• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.27 no.2
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• pp.173-180
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• 2003

Effects of the electric conductivity of particles were studied for the aggregation process of charged particles with a Brownian dynamic simulation in the free molecular regime. A periodic boundary condition was used for the calculation of the aggregation process in each cell with 500 primary particles of 16 nm in diameter. We considered two extreme cases, a perfect conductor and a perfect nonconductor. The electrostatic force on a particle in the simulation cell was considered as a sum of electrostatic forces from other particles in the original cell and its replicate cells. We assumed that aggregates were only charged with pre-charged primary particles. The morphological shape of aggregates was described in terms of the fractal dimension. The fractal dimension for the uncharged aggregate was D$_{f}$= 1.761. However, the fractal dimension decreased from 1.694 to 1.360 for the case of the perfect conductor, and from 1.610 to 1.476 for the case of the perfect nonconductor, with the increase of the average number of charges on the primary particle from 0.2 to 0.3. These values were smaller than that of the centered charge case.e.

• Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
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• 2006.11a
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• pp.403-406
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• 2006

A particle method recognized as one of gridless methods has been developed to investigate the nonlinear free-surface motions interacting to the structures. The method is more feasible and effective than convectional grid methods in order to solve the flow field with complicated boundary shapes. In the present study, breaking waves with a floating body are simulated to investigate fluid-structure interactions in the coastal zone.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.278-278
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• 2011

LCD 생산에 적용할 수 있는 대형 마그네트론 스퍼터 장비에서 공간적으로 불균일한 타겟 침식은 타겟의 사용 효율을 떨어뜨린다. 특히 직사각형의 외부 자석과 직선형태의 내부 자석 구조를 가진 마그네트론 스퍼터에서는 cross-corner 효과로 인해 국부적으로 일정 부분에 대한 상대적으로 높은 침식률이 문제가 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 국부적으로 자기장 세기를 바꾸는 시행착오를 통하여 실험적으로 문제를 해결하려는 방법이 있지만 비용 및 시간이 매우 많이 들어 전산모사를 통한 문제 해결 방법이 훨씬 유리하다. 우리는 몬테 카를로 방법에 기반한 3차원 입자 시뮬레이션을 통하여 마그네트론 스퍼터 장비를 모델링을 하였다. 직사각형의 외부와 직선형의 내부 자석 구조가 만들어 내는 정적인 공간 자기장의 분포는 OPERA3D를 이용하여 계산하였고, 플라즈마 입자들이 만들어내는 자기장에 의해 섭동영향을 받지 않는다고 가정하였다. 플라즈마 전기장 및 전하의 운동은 상호작용의 일관성이 유지되도록 계산하였다. 이온밀도의 공간분포는 내부 자석과 외부 자석 사이의 직선 부분 보다 cross-corner 효과가 일어나는 부분에서 상대적으로 더 높은 밀도분포를 보였다. 플라즈마 시뮬레이션을 통하여 얻은 타겟에 입사한 이온의 개수 및 속도에 대한 정보를 이용하여 타겟의 침식률을 계산하였다. 이러한 침식률을 계산하기 위한 시뮬레이션 기술은 산업용 대형 스퍼터 장비 연구 및 개발에 매우 효율적인 방법이 될 것이다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.37-37
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• 1999

KSTAR(Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) 핵융합 토카막 실험 장치의 플라즈마 가열을 위한 수소 중성입자빔 수송라인 내에 설치되는 collimator에 가해지는 열속 및 플라즈마에 전달되는 빔의 통과율을 해석하였다. 43cm$\times$12cm 크기의 이온원으로부터 방출되는 이온빔의 공간적 분산은 기본적으로는 Gaussian 분산(수직바향으로 1.2$^{\circ}$, 수평방향으로 0.5$^{\circ}$)의 형태를 가지지만 이온 가속 전장의 공간적 불균일로 인해 Gaussian 분산에서 다소 벗어나는 형태를 띠게 되는데, 이의 영향을 고려할 수 있는 수학적 모델을 정립하였다. 해석에 고려된 요소들은 다음과 같다. 이온원을 수많은 점원의 집합으로 가정하여 각각의 점원으로부터 주어진 공간적 분산을 가지는 이온들이 방출되는 것으로 가정하였으며, 방출된 이온은 중성화 과정을 거쳐 40%의 이온만이 중성입자화되며, 중성화되지 않은 60%의 이온들은 bending magnet에서 ion dump로 유도되어 사라지며, 나머지 중성입자들은 직진 운동을 하게 된다. 빔 진행 도중 빔 중앙에서 크게 벗어나는 일부 중성입자들은 여러 겹으로 존재하는 빔 collimator에 의해 단계적으로 제거되며, 일부 중성입자들은 잔류 수소기체에 의한 재이온화 과정을 거치기도 한다. 여기서는 정립된 수학적 모델을 이용하여 이들 collimator에서 제거되는 양 및 재이온화 손실들을 고려하여 최종적으로 플라즈마에 입사되는 중성입자 빔을 계산하였다. 한편, 빔 수송라인 설치시에 발생할 수 있는 설치 오차를 이온원 설치시의 오차와 빔 collimator 설치상의 오차로 구분하여 이들의 의한 영향도 계산하였다. Gaussian 분산을 가정하였을 경우, 이온원에 가장 근접하여 설치되는 collimator에 가해지는 수직성분의 열속은 9.7kW/cm2로 계산되었다. 이 열속을 제어 가능한 수준으로 낮추기 위해서 collimator는 빔 라인과 거의 나란하게 설치될 것이다. 빔의 통과율은 약 33%로서 하나의 이온원에서 방출된 7.8MW 중 2.5 MW만이 플라즈마에 전달되는 것을 알 수 있었다. Non-Gaussian 분산의 경우, 최대 열속은 9.1kW/cm2로 다소 낮아졌으나, 빔통과율은 28%정도로 더욱 낮아졌다. 설치상의 오차에 의한 영향을 살펴보면, 이온원이 1$^{\circ}$ 정도 기울어지게 설치된다면 collimaor에 가해지는 최대 열속 및 빔통과율은 약 15kW/cm2, 16.6% 정도로 나타나 매우 심각한 결과를 초래함을 알 수 있었다. 이에 비해 collimator 설치상의 오차의 영향은 이보다 훨씬 작아 5mm 오차가 발생했을 경우에도 최대 열속은 12kW/cm2까지 증가했으나, 빔 통과율의 변화는 거의 없었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.245-245
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• 2021

해양으로 유출된 5 mm 이하의 크기로 분해된 미세플라스틱이 해양 환경 오염의 주요 원인으로 자리잡았다. 최근에는 청정해역으로 알려진 남극해에서도 발견되고 있어 남극해에 잔류하는 미세플라스틱 오염 수준을 이해하기 위해 노력하고 있다. 하지만, 파랑의 효과를 고려한 남극해의 해수 순환 구조와 미세플라스틱의 고유 특성을 반영한 미세플라스틱의 거동 및 공간적 분포에 대한 복합적 이해는 상대적으로 부족하다. 남극해에서 발견된 미세플라스틱은 과학기지들의 방류수나, 조사선 등과 같은 인위적인 활동으로 인해 집적될 수 있으며, 특히 영구적으로 거주하는 과학기지에서 흘려보내는 방류수에 포함된 미세플라스틱은 과학기지 주변 해수 오염에 직접적인 영향을 줄 것으로 예상된다. 따라서, 본 연구에서는 파랑 효과에 따른 남극 킹조지 섬(King George Island)에 위치한 세종과학기지의 방류수에 포함된 미세플라스틱의 이송에 대해 모의하였다. 세종과학기지가 위치한 킹조지 섬과 넬슨 섬(Nelson Island) 사이의 멕스웰 만(Maxwell Bay)의 해수 흐름을 재현하기 위하여 해수 유동 모델(Delft3D-FLOW)이 사용되었다. 또한, 해수 유동 모델에 파랑 모델(Delft3D-WAVE)을 결합하여 파랑의 효과가 미세플라스틱의 이송에 미치는 영향을 확인하였다. 세종과학기지의 방류수가 흘러나가는 마리안 소만(Marian Cove)의 유속장을 바탕으로 이송, 확산, 입자의 침강 속도를 고려하여서, 세종과학기지에서 밀물 시 방출한 입자를 라그랑지안 입자 추적(Lagrangian Particle Tracking) 방법을 이용해 추적하였다. 해수의 밀도보다 가벼운 플라스틱의 경우 해수 표층의 흐름을 따라 소만 내부로 이송되어 해안선에 도달하고, 해수의 밀도보다 무거운 플라스틱의 경우 소만 내부로 이송되나 입자의 침강 속도로 인해 방출 위치 근처에서 집적된다. 파랑의 효과를 고려하게 되면, 고려하기 전보다 두 종류의 미세플라스틱 모두 소만 내부로 더 멀리 이송되는데, 이는 파랑으로 인한 힘(wave-induced force)이 해수 유동 모델의 운동방정식에 추가되며 파랑 에너지 분산으로 인해 해수 흐름에 변화를 준 것으로 보인다.

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2007.10a
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• pp.139-143
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• 2007

Electric propulsion has become a cost effective and sound engineering solution for many space applications. The success of SMART-1 and MUSES-C developed by European Space Agency (ESA) and Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) each proved that even small spacecraft could accomplish planetary mission with electric propulsion systems. A small electric propulsion system which is Hall effect thruster like SMART-1 is under development by SaTReC and GDPL (Glow Discharge Plasma Lab.) in KAIST for the next microsatellite, STSAT-3. To achieve optimized propulsion system, it is very necessary to understand plasma motions of Hall effect thruster. In this paper, we try to approach comprehensive plasma model with the particle simulation complementary to Particle In Cell (PIC) simulation. We think these two different approaches will help experimenters to optimize Hall effect thruster performances.

• The Optical Journal
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• s.156
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• pp.61-77
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• 2015

광학세계에서는 한동대학교 홍경희 교수의 저서 "기초광공학"을 연재하고 있다. 이 책에는 산업에 많이 활용되는 빛의 성질 및 그에 대한 이용 방법이 명확하고 알기 쉽게 설명돼 있다. 제1장에는 광학의 기본 개념과 역사, 빛을 파동으로 생각할 때의 파동운동과 운동방정식 등이 소개돼 있다. 제2장부터 제5장까지는 빛의 입자적 성질로 나타나는 기하광학 원리와 응용법이, 6장부터 제9장까지는 빛의 파동 성질로 나타나는 갑섭, 회절, 편광현상에 대한 원리와 응용법이 상세히 실려 있다. 이어 제10장에는 광섬유 광학이, 제11장에는 광원이, 제12장은 빛의 검출과 인식 및 측정이, 제13장에는 색깔의 원리와 응용법이 구체적으로 나열돼 있다. 마지막으로 제14장과 제15장에는 다양한 학문 분야나 첨단장비에 활용되며 그 발전에 영향을 주고 있는 레이저의 원리와 그 응용법이 소개돼 있다. "기초광공학"이 광학 업계에 종사하시는 분들은 물론 광학에 관심을 갖고 있는 분들에게도 유용한 자료가 되었으면 하는 바람에 광학세계에서도 2014년 1월호부터 연재를 하게 되었다.

• The Optical Journal
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• s.149
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• pp.52-60
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• 2014

광학세계에서는 한동대학교 홍경희 교수의 저서 "기초광공학"을 연재하고 있다. 이 책에는 산업에 많이 활용되는 빛의 성질 및 그에 대한 이용 방법이 명확하고 알기 쉽게 설명돼 있다. 제1장에는 광학의 기본 개념과 역사, 빛을 파동으로 생각할 때의 파동운동과 운동방정식 등이 소개돼 있다. 제2장부터 제5장까지는 빛의 입자적 성질로 나타나는 기하광학 원리와 응용법이, 6장부터 제9장까지는 빛의 파동 성질로 나타나는 갑섭, 회절, 편광현상에 대한 원리와 응용법이 상세히 실려 있다. 이어 제10장에는 광섬유 광학이, 제11장에는 광원이, 제12장에는 빛의 검출과 인식 및 측정이, 제13장에는 색깔의 원리와 응용법이 구체적으로 나열돼 있다. 마지막으로 제14장과 제15장에는 다양한 학문 분야나 첨단장비에 활용되며 그 발전에 영향을 주고 있는 레이저의 원리와 그 응용법이 소개돼 있다. "기초광공학"이 광학 업계에 종사하시는 분들은 물론 광학에 관심을 갖고 있는 분들에게도 유용한 자료가 되었으면 하는 바람에 광학세계에서도 2014년 1월호부터 연재를 하게 되었다.

• The Optical Journal
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• s.159
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• pp.65-80
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• 2015

광학세계에서는 한동대학교 홍경희 교수의 저서 "기초광공학"을 연재하고 있다. 이 책에는 산업에 많이 활용되는 빛의 성질 및 그에 대한 이용 방법이 명확하고 알기 쉽게 설명돼 있다. 제1장에는 광학의 기본 개념과 역사, 빛을 파동으로 생각할 때의 파동운동과 운동방정식 등이 소개돼 있다. 제2장부터 제5장까지는 빛의 입자적 성질로 나타나는 기하광학 원리와 응용법이, 6장부터 제9장까지는 빛의 파동 성질로 나타나는 갑섭, 회절, 편광현상에 대한 원리와 응용법이 상세히 실려 있다. 이어 제10장에는 광섬유 광학이, 제11장에는 광원이, 제12장은 빛의 검출과 인식 및 측정이, 제13장에는 색깔의 원리와 응용법이 구체적으로 나열돼 있다. 마지막으로 제14장과 제15장에는 다양한 학문 분야나 첨단장비에 활용되며 그 발전에 영향을 주고 있는 레이저의 원리와 그 응용법이 소개돼 있다. "기초광공학"이 광학 업계에 종사하시는 분들은 물론 광학에 관심을 갖고 있는 분들에게도 유용한 자료가 되었으면 하는 바람에 광학세계에서도 2014년 1월호부터 연재를 하게 되었다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.10 no.3
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• pp.283-288
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• 2001

We have investigated aluminum cluster deposition using a classical molecular dynamics simulations. We studied the variations of the cluster momentum and the impulse force during collisions, and found that the close-packed cluster impact has some of properties of the single particle collision and the linear atomic chain collisions. We also simulated the series of energetic cluster deposition with energy Per atom. When energy Per atom in cluster has some eV rather than very low, the intermixing occurred easily in growth film and we can obtain a good film without subsequent annealing process.