the wave profile, truncated power series is enough. Therefore the power series method can be applied to the problem. In this case, the series coefficients are specified by a set of equations instead of recurrence. By using the set of equations, the nonlinear wave problem has been solved in this paper.
최근의 자동물류센터는 자동창고(ASRS)와 자동주행대차(AGV)를 중심으로 각종 컨베이어시스템과 운반장치 등으로 구성되면서 매우 복잡한 시스템 형태를 갖게 되었다. 이러한 시스템의 복잡성에 기인하여 시스템 설계과정에서의 정확한 운영 수행도 파악을 위해서는 많은 종류의 설계변수들이 고려되어야 한다. 물류센터 설계에서 고려해야할 일반적인 설계 변수로는 보관설비 및 운반설비의 사양과 여러 가지 시스템 운영 규칙, 보관영역이나 보관물의 형태 등이 있다. 이 논문에서는 자동화물류센터에 대하여 시뮬레이션 실험과 반응표면모델을 이용하여 메타모델을 만들고 이를 통하여 설계변수들을 최적화하는 효율적인 방법에 대하여 소개 하고자 한다. 정확하게 정의된 시뮬레이션 기반의 메타모델은 시스템 함수의 근사적 표현으로서 수리적 계산을 통해 신속한 설계변수 최적화를 가능하게 한다. 이 논문에서 제시한 접근 방법은 자동물류센터와 같은 복잡한 물류 시스템의 설계 단계에서 시뮬레이션의 설계 참여도를 극대화시키고 최종 설계의 정확도를 향상시키는데 기여 할 것이다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제36권4호
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pp.497-503
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2012
본 연구의 목적은 고온, 고압 환경에서 사용되는 열교환기의 전열관에서 발생되는 열팽창에 따른 열응력, 진동과 같은 기계적 특성을 개선시키고, 전열부 체적을 최소화시키는 관점에서 실험계획법을 이용하여 구불구불한 관 형상에 대하여 형상최적화를 수행하였다. S-관 형상에 대하여 부분별 용도를 제시하였고, 형상 최적화를 위해서 형상변수 및 범위를 정한 후, 유한요소해석을 수행하여 형상변수에 따른 구조적 특성을 평가하였고, 요인배치법을 이용하여 형상변수의 주효과를 분석한 후, 반응표면법(Response surface Methodology)을 이용하여 회귀방정식을 구하고, 최적화 툴을 이용하여 최적화를 수행하였다.
Maximum production of isoquercetin and quercetin simultaneously from rutin by subcritical water hydrolysis (SWH) was optimized using the response surface methodology. Hydrolysis parameters such as temperature, time, and $CO_2$ pressure were selected as independent variables, and isoquercetin and quercetin yields were selected as dependent variables. The regression models of the yield of isoquercetin and quercetin were valid due to the high F-value and low P-value. Furthermore, the high regression coefficient indicated that the polynomial model equation provides a good approximation of experimental results. In maximum production of isoquercetin from rutin, the hydrolysis temperature was the major factor, and the temperature or time can be lower if the $CO_2$ pressure was increased high enough, thereby preventing the degradation of isoquercetin into quercetin. The yield of quercetin was considerably influenced by temperature instead of time and $CO_2$ pressure. The optimal condition for maximum production of isoquercetin and quercetin simultaneously was temperature of $171.4^{\circ}C$, time of 10.0 min, and $CO_2$ pressure of 11.0 MPa, where the predicted maximum yields of isoquercetin and quercetin were 13.7% and 53.3%, respectively. Hydrolysis temperature, time, and $CO_2$ pressure for maximum production of isoquercetin were lower than those of quercetin. Thermal degradation products such as protocatechuic acid and 2,5-dihydroxyacetophenone were observed due to pyrolysis at high temperature. It was concluded that rutin can be easily converted into isoquercetin and quercetin by SWH under $CO_2$ pressure, and this result can be applied for SWH of rutin-rich foodstuffs.
A self-assembled monolayer of 2,2'-bipyridine (22BPY) molecules on Au(111) underwent a structural phase transition when the polarity of a bias voltage was switched in scanning tunneling microscopy (STM) experiments. The nature of two bright spots representing each 22BPY molecule on Au(111) in the high-resolution STM images was identified by calculating the partial density plots for a monolayer of 22BPY molecules adsorbed on Au(111) using tight-binding electronic structure calculations. The stacking pattern of the chains of 22BPY molecules on Au(111) was explained by examining the intermolecular interactions between the 22BPY molecules based on first principles electronic structure calculations for a 22BPY dimer, (22BPY)2. The structural instability of the 22BPY molecule arrangement caused by a change in the bias voltage switch was investigated by estimating the adsorbate-surface interaction energy using a point-charge approximation for Au(111).
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[게시일 2004년 10월 1일]
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