• 제목/요약/키워드: Far-field transport

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Physics of Solar Flares

  • Magara, Tetsuya
    • 천문학회보
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    • 제35권1호
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    • pp.26.1-26.1
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    • 2010
  • In this talk we outline the current understanding of solar flares, mainly focusing on magnetohydrodynamic (MHD) processes. A flare causes plasma heating, mass ejection, and particle acceleration which generates high-energy particles. The key physical processes producing a flare are: the emergence of magnetic field from the solar interior to the solar atmosphere (flux emergence), formation of current-concentrated areas (current sheets) in the corona, and magnetic reconnection proceeding in a current sheet to cause shock heating, mass ejection, and particle acceleration. A flare starts with the dissipation of electric currents in the corona, followed by various dynamic processes that affect lower atmosphere such as the chromosphere and photosphere. In order to understand the physical mechanism for producing a flare, theoretical modeling has been develops, where numerical simulation is a strong tool in that it can reproduce the time-dependent, nonlinear evolution of a flare. In this talk we review various models of a flare proposed so far, explaining key features of individual models. We introduce the general properties of flares by referring observational results, then discuss the processes of energy build-up, release, and transport, all of which are responsible for a flare. We will come to a concluding viewpoint that flares are the manifestation of the recovering and ejecting processes of a global magnetic flux tube in the solar atmosphere, which has been disrupted via interaction with convective plasma while rising through the convection zone.

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STATUS AND PERSPECTIVE OF TWO-PHASE FLOW MODELLING IN THE NEPTUNE MULTISCALE THERMAL-HYDRAULIC PLATFORM FOR NUCLEAR REACTOR SIMULATION

  • BESTION DOMINIQUE;GUELFI ANTOINE;DEN/EER/SSTH CEA-GRENOBLE,
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제37권6호
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    • pp.511-524
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    • 2005
  • Thermalhydraulic reactor simulation of tomorrow will require a new generation of codes combining at least three scales, the CFD scale in open medium, the component scale and the system scale. DNS will be used as a support for modelling more macroscopic models. NEPTUNE is such a new generation multi-scale platform developed jointly by CEA-DEN and EDF-R&D and also supported by IRSN and FRAMATOME-ANP. The major steps towards the next generation lie in new physical models and improved numerical methods. This paper presents the advances obtained so far in physical modelling for each scale. Macroscopic models of system and component scales include multi-field modelling, transport of interfacial area, and turbulence modelling. Two-phase CFD or CMFD was first applied to boiling bubbly flow for departure from nucleate boiling investigations and to stratified flow for pressurised thermal shock investigations. The main challenges of the project are presented, some selected results are shown for each scale, and the perspectives for future are also drawn. Direct Numerical Simulation tools with Interface Tracking Techniques are also developed for even smaller scale investigations leading to a better understanding of basic physical processes and allowing the development of closure relations for macroscopic and CFD models.

Physics of Solar Flares

  • Magara, Tetsuya
    • 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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    • 한국우주과학회 2010년도 한국우주과학회보 제19권1호
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    • pp.25.1-25.1
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    • 2010
  • This talk outlines the current understanding of solar flares, mainly focusing on magnetohydrodynamic (MHD) processes. A flare causes plasma heating, mass ejection, and particle acceleration that generates high-energy particles. The key physical processes related to a flare are: the emergence of magnetic field from the solar interior to the solar atmosphere (flux emergence), formation of current-concentrated areas (current sheets) in the corona, and magnetic reconnection proceeding in current sheets that causes shock heating, mass ejection, and particle acceleration. A flare starts with the dissipation of electric currents in the corona, followed by various dynamic processes which affect lower atmospheres such as the chromosphere and photosphere. In order to understand the physical mechanism for producing a flare, theoretical modeling has been developed, in which numerical simulation is a strong tool reproducing the time-dependent, nonlinear evolution of plasma before and after the onset of a flare. In this talk we review various models of a flare proposed so far, explaining key features of these models. We show observed properties of flares, and then discuss the processes of energy build-up, release, and transport, all of which are responsible for producing a flare. We come to a concluding view that flares are the manifestation of recovering and ejecting processes of a global magnetic flux tube in the solar atmosphere, which was disrupted via interaction with convective plasma while it was rising through the convection zone.

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Subsurface structure of a sunspot inferred from umbral flashes

  • Cho, Kyuhyoun
    • 천문학회보
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    • 제46권2호
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    • pp.79.4-80
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    • 2021
  • Sunspots' subsurface structure is an important subject to explain their stability and energy transport. Previous studies suggested two models for the subsurface structure of sunspots: monolithic model and cluster model. However, it is not revealed which model is more plausible so far. We obtain clues about the subsurface structure of sunspots by analyzing the motion of umbral flashes observed by the IRIS Mg II 2796Å slit-jaw images (SJI). The umbral flashes are believed as shock phenomena developed from upward propagating slow magnetohydrodynamic (MHD) waves. If the MHD waves are generated by convective motion below sunspots, the apparent origin of the umbral flashes known as oscillation center will indicate the horizontal position of convection cells. Thus, the distribution of the oscillation centers is useful to investigate the subsurface structure of sunspots. We analyze the spatial distribution of oscillation centers in the merged sunspot. As a result, we found that the oscillation centers distributed over the whole umbra regardless of the convergent interface between two merged sunspots. It implies that the subsurface structure of the sunspot is not much different from the convergent interface, and supports that many field-free gaps may exist below the umbra as the cluster model expected. For more concrete results, we should confirm that the oscillation centers determined by the umbral flashes accurately reflect the position of wave sources.

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LNAPL에 의한 소수성 유기오염물질의 지하환경 내 이동성 변화가 위해성 증가에 미치는 영향: p-xylene과 benz[a]anthracene의 경우 (Enhanced Transport and Risk of a Highly Nonpolar Pollutant in the Presence of LNAPL in Soil-groundwater System: In Case of p-xylene and benz[a]anthracene)

  • 류혜림;한준경;김영진;남경필
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제12권4호
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    • pp.25-31
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    • 2007
  • 물질 간 상호작용이 위해도에 많은 영향을 미칠 수 있다는 것은 널리 알려져 있지만 이를 위해성평가에 적용할 수 있는 방안은 아직 미미한 실정이다. 본 연구에서는 p-xylene이 토양 내에 존재할 때, 대수층으로의 이동성이 극히 제한적인 benz[a]anthracene (BaA)의 지하수로의 이동성 증가를 확인하고 그 증가된 위해도를 산정하기 위하여, 지하 환경을 모사한 셀을 제작하여 실험을 수행하였으며, 이를 해석하는 간단한 물질이동 모델을 개발하였다. 셀 실험 결과 BaA의 이동성은, BaA와 p-xylene이 혼합물질로 동시에 존재하는 경우에, BaA만으로 오염되어 있는 경우보다 월등히 높았다. 후자의 경우는 강우에 의한 이동이 주요 이동기작이었으며 그 정도는 아주 미미하였다. Defined Time Steps (DTS)을 이용하여 개발된 오염물질 이동모델은 두 물질 모두 실험결과와 유사한 경향을 보이며 변하는 것을 확인하였으나, 더욱 정확한 예측을 위하여 모델의 수정, 보완작업이 계속되고 있으며 이는 다음 연구의 주제가 될 것이다. 실험실 규모의 셀 실험의 경우 모세관대가 물질이동에 중요한 역할을 하기 때문에 실험실 규모의 시뮬레이션에서는 모세관대 모듈을 적용하는 것이 보다 적합한 것으로 나타났다. 현장규모 오염에서의 모델링 결과를 토대로 위해도를 산정하고 비교한 결과, 지하수 섭취를 통한 BaA의 발암위해도는 NAPL이 존재할 때, 존재하지 않을 때보다, 약 15${\sim}$87배 크게 계산되었다. NAPL이 존재하지 않는 경우 BaA의 지중 이동속도는 매우 느리며, 실제 오염현장의 경우 이동 과정에서 물질분해가 일어나므로 NAPL의 존재 여부에 따른 실제 위해도 차이는 더 크게 발생할 것으로 예상된다.

불균질도가 높은 대수층내에서의 비에르고딕 용질이동에 관한 수치 시뮬레이션 (Numerical Simulajtions of Non-ergodic Solute Transport in Strongly Heterogeneous Aquiferss)

  • 서병민
    • 지질공학
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    • 제15권3호
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    • pp.245-255
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    • 2005
  • 균일한 지하수 유속을 가진 불균질한 등방성 대수층 내에서 정류상태로 흐르는 지하수의 흐름과 함께 이동해가는 비반응성 오염물질에 대한 삼차원 몬테카를로 시뮬레이션이 시행되었다. 로그-정규적으로 분포되어 있는 수리 전도도 K(x)가 임의 장으로 설정되었으며 시뮬레이션 동안에 발생 할 수 있는 불확실성을 감소하기 위해 여러 가지 방법들이 시도되었다. 3,200개 오염 운들에 대한 이차공간적률의 집합적평균 $$lt;S_{ij}'(t',l')$gt;$, 그리고 오염 운중심분산 $$lt;R_{ij}'(t',l')$gt;$이 각기 다른세가지 불균질도 $\omega^2_y1.0,$ 2.5 및 5.0에 대해서 시뮬레이션 되었으며 또한 각기 다른 크기의 평균속도에 수직방향인 선형초기오염원( l=1.5 및 10)에 대해서 입자추적이 행하여 졌다 시뮬레이션된 무차원 종적률들은 일차 근사법에 의한 비에르고딕 이론적 결과와 비교적 잘 일치 하나 시뮬레이션된 무차원 횡적률들은 일차근사법에 의한 이론적 결과들과 잘 일치하지 않으며 특히 불균질도가 큰 대수층에 대해서 그리고 초기 선형오염운의 크기가 작은 무차원 횡이차공간적률에 대해서 뚜렷하게 저평가 했다. 시뮬레이션된 집합적 평균이차적률은 에르고딕 상태에 도달하지 못했으며 일차근사법에 의한 에르고딕 용질 이동에 관한 횡이차공간적률은 시뮬레이션 결과를 저평가 했음을 보인다.

유해 무기질의 자연정화 : 지화학적 고찰 (NATURAL ATTENUATION OF HAZARDOUS INORGANIC COMPONENTS: GEOCHEMISTRY PROSPECTIVE)

  • Lee, Suk-Young;Lee, Chae-Young;Yun, Jun-Ki
    • 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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    • 대한자원환경지질학회 2002년도 제18차 공동학술강연회 자연저감고 지질학 (대한 자원 환경지질학회)
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    • pp.81-100
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    • 2002
  • While most of regulatory communities in abroad recognize ' 'natural attenuation " to include degradation, dispersion, dilution, sorption (including precipitation and transformation), and volatilization as governing Processes, regulators prefer "degradation" because this mechanism destroys the contaminant of concern. Unfortunately, true degradation only applies to organic contaminants and short- lived radionuclides, and leaves most metals and long-lived radionuclides. The natural attenuation Processes may reduce the potential risk Posed by site contaminants in three ways: (i)contaminants could be converted to a less toxic form througy destructive processes such as biodegradation or abiotic transformations; (ii) potential exposure levels may be reduced by lowering concentrations (dilution and dispersion); and (iii) contaminant mobility and bioavailability may be reduced by sorption to geomedia. In this review, authors will focus will focul on "sorption" among the natural attenuation processes of hazardous inorganic contaminants including radionuclides. Note though that sorption and transformation processes of inorganic contaminants in the natural setting could be influenced by biotic activities but our discussion would limit only to geochemical reactions involved in the natural attenuation. All of the geochemical reactions have been studied in-depth by numerous researchers for many years to understand "retardation" process of contaminants in the geomedia. The most common approach for estimating retardation is the determination of distrubution coefficiendts ($K_{d}$) of contaminants using parametric or mechanistic models. As typocally used in fate and contaminant transport calculations such as predictive models of the natural attenuation, the $K_{d}$ is defined as the ratio of the contaminant concentration in the surrounding aqueous solution when the system is at equilibrium. Unfortunately, generic or default $K_{d}$ values can result in significant error when used to predict contaminant migration rate and to select a site remediation alternative. Thus, to input the best $K_{d}$ value in the contaminant transport model, it is essential that important geochemical processes affecting the transport should be identified and understood. Precipitation/dissolution and adsorption/desorption are considered the most important geochemical processes affecting the interaction of inorganic and radionuclide contaminants with geomedia at the near and far field, respectively. Most of contaminants to be discussed in this presentation are relatively immobile, i.e., have very high $K_{d}$ values under natural geochemical environments. Unfortunately, the obvious containment in a source area may not be good enough to qualify as monitored natural attenuation site unless owner demonstrate the efficacy if institutional controls that were put in place to protect potential receptors. In this view, natural attenuation as a remedial alternative for some of sites contaminated by hazardous-inorganic components is regulatory and public acceptance issues rather than scientific issue.

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국제법상 항공법과 우주법의 비교연구 (A Comparative Study of Air Law and Space Law in International Law)

  • 김한택
    • 항공우주정책ㆍ법학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.83-109
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    • 2008
  • 항공법과 우주법은 상호 관련성이 많으면서도 각자의 영역에서 꾸준하게 발전하여 왔다. 특히 국제법분야에서 두 분야의 발전은 괄목할 만하다. 항공법은 '항공공법'(public air law)과 '항공형법'(criminal air law) 그리고 '항공사법'(private air law)을 총칭하는 분야이다. 간혹 '항공운송법'(air transportation law)이라는 용어가 항공법을 대신하는 것처럼 사용되기도 하나 이것은 항공시점의 일부이다. 항공법 분야를 이해하기 위해서는 일반적인 법이론, 국내법, 유럽연합(EU)법, 학자들의 이론과 사례를 연구해야 하는 반면, 우주법의 경우는 우주조약을 비롯한 우주관련협약의 연구에만 제한되는 한계가 있다. 최근에 와서야 우주에 관한 국내법들이 제정되기 시작하였고, 우주법관련 사례들도 항공법에 비해 매우 적은 편이다. 본 연구는 이러한 두영역을 상호 비교하면서 차이점을 발견하고 21세기 항공법과 우주법의 발전과제들을 점검하고자 하는데 그 의의가 있다. 항공법과 우주법의 몇 가지 주제별 차이점에 관하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있다. 첫째, 항공분야에서는 공기구인 ICAO뿐만 아니라 사기구인 IATA도 제반 항공업무를 원활하게 하도록 하고 있는데 반해, 우주법은 COPUOS라고 하는 일종의 UN내의 위원회를 통하여 주로 법제정이 이루어지는 면에서 항공법보다는 매우 미흡한 단계에 있다. 우주활동이 활발해짐에 따라서 우주문제를 보편적으로 다룰 국제우주기구(International Space Organization)의 설립을 준비할 필요가 제기된다. 둘째, 항공법이 국가항공기 내지는 군용항공기를 제외하고 민간항공기에만 적용되고 있는 반면, 우주법은 모든 우주활동에 적용시키므로 민간우주선 뿐만 아니라 국가 우주선에 모두 적용되고 있다는 점에 큰 차이점이 발견된다. 이 문제도 우주활동이 점차 상업화함에 따라 민간우주선에만 적용되는 우주법제정이 필요한 시기가 도래할 것이다. 셋째, 국가주권면에서 볼 때 항공법에서는 영공주권이 매우 배타적으로 행사되고 있는 반면에 우주법에서는 국가들이 달과 모든 천체에 관한 우주활동에 관하여 자유를 가질 뿐만 아니라 천체를 전유할 수 없음을 천명하고 있고, 심지어는 1979년 달조약에서는 달과 다른 천체를 인류공동유산영역으로 선언하고 있다. 그러나 영공과 우주의 경계획정은 아직 확립되지 못한 상황은 서로 다른 법영역을 이해하는데 상당한 혼선을 빚고 있다. 마지막으로 책임문제에 관한 항공법과 우주법의 접근법은 항공법의 경우 항공운송이 활발해지고 발전됨에 따라 승객을 보호하는 법체제가 점차 발전되고 있고 지상손해에 관한 법규도 점차 발전되어 가고 있는 반면에 우주법에서는 우주운송법이 탄생되기에는 아직도 멀다고 할 수 있는데, 최근 러시아와 미국에서 우주관광객을 모집하여 우주산업을 마케팅화하고 현 시점에서 우주승객보호를 위한 국제법제정준비를 할 단계라고 생각한다. 우주활동에서의 책임문제는 항공법에서 절대책임원칙을 적용하는 지상손해에 대한 책임문제에 상당히 접근하고 있다.

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Mixed-mode simulation을 이용한 4H-SiC DMOSFETs의 채널 길이에 따른 transient 특성 분석 (Mixed-mode simulation of transient characteristics of 4H-SiC DMOSFETs)

  • 강민석;최창용;방욱;김상철;김남균;구상모
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.131-131
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    • 2009
  • Silicon Carbide (SiC) is a material with a wide bandgap (3.26eV), a high critical electric field (~2.3MV/cm), a and a high bulk electron mobility ($\sim900cm^2/Vs$). These electronic properties allow high breakdown voltage, high-speed switching capability, and high temperature operation compared to Si devices. Although various SiC DMOSFET structures have been reported so far for optimizing performances, the effect of channel dimension on the switching performance of SiC DMOSFETs has not been extensively examined. This paper studies different channel dimensons ($L_{CH}$ : $0.5{\mu}m$, $1\;{\mu}m$, $1.5\;{\mu}m$) and their effect on the the device transient characteristics. The key design parameters for SiC DMOSFETs have been optimized and a physics-based two-dimensional (2-D) mixed device and circuit simulator by Silvaco Inc. has been used to understand the relationship. with the switching characteristics. To investigate transient characteristic of the device, mixed-mode simulation has been performed, where the solution of the basic transport equations for the 2-D device structures is directly embedded into the solution procedure for the circuit equations. We observe an increase in the turn-on and turn-off time with increasing the channel length. The switching time in 4H-SiC DMOSFETs have been found to be seriously affected by the various intrinsic parasitic components, such as gate-source capacitance and channel resistance. The intrinsic parasitic components relate to the delay time required for the carrier transit from source to drain. Therefore, improvement of switching speed in 4H-SiC DMOSFETs is essential to reduce the gate-source capacitance and channel resistance.

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에어컨 실내기의 공력소음 예측을 위한 RANS 난류모델의 성능 평가 (PERFORMANCE ASSESSMENT OF THE RANS TURBULENCE MODELS IN PREDICTION OF AERODYNAMIC NOISE FOR AIR-CONDITIONER INDOOR UNIT)

  • 민윤홍;강성원;허남건;이창훈;박정택
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.81-86
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    • 2012
  • The objective of the present study is to investigate the effects of various turbulence models on the aerodynamic noise of an air-conditioner (AC) indoor unit. The results from URANS (unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes) simulations with the standard k-$\varepsilon$, k-$\omega$ shear stress transport (SST) and Spalart-Allmaras (S-A) turbulence models were analyzed and compared with the noise data from the experiments. The frequency spectra of the far-field acoustic pressure were computed using the Farrasat equation derived from the Ffowcs Williams-Hawkings (FW-H) equation based on the acoustic analogy model. Two fixed fan casings and the rotating cross-flow fan were used as the source surfaces of the dipole noise in the Farrasat equation. The result with the standard k-$\epsilon$ model showed a much better agreement with the experimental data compared to the k-w SST and S-A models. The differences in the pressure spectra from the different turbulence models were discussed based on the instantaneous vorticity fields. It was found that the over-estimated power spectra with the k-w SST and S-A models are related to the emphasized small-scale vortices produced with these models.