• Title/Summary/Keyword: 볼츠만 수송 방정식

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Analysis of Boltzmann transport equation with Finite Volume Method at Spherical coordinate (유한체적법을 통한 구면 좌표계에서의 볼츠만 수송방정식의 해석)

  • Oh, Hyuck-Keun;Jin, Jae-Sik;Lee, Joon-Sik
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2008.11a
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    • pp.1800-1805
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    • 2008
  • A "finite volume method" is proposed to predict heat transport in a spherical enclosure at micro/nanoscale with the Boltzmann transport equation (BTE). The gray version of the BTE with the relaxation time approximation has been applied. Pointing out similarity between radiative transfer equation (RTE) and BTE, the mapping process in RTE is adopted to treat the angular derivative term and linear algebraic discretization equation is derived by using the established method which is used in 2-D BTE in cartesian coordinates. The simulation results are compared to exact solution to RTE for various acoustic thicknesses and ratio of radii. The comparison shows that this method is logical and accurate, and it is possible to easily adopt various models in spherical BTE.

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The measurement of electron drift velocity and analysis of transport coefficients in $SF_6$ gas ($SF_6$가스의 전자이동속도 측정 및 수송계수 해석)

  • 하성철;하영선;윤상호;전병훈;백승권
    • Electrical & Electronic Materials
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    • v.6 no.6
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    • pp.524-535
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    • 1993
  • 본 연구에서는 SF$_{6}$가스의 전자이동속도를 더블히트파이프 실험장치를 이용하여 유도전류법에 의해 실험적으로 측정하였다. 그리고 전자수송계수의 정량적인 산출은 볼츠만 수송 방정식의 Backward-Prolongation을 이용하여 계산하고 해석하였다. 이때 전자에너지 분포함수와 전리 및 부착계수를 구하고 운동량변환단면적을 결정하였다. 그리고 실험적으로 측정된 SF$_{6}$가스의 전자이동속도와 계산된 전자수송계수를 비교 검토하여 해석함으로서 절연체의 기초적인 물성자료로 사용할 수 있다.

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Study of Electron Transport Coefficients in $C_{n}F_{2n+2}$(n=1,2,3) Molecular Gas ($C_{n}F_{2n+2}$(n=1,2,3) 분자가스의 전자수송계수 연구)

  • Jeon, Byung-Hoon
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2006.07c
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    • pp.1455-1456
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    • 2006
  • 반도체 에칭분야에 많이 이용되고 있는 $CF_4$, $C_{2}F_6$, $C_{3}F_8$가스들의 전자수송계수들을 볼츠만 방정식을 이용하여 해석하고자 한다. 특히 혼합가스를 이용하여 확산방전스위치에서 요구되어지는 특성을 파악하고자 할 때 시뮬레이션에 의한 적절한 혼합비 구현을 위하여 이들 순수가스들이 가지고 있는 전자충돌단면적을 해석하고, 전자이동속도와 부착계수 값을 2항과 다항근사 볼츠만 해석을 통해 $0.1{\sim}300$ Td에 걸친 광범위 표에서 해석하고자 한다.

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Analysis of Electron Swarm Transport Coefficients by Collision Cross Section in Na-He Gas Mixtures (Na-He 혼합증기중에서 충돌단면적에 의한 전자군의 수송계수 해석)

  • 하성철;백수현
    • Electrical & Electronic Materials
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    • v.3 no.2
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    • pp.138-146
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    • 1990
  • 볼츠만 수송방정식에 관한 홀스타인의 식을 사용하여 온도는 273.deg.K, 상대전계의 세기가 1.leq.E/P..leq.30(V/cm Torr)인 때의 Na와 He 단일기체중을 통과하는 전자의 에너지분포함수와 수송계수를 계산하였다. 그리고 전자 이동속도의 결과치를 실험값과 비교하였으며 실험치와 계산치가 일치하도록 충돌단면적을 수정하여 계산에 적용하였다. 이러한 방법으로 Hesms 0.1[eV]-50[eV]까지 Na는 0.1[eV]-5[eV]까지의 에너지범위에서 결정된 운동량변환단면적의 값은 제한된 범위에서 Crompton 및 Nakamura의 값과 거의 일치하였다. 또한 이와 같이하여 계산된 Na와 He 단일기체의 충돌단면적을 이용하여 온도는 273.degK, 상대전계의 세기는 1.leq.E/P$_{o}$ .leq.30(V/cm Torr)의 범위에서 Na-He 혼합증기의 혼합비율을 He:Na는 99.5:0.5, 99:1, 9:1. 1:1로 변화시켜 특성에너지, 평균에너지, 전자이동속도, 전자에너지 분포함수를 게산하였다.

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Analysis of Electron Transport Coefficients in Low Voltage Air Circuit Breaker Using MCS and BE (몬테칼로 시뮬레이션과 볼츠만 방정식을 이용한 저전압 기중차단기의 전자수송계수 특성파악)

  • 하성철;서상현
    • Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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    • v.16 no.2
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    • pp.168-172
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    • 2003
  • The electron transport coefficients in Air is analysed in range of E/Nvalues from 100~1000(Td) by a MCS and BE method. This paper have calculated W, ND$\sub$L/, ND$\sub$T/, Mean energy mixtures by N$_2$+O$_2$. The results gained that the values of the electron swarm parameters such as the electron drift velocity, longitudinal and transverse diffusion coefficients.

A Numerical Study on the Anisotropic Thermal Conduction by Phonon Mean Free Path Spectrum of Silicon in Silicon-on-Insulator Transistor (실리콘 박막 트랜지스터 내 포논 평균자유행로 스펙트럼 비등방성 열전도 특성에 대한 수치적 연구)

  • Kang, Hyung-sun;Koh, Young Ha;Jin, Jae Sik
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.40 no.2
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    • pp.111-117
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    • 2016
  • The primary concern of this research is to examine the phonon mean free path (MFP) spectrum contribution to heat conduction. The size effect of materials is determined by phonon MFP, and the size effect appears when the phonon MFP is similar to or less than the characteristic length of materials. Therefore, knowledge of the phonon MFP is essential to increase or decrease the heat conduction of a material for engineering applications, such as micro/nanosystems. In this study, frequency dependence of the phonon transport is considered using the Boltzmann transport equation based on a full phonon dispersion model. Additionally, the phonon MFP spectrums of in-plane and out-of-plane heat transport are investigated by varying the film thickness of the silicon layer from 41 nm to 177 nm. This will increase the understanding of anisotropic heat conduction in a SOI (Silicon-on-Insulator) transistor.

A study on the characteristics of transport and electron energy distribution function in Ar, Hg and Ar-Hg mixtrured vapour (Ar, Hg 및 Ar-Hg 혼합증기중에서 전자 에너지분포함수와 수송특성에 관한 연구)

  • 하성철;하영선;윤상호;백승권
    • Electrical & Electronic Materials
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    • v.6 no.3
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    • pp.233-240
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    • 1993
  • 더블히트파이프장치를 이용하여 순수 Ar, Hg 및 Ar-Hg 혼합증기의 전자이동속도를 온도는 순수 Ar의 경우 293[.deg.K], Hg의 경우 453-540[.deg.K]. Ar-Hg 혼합증기의 경우 320[.deg.K], E/N은 0.4~10[Td], 기체압력은 10~100[Torr]범위에서 유도전류법에 의해 측정하였다. 한편 볼츠만 방정식의 Backward Prolongation계산법으로 전자에너지분포함수를 구하고 그 값으로부터 전자수송특성을 산출하여 실험치와 비교하고 탄성 및 비탄성 충돌 단면적을 결정하였다. 그리고 Ar기체에 Hg증기를 0.5%, 1%, 5%, 10% 혼합하였을 때의 전자에너지분포함수와 전자이동속도를 산출하고 그에 미치는 영향을 고찰하였다.

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The study on the electron transport coefficients in Neon gas by 2-tenn approximation of the Boltzmann Equation (2항근사 볼츠만 방정식을 이용한 Ne의 전자수송재수 연구)

  • Jeon, Byoung-Hoon;Ha, Sung-Chul;Song, Byoung-Doo
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2003.10a
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    • pp.236-238
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    • 2003
  • The electron transport coefficients, the electron drift velocity W, the longitudinal diffusion coefficient $ND_L$ and $D_L/\mu$, in pure Ne were calculated over the wide E/N range from 0.01 to 800 Td at 1 Torr by two-term approximation of the Boltzmann equation for determination of electron collision cross sections set and for quantitative characteristic analysis of Ne molecular gas.

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Analysis of electron transport properties in $SF_6$+He mixtures gas used by MCS-BE (MCS-BE에 의한 $SF_6$+He 혼합기체의 전자수송특성 해석)

  • 서상현;하성철;유희영;김상남;송병두
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 1998.11a
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    • pp.159-162
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    • 1998
  • This paper describes the electron transport characteristics in $SF_6$+He gas calculated for range of E/N values from 50~700[Td] by the Monte Carlo simulation and Boltzrnann equation method using a set of electmn collision cross sections determined by the authors and the values of electron swarm parameters are obtained by M F method. The results gained that the values of the electron swarm parameters such as the electron drift velocity, the electron ionization or attachment coefficents, longitudinal and h-ansverse diffusion coefficients agree with the experimental and theoretical for a range of E/N.

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Study on the electron transport properties in $SF_6$+He mixtures gas used by MCS-BE ($SF_6$+He 혼합기체의 MCS-BE에 의한 전자수송계수 연구)

  • Kim, Sang-Nam;Seo, Sang-Hyeon;Ha, Sung-Chul;Yu, Heoi-Young;Song, Byung-Doo
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 1999.11a
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    • pp.16-19
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    • 1999
  • This paper describes the electron transport characteristics in $SF_6$+He gas calculated for range of E/N values from $50{\sim}700[Td]$ by the Monte Carlo simulation and Boltzmann equation method using a set of electron collision cross sections determined by the authors and the values of electron swarm parameters are obtained by TOF method. The results gained that the values of the electron swarm parameters such as the electron drift velocity, the electron ionization or attachment coefficients, longitudinal and transverse diffusion coefficients agree with the experimental and theoretical for a range of E/N.

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