• 제목/요약/키워드: Direction Simulation Monte Carlo

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몬테카를로 코드를 활용한 표준 감마선 조사장치의 성능평가에 관한 연구 (A Study on the Performance Evaluation of Standard Gamma Irradiation System Using Monte Carlo Code)

  • 박원석;허승욱;김장오;민병인
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제12권2호
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    • pp.179-184
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    • 2018
  • 본 연구는 표준 감마선 조사장치의 유효빔 크기를 실측과 시뮬레이션의 결과를 비교하여 유효빔 영역의 결정에 유용한 수단을 제공하고자 하였다. 시뮬레이션과 전리함을 이용한 실측의 결과는 공기커마율의 경우는 상대오차 4.5~7.3% 범위에 분포하였다. 유효빔 영역의 크기는 시뮬레이션의 경우 수평 방향 27cm, 수직 방향 21.6cm로 구현되었고, 필름을 이용한 실측결과는 수평 방향 26.5cm, 수직 방향 21.9cm로 유사한 결과가 도출되었다. 수평방향의 상대오차는 1.85%, 수직 방향은 1.38% 이며 유효빔 영역도 감마선장을 중심으로 유사하게 분포하였다. 감마선 조사장치에 있어서 시뮬레이션의 유효성이 충분함을 확인하였다. 특히 공기커마율보다 유효빔 크기의 상대오차가 적은 것은 빔의 크기가 표준선원의 용량보다는 기하학적 요인으로 결정되기 때문인 것으로 판단된다. 향후 시뮬레이션을 이용한 광자 에너지 분포도의 신뢰성을 높이기 위한 연구가 필요 할 것이다.

수정 TOPMODEL에 의한 유출해석과 일반화 (설마천 유역을 중심으로) (Generalization of Modified TOPMODEL for Rainfall-Runoff Analysis of Sulmachun Watershed)

  • 이학수;김남원;김상현
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제35권3호
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    • pp.295-306
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    • 2002
  • 지표하부에 이중 저류체계를 고려해주는 수정 TOPMODEL을 일반화된 지표하 투수량계수 감소함수와 연결시켰으며, 대공극으로의 수직배수 효과, 지표저류 효과, 토양층 내에서의 상대 저류 부족량에 대한 영향을 검토하기 위해 세가지 형태의 지하수 충전함수를 도입하였다. 이러한 접근은 사면 수문학에 대한 30가지 형태의 모형구조를 제공한다. 개발된 모형들은 설마천 유역의 여러 강우사상에 적용되었다. Monte-carlo 모의를 통한 수행결과는 지수함수적 투수량계수 감소형태가 설마천 유역의 물리적인 수문모의에 적절함을 제시하였고, 대공극 흐름을 표현해 주는 재충전 함수가 일반화시킨 수정 TOPMODEL의 예측적 향상에 기여하였다.

두꺼운 박막 성장시 Steering 효과 연구 (The Study of Steering Effect in Multilayer Growth)

  • 서지근;김재성
    • 한국진공학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.410-420
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    • 2006
  • Epitaxial 성장에서 screening 및 steering 효과 등과 같은 증착과정 중 나타나는 dynamic effects를 kinetic Monte Carlo 시뮬레이션으로 고찰하였다. 증착원자와 토대 원자와의 상호 작용을 엄밀하게 고려하기 위해 이 시뮬레이션 프로그램에 molecular dynamics 시뮬레이션을 결합시켰다. 기울어진 각도로 증착 시킬 경우 표면의 형상은 1) 증착 각도가 기울어짐에 따라 거칠기가 증가한다는 것, 2) 비대칭적인 언덕의 형성된다는 것, 그리고 3) 언덕의 면방향에 따라 비대칭적인 기울기를 갖는다는 세가지 특징을 보았다. 증착 각도나 온도 의존성에 대한 시뮬레이션 결과는 기존의 실험 결과와 잘 일치하는 것을 확인하였다. 기울어진 각도로 증착했을 때 나타나는 이러한 결과는 steering과 screening 효과에 따른 초기 증착 밀도의 불균일에 기인함을 알 수 있었고, 여기서 steering 효과가 screening 효과 보다 주요한 역할을 하는 것을 보았다. 시뮬레이션 계산에서 확인된 새로운 결과는 기울기 선택 (slope selection)이 이루어졌어도 언덕의 각 면이 단일한 기울기로 형성되어 있지 않고 여러 종류의 facet가 섞인 형태이며, 따라서 기울기 선택이 바로 facet 선택을 의미하지는 않는다는 것이다.

Implementation of Visible monkey into general-purpose Monte Carlo codes: MCNP, PHITS, and Geant4

  • Soo Min Lee;Chansoo Choi;Bangho Shin;Yumi Lee;Ji Won Choi;Bo-Wi Cheon;Chul Hee Min;Beom Sun Chung;Hyun Joon Choi ;Yeon Soo Yeom
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제55권11호
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    • pp.4019-4025
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    • 2023
  • Recently, a new monkey computational phantom, called Visible Monkey, was developed for non-ionizing radiation studies in animal research. In this study, we extended its applications to ionizing radiation studies by implementing the voxel model of the Visible Monkey into three general-purpose Monte Carlo (MC) codes: MCNP6, PHITS, and Geant4. The implementation work for MCNP and PHITS was conducted using the LATTICE, UNIVERSE, and FILL cards. The G4VNestedParameterisation class was used for Geant4. Then, organ dose coefficients (DCs) for idealized photon beams in the antero-posterior direction were calculated using the three codes and compared, showing excellent agreement (differences <3%). Additionally, organ DCs in other directions (postero-anterior, left-lateral, and right-lateral) were calculated and compared with those of the newborn and 1-year-old reference phantoms. Significant differences were observed (e.g., the stomach DC of the monkey was 5-fold greater than that of the 1-year-old phantom at 0.03 MeV) while the differences tended to decrease with increasing energy (mostly <20% at 10 MeV). The results of this study allows conducting MC simulations using the Visible Monkey to estimate organ-level doses, which should be valuable to support/improve monkey experiments involving ionizing radiation exposures.

풀밴드 임팩트이온화모델을 이용한 GaAs 전자전송특성 분석 - 전계방향에 따른 분석 - (Anaysis of electron transport characteristics using full band impact ionization model on GaAs - field direction dependent analysis -)

  • 정학기;이종인
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제3권4호
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    • pp.915-922
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    • 1999
  • 본 논문에서는 GaAs 풀밴드 E-k관계를 이용하여 전계방향에 따라 임팩트이온화가 전자전송에 미치는 영향을 분석하였다. E-k관계를 구하기 위하여 페르미황금법칙과 local form factor를 이용하는 의사포텐셜방법을 사용하였으며 임팩트이온화율을 구하기 위하여 브릴로우인영역을 사면체로 분할하여 각 사면체마다 적분하는 사면체방법을 이용하였다. 임팩트이온화의 이방성분석을 위하여 Monte Carlo시뮬레이션을 수행하였다. 특히 임팩트이온화의 과도상태분석을 수행한 결과, 이방성은 과도상태에서만 발생하는 것으로 나타났으며 정상상태에서는 등방성 특성을 보이는 것으로 나타났다. 본 연구에서 제시한 GaAs 임팩트이온화의 이방성특성은 GaAs 소자의 과도응답특성분석에 사용될 수 있으리라 사료된다.

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입자모델을 이용한 서브마이크론 게이트 GaAs MESFET 특성의 해석 (Analysis of Submicron Gate GaAs MESFET's Characteristics Using Particle Model)

  • 문승환;정학기;김봉렬
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제27권4호
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    • pp.534-540
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    • 1990
  • In this paper the characteristics of submicron gate GaAs MESFET's have been studied using a particle model which takes into account the hot-electron transport phenomena, i.e., the velocity overshoot. \ulcornervalley(<000> direction), L valley (<111>direction), X valley (<100>direction) as the GaAs conduction energy band and optical phonon, acoustic phonon, equivalent intervalley, nonequivalent intervalley scattering as the scattering models, have been considered in this simulation. And the GaAs material and the device simulation have been done by determination of the free flight time, scattering mechanism and scattering angle according to Monte-Carlo algorithm which makes use of a particle model. As a result of the particle simulation, firstly the electron distribution, the potential energy distribution and the situation of electron displacement in 0.6 \ulcorner gate length device have been obtained. Secondly, the cutoff frequency, obtained by this method, is k47GHz which is in good agreement with the calculated result of theory. And the current-voltage characteristics curve which takes account of the buffer layer effect has been obtained. Lastly it has been verified that parasitic current at the buffer layer can be analyzed using channel depth modulation.

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Evaluating Schedule Uncertainty in Unit-Based Repetitive Building Projects

  • Okmen, Onder
    • Journal of Construction Engineering and Project Management
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    • 제3권2호
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    • pp.21-34
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    • 2013
  • Various risk factors affect construction projects. Due to the uncertainties created by risk factors, actual activity durations frequently deviate from the estimated durations in either favorable or adverse direction. For this reason, evaluation of schedule uncertainty is required to make decisions accurately when managing construction projects. In this regard, this paper presents a new computer simulation model - the Repetitive Schedule Risk Analysis Model (RSRAM) - to evaluate unit-based repetitive building project schedules under uncertainty when activity durations and risk factors are correlated. The proposed model utilizes Monte Carlo Simulation and a Critical Path Method based repetitive scheduling procedure. This new procedure concurrently provides the utilization of resources without interruption and the maintenance of network logic through successive units. Furthermore, it enables assigning variable production rates to the activities from one unit to another and any kind of relationship type with or without lag time. Details of the model are described and an example application is presented. The findings show that the model produces realistic results regarding the extent of uncertainty inherent in the schedule.

Bragg-curve simulation of carbon-ion beams for particle-therapy applications: A study with the GEANT4 toolkit

  • Hamad, Morad Kh.
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제53권8호
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    • pp.2767-2773
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    • 2021
  • We used the GEANT4 Monte Carlo MC Toolkit to simulate carbon ion beams incident on water, tissue, and bone, taking into account nuclear fragmentation reactions. Upon increasing the energy of the primary beam, the position of the Bragg-Peak transfers to a location deeper inside the phantom. For different materials, the peak is located at a shallower depth along the beam direction and becomes sharper with increasing electron density NZ. Subsequently, the generated depth dose of the Bragg curve is then benchmarked with experimental data from GSI in Germany. The results exhibit a reasonable correlation with GSI experimental data with an accuracy of between 0.02 and 0.08 cm, thus establishing the basis to adopt MC in heavy-ion treatment planning. The Kolmogorov-Smirnov K-S test further ascertained from a statistical point of view that the simulation data matched the experimentally measured data very well. The two-dimensional isodose contours at the entrance were compared to those around the peak position and in the tail region beyond the peak, showing that bone produces more dose, in comparison to both water and tissue, due to secondary doses. In the water, the results show that the maximum energy deposited per fragment is mainly attributed to secondary carbon ions, followed by secondary boron and beryllium. Furthermore, the number of protons produced is the highest, thus making the maximum contribution to the total dose deposition in the tail region. Finally, the associated spectra of neutrons and photons were analyzed. The mean neutron energy value was found to be 16.29 MeV, and 1.03 MeV for the secondary gamma. However, the neutron dose was found to be negligible as compared to the total dose due to their longer range.

2차원 레이다 간섭계에서 각도 추정 알고리즘의 각도 모호성 해소 성능 비교 (Performance Comparison to Solve Angle Ambiguity Needed to Angle of Arrival Estimation in 2D Radar Interferometer)

  • 조병래;이정수;이종민;선선구
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제23권3호
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    • pp.410-413
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    • 2012
  • 2차원 레이다 간섭계에서 표적의 공간 도달 각도를 추정하는 방법 중에서 1차원 알고리즘과 디지털 빔 포밍알고리즘, 위상차의 최소 자승 오차 알고리즘들의 각도 모호성 해소 성능을 비교한다. 위상 비교 모노 펄스 알고리즘의 경우, 2차원 레이다 간섭계에 적용하기 위해 방위각 방향과 고각 방향으로 각각 적용하였다. 성능 비교를 위해 Monte carlo 시뮬레이션 방법을 이용하여 2차원 레이다 간섭계에서 각도 추정 알고리즘 별 각도 모호성 해소 확률과 수행 시간을 비교하였다. 각도 모호성 해소 확률과 수행 시간을 고려할 때 위 여러 방법 중에서 위상 비교 모노 펄스 알고리즘이 실시간 신호 처리 분야에 가장 효율적임을 보여준다.

방위각 변화율을 이용한 방호용레이다 위협 판단 알고리즘 (Threat Decision Algorithm of Missile Warning Radar Using Azimuth Angular Rate)

  • 하종수
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.93-101
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    • 2008
  • It is difficult for a MWR(Missile Warning Radar) to perform a threat decision accurately since there is no tracking part which gives more accurate threat information to the MWR. In this paper, the threat decision algorithm is proposed using an azimuth angular rate to improve the accuracy. The azimuth angular rate is dependent upon the direction of an approaching target. The target is classified into a threat or non-threat using a boundary condition of the azimuth angular rate. The boundary condition is determined using the Monte-Carlo simulation. The performance of the proposed algorithm is evaluated using this condition at field tests of MWR. The efficiency of the proposed method for the threat decision is proved by comparing the results of field tests with the simulation results.