• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.29 no.4
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• pp.209-220
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• 2016

Clay minerals are a major player to determine geochemical cycles of trace metals and carbon in the critical zone which covers the atmosphere down to groundwater aquifers. Molecular dynamics (MD) simulations can examine the Earth materials at an atomic level and, therefore, provide detailed fundamental-level insights related to physicochemical properties of clay minerals. In the current study, we have applied classical MD simulations with clayFF force field to dioctahedral clay minerals (i.e., gibbsite, kaolinite, and pyrophyllite) to analyze and compare structural parameters (lattice parameter, atomic pair distance) with experiments. We further calculated vibrational power spectra for the hydroxyls of the minerals by using the MD simulations results. The MD simulations predicted lattice parameters and interatomic distances respectively deviated less than 0.1~3.7% and 5% from the experimental results. The stretching vibrational wavenumber of the hydroxyl groups were calculated $200-300cm^{-1}$ higher than experiment. However, the trends in the frequencies among different surface hydroxyl groups of each mineral was consistent with experimental results. The angle formed by the surface hydroxyl group with the (001) plane and hydrogen bond distances of the surface hydroxyls were consistent with experimental result trends. The inner hydroxyls, however, showed results somewhat deviated from reported data in the literature. These results indicate that molecular dynamics simulations with clayFF can be a useful method in elucidating the roles of surface hydroxyl groups in the adsorption of metal ions to clay minerals.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.426.2-426.2
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• 2014

Wavefront control은 렌즈, 거울 등을 포함한 많은 광학소자를 대체할 수 있는 기술이며, 이는 광 직접 소자 개발에 매우 유용하다. 기존의 Distributed bragg reflector (DBR) 구조의 경우 lattice mismatch, 낮은 효율, 작은 굴절률 차이의 물질만을 사용해야 하는 문제 등으로 광 직접 소자에의 적용에는 한계가 있다. 본 연구에서는 이러한 한계점을 극복하고, 더 나아가 광학소자 구조 내에서의 빛의 거동을 조절하기 위해서 High-index contrast grating (HCG), 즉, 큰 굴절률 차이가 나는 물질로 이루어진 격자 구조 내의 빛이 가지는 waveguide 특성에 대한 연구가 수행되었다. 굴절률 차이가 큰 물질을 sub-wavelength의 주기적인 혹은 비주기적인 격자 구조로 만듦으로써 투과된 빛의 투과도와 위상 등을 조절할 수 있고 이를 통해 빛의 초점 거리, 휘어짐을 조절 할 수 있다. HCG 구조 내의 빛의 거동을 Rigorous coupled wave analysis (RCWA) 및 Finite element method (FEM) 계산을 이용하여 시뮬레이션 하였다. RCWA 계산을 통해 주기 격자구조의 투과도 및 반사도, 빛의 위상을 계산하여 비주기를 갖는 전체적인 HCG 구조를 결정하였고, FEM 계산을 통하여 그 구조 내에서 빛의 거동을 시뮬레이션 하였다. 1,300 nm 파장의 빛이 광원으로 사용되었고 시뮬레이션을 위해 낮은 굴절률의 물질로 ITO, 높은 굴절률의 물질로는 Si이 사용되었다. $15{\mu}m$ 포커싱, $7.91^{\circ}$의 휘어짐을 시뮬레이션 하였고, 실제 소자 공정을 하여 제작한 후, 광 측정 결과 포커싱은 $15{\mu}m$, 휘어짐은 $4.5{\sim}6.5^{\circ}$를 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로 HCG구조체를 통하여 빛의 엔지니어링이 가능함을 알 수 있었다. HCG구조체는 빛이 투과하는 광학 소자의 전반에 적용이 가능하며 더 나아가 인위적인 빛의 엔지니어링이 가능함을 시사한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2012.10a
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• pp.378-381
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• 2012

Increasingly the frequency of use of mathematical modeling and computer simulation, in order to solve complex engineering problems in the field of Applied Science, the researchers need a simulation framework that can make their simulation-based research easier and more convenient. computer simulation framework is composed of various components such as preprocessor, solver, visualization program, computational resources and job scheduler. However until now, no standardized schema for the components of the simulation framework exist, so it is difficult to config that make a general-purpose simulation framework. In other words, most of the existing simulation framework is a structure that provides only limited functionality is dependent on the particular solver code. In this paper, we designed the meta-information schema that can be contained of a various solver code to be used for the simulation framework and we implemented the Web-based simulation environment using our meta-information schema.

• Journal of Korea Multimedia Society
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• v.13 no.9
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• pp.1382-1390
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• 2010

We can see interactions between rigid body and fluid every day, anywhere. This kind of rigid body-fluid simulation is one of the most difficult problems in physically-based modeling, mainly due to heavy computations. In this paper, we present a real-time dynamics model for simulating stone skipping, which is a popular rigid body-fluid interaction in the real world. In comparison to the previous works, our improved dynamics model supports the rotation of the stones and also computes frictional forces with respect to the air. We can simulate a realistic result for various user input by using proposed model. Additionally, we present a water surface model to show more realistic ripples interactively. Our methods can be easily adapted to other interactive dynamics systems including 3D game engines.

• Journal of the Korea Society for Simulation
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• v.21 no.1
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• pp.35-43
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• 2012

In this study, underwater behaviors of negative buoyant body and positive buoyant body, which are ejected from a platform, are compared through eject test and simulation. CFD(Computational Fluid Dynamics) method is used to calculate the hydrodynamic derivatives of negative buoyant body with varied hull. Hydrodynamic derivatives that cannot be calculated with CFD are used with the same values of base shape. The pitch angles of test data are much bigger than those of simulated data, and the reason is supposed to be the trailing air effect. A more accurate simulation is possible via modified force modeling which reflects this phenomenon. The underwater behaviors of positive buoyant body and negative buoyant body are somewhat different with each other at the same eject condition, but it may not be a problem in the view of operation.

• Journal of the Korea Society of Computer and Information
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• v.13 no.2
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• pp.11-17
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• 2008

The net shape effects by the various vectors in underwater. Each particle of the net calculating the effect of all vectors augments an accuracy and reality. But, the time complexity becomes larger because of huge calculation. The previous techniques reduced a physics reality. And embodied the underwater virtual reality which augments visual reality with simulation. In this paper, parallel processing the particles, it embodied the simulation which is satisfied a physical reality and time reality. The parallel processing used the OpenMP, and the reality graphic expression used the OpenGL. The simulation which this paper Proposes will be the possibility becoming the fundamental data for a model analysis or a specialist system from game and marine field.

• 전기의세계
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• v.28 no.2
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• pp.61-67
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• 1979

연속파 마그네트론을 구동하는 전원회로에 대하여 컴퓨터 시뮬레이션을 행함으로써, 컴퓨터를 이용한 회로설계 방법을 제시하였다. 철공진변압기는 잘 알려진 T-등가회로보다 비선형 특성을 해석하기에 용이한 .pi.-등가회로를 나타내었다. 변압기 철심의 자화특성은 i=a.phi.+b.phi.$^{7}$ 의 함수로 모델링하였으며, 마그네트론과 다이오드는 구분적직선 모델로 근사화하였다. 해석적 설계방정식으로부터 구한 커패시턴스, 변압기의 누설 인덕턴스 및 권수비의 값들을 사용하여 전원회로에 대한 컴퓨터 시뮬레이션을 행하여서 마그네트론의 전류파형및 평균양극전류의 값들을 얻었다. 이 시뮬레이션 결과를 해석적 계산치 및 실험측정 결과와 비교하였으며 특히 해석적 설계방법의 유효성을 검토하였다.

• Tunnel and Underground Space
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• v.10 no.1
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• pp.70-79
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• 2000

We carried out NPT-ensemble (constant-number of particles, pressure, and temperature) Molecular Dynamics (MD) simulations for measuring strength anisotropy under uniaxial compressive stress rotated to the crystallographic axes in $\alpha$-quartz. Uniaxial compressive strengths of a single quartz crystal were measured in directions of the a- and c-axis. Measured uniaxial strength of a single quartz crystal was higher in the direction parallel to the c-axis than that measured in the direction normal to the c-axis. However the reverse was found in calculated uniaxial strengths by MD simulation. The contradictive result of strengths was observed in both cases but was found to be different in origin. Strength anisotropy of defectless $\alpha$-quartz crystal in MD simulation is basically caused by structural difference of quartz. By contrast, anisotropy of measured strength in the uniaxial compression test is related to oriented micro-defects developed during crystal growth.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.329-329
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• 2012

Mobile 기기로 둘러싸여있는 현대의 환경에서 Flash memory에 대한 중요성은 날로 더해가고 있다. Flash memory의 가격 경쟁력 강화와 사용되는 기기의 소형화를 위해 flash memory의 비례축소가 중요한 문제로 부각되고 있다. 그러나 다결정 실리콘을 플로팅 게이트로 이용하는planar flash memory 소자의 경우 비례 축소 시 short channel effect 와 leakage current, subthreshold swing의 증가로 인한 성능저하와 같은 문제들로 인해 한계에 다다르고 있다. 이를 해결하기 위해 CTF 메모리 소자, nanowire FET, FinFET과 같은 새로운 구조를 가지는 메모리소자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 22 nm 게이트 크기의 FinFET 구조를 가지는 플래시 메모리소자에서 fin의 두께와 높이의 변화에 따른 메모리 소자의 전기적 특성을 3-dimensional 구조에서 technology computer aided design ( TCAD ) tool을 이용하여 시뮬레이션 하였다. 본 연구에서는 3D FinFET 구조를 가진 플래시 메모리에 대한 시뮬레이션 하였다. FinFET 구조에서 채널영역은 planar 구조와 다르게 표면층이 multi-orientation을 가지므로 본 계산에서는 multi-orientation Lombardi mobility model을 이용하여 계산하였다. 계산에 사용된 FinFET flash memory 구조는 substrate의 도핑농도는 $1{\times}10^{18}$로 하였으며 source, drain, gate의 도핑농도는 $1{\times}10^{20}$으로 설정하여 계산하였다. Fin 높이는 28 nm로 고정한 상태에서 fin의 두께는 12 nm부터 28nm까지 6단계로 나누어서 각 구조에 대한 프로그램 특성과 전기적 특성을 관찰 하였다. 계산결과 FinFET 구조의 fin 두께가 두꺼워 질수록 채널형성이 늦어져 threshold voltage 값이 커지게 되고 subthreshold swing 값 또한 증가하여 전기적 특성이 나빠짐을 확인하였다. 각 구조에서의 전기장과 전기적 위치에너지의 분포가 fin의 두께에 따라 달라지므로써 이로 인해 프로그램 특성과 전기적 특성이 변화함을 확인하였다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.29 no.2
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• pp.58-63
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• 2018

As the quantum volume increases, we are about to use quantum computers for real applications. Therefore, it is necessary to investigate how much quantum-computational gain is achievable in the near future. In this work, we analyze a fault-tolerant quantum computing method for near-term applications such as the ground-state estimation problem. Based on quantitative analysis, we find that it is still necessary to improve the current fault-tolerant quantum computing. This work also discusses which parts should be improved to improve quantum computing performance.