• 제목/요약/키워드: 입자운동

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입자법을 이용한 멤브레인 타입 슬로싱 시뮬레이션 (Simulation of Membrane Sloshing Tank by Using MPS)

  • 김경성
    • 한국융합학회논문지
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    • 제10권10호
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    • pp.117-122
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    • 2019
  • 슬로싱 현상은 현상의 특성인 격렬한 자유표면을 가지는 유동 문제뿐만 아니라, 슬로싱이 발생하는 유체 탱크가 부유체 혹은 어떠한 물체에 탑재되어 전체 시스템에 영향을 줄 수 있다는 것이 가장 큰 논의점이다. 이러한 이유로 일반적인 슬로싱에 대한 해석은 탱크의 움직임에 의한 내부 유동의 발생, 그리고 그로 인해 야기되는 충격하중의 해석이 주를 이룬다. 이러한 슬로싱 현상은 비선형성이 강하며 자유표면에서의 대-변형이 발생한다. 매우 높은 비선형성으로 인해 실험에서는 재현성이 낮고, 수치 시뮬레이션에서는 정확도가 낮다는 것이 지속적으로 문제시 되어 왔다. 본 연구에서는 높은 정확도를 가지는 카메라 비전 기술을 이용한 실험과 입자법을 이용한 시뮬레이션을 비교하였다. 탱크의 주요 제원을 통해 구해진 고유 주기와 그 주변 주기를 가지는 운동에서의 슬로싱 현상을 수치적으로 시뮬레이션 하였으며, 비교를 통해 탱크 내 슬로싱 하중을 분석하였다.

물질의 입자 개념 학습에서 그림 그리기와 그림 분석하기의 효과: 시각적 학습양식에 따른 비교 (The Effects of Drawing and Analyzing Pictures in Concept Learning of the Particulate Nature of Matter: A Comparison Based on Student Visual Learning Style)

  • 한재영;이지영;곽진하;노태희
    • 한국과학교육학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.9-15
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    • 2006
  • 학생들은 화학에서 입자 개념의 중요성에도 불구하고 이를 어려워한다. 이에 여러 연구자들이 이 개념에 대한 효과적인 교수 방법을 제안하였으나, 체계적인 연구는 거의 이루어지지 않았다. 따라서 이 연구에서는 학생들이 입자 개념을 학습할 때 그림 그리기와 그림 분석하기 방법을 도입한 수업의 효과를 조사하였다. 서울시 남녀 공학 중학교 1학년 세 학급을 통제 집단과 그림 그리기 집단, 그림 분석하기 집단으로 선정하여 물질의 세 가지 상태와 분자의 운동 단원에 대하여 총 8차시 동안 수업을 실시하였다. 학생들의 시각적 학습양식에 따라 개념 이해도, 학업 성취도, 과학 학습 동기에 대한 교수 방법의 효과를 조사하였다. 연구 결과, 그리기 집단과 그림 분석하기 집단의 개념 이해도, 과학 학습 동기 점수가 통제 집단에 비해 높았다. 또한 시각적 학습양식 선호 학생들의 과학학습 동기 점수가 비선호 학생들보다 높았다.

고등학교 물리의 기체 분자 운동론에서 웹 활용 모의실험이 학습에 미치는 효과 (The Effect of Web-Aided Laboratory on Molecular Dynamics of High School Physics Course)

  • 노학기;공윤식;박창영;정기수
    • 한국과학교육학회지
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    • 제25권5호
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    • pp.547-554
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    • 2005
  • 본 연구에서는 고등학교 물리교과의 '기체분자 운동론'단원에 대한 개별 웹 활용 모의실험을 개발 적용하여 과학 수업에 대한 태도, 학습동기, 학업성취도에서 미치는 효과를 조별 전통실험 집단과 비교하여 알아보았다. 농촌지역에 위치한 고등학생(조별 전통실험 집단 1학급, 개별 웹 활용 모의실험 집단 1학급)을 대상으로 기체 분자 운동론 단원에 대하여 실험 처치를 2차시동안 실시하였다. 모의 시험은 기체에 대한 실험에서 눈에 보이지 않는 기체를 시각화하여 눈에 보이는 입자로 표현되었고, 온도 및 압력을 자유롭게 변화시킬 수 있도록 개발되었다. 웹 활용 모의실험 집단은 개발된 모의실험을 이용하여 개별적으로 실험하였고, 전통실험 집단은 교과서에 나오는 실험을 4인 1조로 실시하였다. 사전 검사로 사전 과학 수업에 대한 태도 검사, 사전 학습동기(PALS) 검사, 논리적 사고력 검사를 실시하였다. 실험 처치 후 학생들의 사후 과학 수업에 대한 태도 검사, 사후 학습동기(IMMS) 검사, 학업 성취도 검사를 실시하였고, 자료를 수집하여 공변량 분석을 실시하였다. 분석 결과, 개별 웹 활용 모의실험과 조별 전통실험 집단간의 과학 수업에 대한 태도는 유의미한 차이가 없었다. 또한, 학습동기와 학업 성취도는 개별 웹 활용 모의실험 집단이 조별 전통실험 집단에 비해 유의미하게 높았다.

충격 입자 분포 탐지기를 이용한 침식도 추정 (Estimation of Erositivity Using an Impact Disdrometer in East of Alagoas)

  • 히까르도 테노리오;권병혁;마르시아 모라에스;윤홍주
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.371-378
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    • 2020
  • 강우는 토양 침식을 일으키는 가장 능동적인 힘 중 하나이다. 다양한 속도와 운동에너지를 가지고 낙하하는 우적은 토양에 충격을 주는 침식력으로 작용한다. 우적의 변동 속도와 운동에너지는 우적의 직경에 직접적으로 의존한다. 이 연구의 목적은 브라질 Alagoas주 Maceió 지역에서 강우에 의한 토양 침식을 산정 할 수 있는 알고리즘을 결정하는 것이다. 이를 위해 1분 간격의 강우 분포를 지속적으로 자동 측정하는 RD-69 디즈드로미터를 사용하여 2003년부터 2006년까지 침식성 강우 자료를 수집하였다. 독립 변수가 강수량인 지수 관계식과 독립 변수가 지속 시간과 최대 강도인 지수 관계식 형태로 최적화된 알고리즘이 결정되었다.

경주시 양북면 단층암의 광물 조성과 입도 분포 특징 (Mineral Composition and Grain Size Distribution of Fault Rock from Yangbuk-myeon, Gyeongju City, Korea)

  • 송수정;추창오;장천중;장태우;장윤득
    • 자원환경지질
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    • 제45권5호
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    • pp.487-502
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    • 2012
  • 경주시 양북면 용당리에 발달한 단층암을 대상으로 X선 회절 분석(XRD), 광학현미경 분석, 레이저 입도 분석, 프랙탈 차원 분석을 적용하여 단층암의 광물 조성과 미구조, 잔류입자의 분포 특성을 연구하였다. 단층핵은 약 1.5 m 두께로 발달하며 이 중 각력대는 약 1.2m, 단층핵의 가장 중심부인 비지대는 평균 20cm의 얇은 두께로 노출되어 있다. 각력대에서는 석영, 장석류 등의 조암광물이 주 구성 광물로서 산출되고 비지대에서는 녹니석, 일라이트 등의 점토광물이 주 구성 광물로서 산출된다. 단층암에서 빈번하게 산출되는 맥상광물, 황철석, 변질 광물 등은 단층활동과 더불어 열수변질 작용이 수반되었음을 시사하고 있다. 현미경에 의한 구획 점셈(box counting), Image J에 의한 영상분석 및 레이저 입도 분석에 기초한 프랙탈 차원값은 단층암의 입자 파쇄 특성을 잘 보여준다. 세 가지 방법으로 구한 프랙탈 차원값(D)은 각력대에서 비지대로 갈수록 그 값이 증가하고 비지대 내에서는 공통적으로 높은 차원값을 갖는다. 비지대 내에서는 D값의 변화가 상대적으로 적으며, 일정한 경향성이 나타나지 않는다. 이는 각력대에서는 입자들의 대량파쇄가 우세하게 발생하고, 단층운동이 계속되어 생성된 비지대에서는 입자의 마모가 보다 우세하게 발생하였음을 시사한다. 연구지역 단층암의 광물 조성과 입자 분포 특성은 다중 단층 운동과 열수변질 작용이 본 연구지역 단층대의 진화에 큰 영향을 끼쳤음을 지시한다. 단층암에서의 프랙탈 차원값이 측정 기법에 따라 차이가 발생하므로 프랙탈 차원값의 상대적인 비교는 보다 신중히 이용되어야 될 것으로 생각된다.

운동계획을 위한 입자 군집 최적화를 이용한 시범에 의한 학습의 적응성 향상 (Adaptability Improvement of Learning from Demonstration with Particle Swarm Optimization for Motion Planning)

  • 김정중;이주장
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.167-175
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    • 2016
  • We present a method for improving adaptability of Learning from Demonstration (LfD) strategy by combining the LfD and Particle Swarm Optimization (PSO). A trajectory generated from an LfD is modified with PSO by minimizing a fitness function that considers constraints. Finally, the final trajectory is suitable for a task and adapted for constraints. The effectiveness of the method is shown with a target reaching task with a manipulator in three-dimensional space.

하전입자의 응집성장에 대한 수치적 연구 (Numerical Simulation for the Aggregation of Charged Particles)

  • 박형호;김상수;장혁상
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집D
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    • pp.605-611
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    • 2001
  • A numerical technique for simulating the aggregation of charged particles was presented with a Brownian dynamic simulation in the free molecular regime. The Langevin equation was used for tracking each particle making up an aggregate. A periodic boundary condition was used for calculation of the aggregation process in each cell with 500 primary particles of 16 nm in diameter. We considered the thermal force and the electrostatic force for the calculation of the particle motion. The morphological shape of aggregates was described in terms of the fractal dimension. The fractal dimension for the uncharged aggregate was $D_{f}=1.761$. The fractal dimension changed slightly for the various amounts of bipolar charge. However, in case of unipolar charge, the fractal dimension decreased from 1.641 to 1.537 with the increase of the average number of charges on the particles from 0.2 to 0.3 in initial states.

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분지덕트 내의 유동특성 (The Flow Characteristics in Dividing Ducts)

  • 이행남;박길문;이덕구
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제5권4호
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    • pp.19-25
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    • 2002
  • The flow characteristics in a bifurcated duct are investigated experimentally. Physical properties such as mean velocity vectors, mean vorticity, and total pressure distributions are obtained for three different Reynolds numbers (578, 620, 688) using PIV measurements and CFD analysis. Also, two different dividing ducts ($90^{\circ},\;60^{\circ}$) were selected for study. The results of this study would be useful to the engineers designing flow systems for heating, ventilation, air conditioning and waste-water purification plants.

엔진 마모 및 손상의 원인과 처방

  • 홍흔;전상명
    • Tribology and Lubricants
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    • 제10권2호
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    • pp.5-19
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    • 1994
  • 일반적으로 상대운동을 하는 모든 물체에는 마찰이 존재하며 각 경우에 상응하는 적절한 윤활을 하고 있지만 마모(Wear)는 필연적으로 발생된다. 마찰 부위에 형성되는 마모정도에 따라 경 마모(Mild Wear), 평 마모(Normal Wear), 중 마모(Severe Wear) 등이 발생되며 이로인해 윤활유 속에는 다량의 마모 입자들이 존재하게 됨으로써 마모를 가속시키는 요인으로 작용하여 손상(Failure)의 원인이 되기도 한다. 마찰부위의 마모 및 손상은 엔진에서도 마찬가지로 그 수명 및 성능과 관계가 있고 경제적인 문제와 직결되므로 상세한 분석 및 평가가 요망된다. 또한 엔진 설계 및 원활한 작동유지를 위해서 정확한 마모 예측과 그 평가방법이 요구된다. 이를 토대로 엔진 손상을 미연에 방지할 수 있으며, 실제 설계과정에 마모정도를 고려한 가장 최적의 설계인자를 제공할 수 있다고 본다. 본 논문에서는 손상부위에서 발생가능한 여러가지 마모형태를 분류하여 그 특징을 정리하였고, 이를 바탕으로 실제 엔진의 마모 및 손상 등의 평가에 적용할 수 있는 엔진의 부품별 평가자료를 만드는데 주안점을 두었다.

수위-유량자료가 없는 자갈하상에서 조도계수 산정에 관한 연구 (A Study on Roughness Coefficient Estimations in Nothing Water Level-Discharge data Gravel Bed Stream)

  • 이신재;박상우;장석환;오경두;전병호
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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    • pp.413-418
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    • 2006
  • 본 연구는 자갈하상을 갖는 하천에 대해 조도계수를 산정하고자 하상에 분포하는 입자에 작용하는 전단응력을 이용하여 등가조도를 산정하고 대상유량에 대해 수위를 산정할 수 있는 모형을 개발하였다. 개발된 모형의 적용성은 섬진강 하류부의 구례수위표와 송정수위표 구간에 대해 적용하였다. 그 결과 구례수위표지점에서 등가조도는 0.088m로 산정되었고, 이를 이용하여 Wark(1990)가 제시한 단위유량에 대한 연속방정식과 운동량방정식을 결합한 간단한 모형을 이용하여 각각의 대상유량에 대해 수위를 산정하였으며, 그 결과 6%이내의 오차를 보였다. 그리고 대상유량에 대해 계산된 수위를 이용한 부등류 해석을 실시하여 조도계수를 각각의 유량에 대해 산정하였다. 그 결과 관측된 수위와 계산된 수위에 의해 산정된 조도계수의 오차가 $0{\sim}0.002(6%)$의 오차를 보였고, 유량별로 조도계수를 산정할 수 있어 조도계수의 가변성도 고려할 수 있었다.

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