• 제목/요약/키워드: MD 시뮬레이션

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EDISON_CHEM 솔버 기반 Multiscale Simulation의 가능성 제시 : 메탄의 Coarse-grained Force Field 구축과 열역학적 물성 연구

  • 정진관
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제6회(2017년)
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    • pp.110-117
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    • 2017
  • Multiscale Simulation은 sub-nano scale의 전자 구조에서부터 macro scale의 multibody system에 이르기까지 다양한 시간/공간 스케일을 관통하는 시뮬레이션 기법이다. 즉, 전자수준에서의 변화로 인한 분자 전체의 구조 변화와 그에 따른 기능의 변화를 알 수 있는 simulation 방법으로 다양한 스케일에서 분자의 정보를 얻을 수 있다는 점에서 최근 중요하게 여겨지는 시뮬레이션 방법 중 하나이다. 따라서 본 연구에서는 몇 가지의 EDISON_CHEM 솔버들을 조합하여 Multiscale Simulation의 가능성을 제시하고자 한다. 또한, 세부적으로 양자계산 시에 어떤 이론을 선택하여 계산하면 더 정확한지, basis set 선택 시 발생하는 basis set superposition error(BSSE)로 인한 분자 수준의 물성의 오차는 어느정도 인지 알아보고자 했다. 본 연구에서는 비교적 간단하지만 온실 가스이자 에너지원으로 각광받고 있는 메탄을 대상으로 하였다. 다양한 시공간 스케일을 다루는 에디슨 솔버들 중에 양자 수준의 계산을 할 수 있는 솔버로는 "GAMESS"를 이용했고, 이 결과를 통해 분자 수준의 물성을 알아보기 위한 솔버로는 "사용자 지정 역장을 사용한 일반 분자동력학(general_MD)"과 "두가지 서로 다른 종류의 LJ입자에 대한 분자동력 시뮬레이션 프로그램(sejong_lj))"을 이용했다. 메탄의 상 전이 과정에 대한 연구 결과 Hartree fock (HF) self-consistent theory를 통해 얻은 force field 보다는 Second-order Møller-Plesset (MP2) perturbation theory로 얻은 force field가 더 정확한 상 전이 온도를 예측한다는 것을 메탄의 coarse-grained simulation을 통해 알 수 있었다. 또한, MP2 이론으로 구한 force field에서 BSSE를 보정해주면 실험적으로 구한 메탄의 상 전이 온도와 더 근사한 값의 시뮬레이션 결과를 얻을 수 있었다. 이를 통해 전자 간의 상호작용을 더 정교하게 계산하는 MP2 이론으로 force field를 구해서 BSSE를 보정해주면 계산의 결과가 정확해진다는 것을 알 수 있었으며 이것이 EDISON_CHEM의 솔버들로 가능하다는 것을 제시하였다.

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다양한 용매 속 NaCl 의 분자 동역학 시뮬레이션 : Umbrella sampling 을 이용한 Potential of Mean Force 계산

  • 조윤주;장락우
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제5회(2016년)
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    • pp.120-125
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    • 2016
  • 용매화 된 이온들간의 상호작용은 화학을 비롯한 여러 분야에서 중요하게 다뤄지고 있다. 계산화학에 있어 다양한 용매에 용매화 된 이온들간의 상호작용은 분자동력학 시뮬레이션(MD)을 이용한 PMF 계산을 통해 많이 연구되어 왔는데, 본 그룹에서는 물을 표현할 수 있는 다양한 모델과 Salt solution 하에 Na+ 이온과 Cl- 이온 사이 상호작용을 PMF 계산을 통해 알아보았다. 첫 번째로 Polarizable water model인 Tip4p-fq를 사용한 PMF 계산 결과는 아직 진행 중에 있으며 결과적으로는 기본적으로 CHARMM water force field에서 제공해주는 Tip3p 모델 및 양자계산 방법 중 하나인 Ab initio를 이용한 결과와 비교, 분석 할 예정이다. 두 번째로 1M/2M/5M Salt solution의 서로 다른 농도를 사용하여 시뮬레이션 한 결과 1M과 2M에서는 물 속에서 시뮬레이션 한 결과와 큰 차이가 없었으나 농도가 짙은 5M 용매 내에선 $Na^+$이온과 $Cl^-$이온 사이 거리가 멀어질수록 주변 Salt에 영향을 받는 것을 확인 할 수 있었다. 결론적으로 본 연구를 진행함으로써 우리는 서로 다른 전하를 갖는 이온 사이 상호작용에 대한 이해를 더 높일 수 있었다.

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COPINO 전자문서를 위한 보안 메커니즘의 설계 및 구현 (A Design and Implementation of Security Mechanism for COPINO EDI)

  • 오천보;이인실;이경현
    • 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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    • 한국멀티미디어학회 1998년도 춘계학술발표논문집
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    • pp.228-233
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    • 1998
  • 본 논문에서는 평문 COPINO 전자문서의 기밀성 제공을 위해 기존의 UN/EDIFACT 보안 기법을 수정하여 재설계한 후 이를 구현하였다. 또한 전자서명의 효율성 증대를 위해 사용되는 해쉬함수를 기존 UN/EDIFACT에서 제공하는 MD5대신 안전성이 보다 증대된 CMDx를 사용하여 구현하였다. 사용된 보안 메커니즘들은 수행속도측면에서 기존 방식과 거의 차이가 없으므로 안전성 측면에서 효과적임을 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

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공개키 알고리듬을 이용한 분산 컴퓨터망에서의 인증 방식 (Authentication for Distributed Computer Network Using Public Key Algorithm)

  • 염홍열;백종현;김창련;김성우
    • 한국정보보호학회:학술대회논문집
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    • 한국정보보호학회 1996년도 종합학술발표회논문집
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    • pp.190-204
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    • 1996
  • 분산 컴퓨터망에서의 고객과 서버간의 서비스는 인증이 완료된 후 제공되어야 한다. 분산망에서의 지금까지 알려진 대표적인 인증 시스템은 Kerberos 인증 기법이다. 현재 Kerberos 인증 방식에서는 대칭형 알고리듬인 DES 알고리듬과 패스워드에 바탕을 두고 있다. 그러나 여기서는 DES 의 채용으로 인한 안전성 문제와 영역(Realm) 간 인증 정보교환시 복잡한 키 관리가 요구되는 단점이 있다. 본 논문에서는 Kerberos 인증 방식이 갖는 문제점을 분석하고, 이를 바탕으로 공개키 알고리듬을 이용한 인증 구조를 제안한다 또한 IDEA 를 이용한 인증 방식과 공개키 암호 알고리듬을 이용한 인증 방식을 시뮬레이션한다. 시뮬레이션에 이용된 C 루틴은 64 비트 IDEA 루틴, 128 비트 MD5 루틴, 고속의 지수 연산 루틴, 768 비트 지수 연산 루틴, 그리고 RSA 암호키 생성 루틴 등이다. 본 논문의 결과는 분산 컴퓨터 망에서의 인증 시스템 설계시 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

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동기식 정보보호시스템 분석 (Analysis on the Secure SDH Multiplexer)

  • 염흥열;김춘수;이홍섭
    • 한국정보보호학회:학술대회논문집
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    • 한국정보보호학회 1995년도 종합학술발표회논문집
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    • pp.375-392
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    • 1995
  • 본 고에서는 기존의 동기식 전송망과 다중시스템의 구조를 분석하고, 이를 바탕으로 동기식 다중 시스템에 정보보호 서비스를 부가한 동기식 정보보호 시스템을 위한 요구 사항, 정보보호 서비스, 그리고 서비스를 실현하기 위해 요구되는 정보보호 메카니즘 등을 제시한다. 제시된 정보보호 메니즘은 정보보호 시스템을 위한 요구 사항을 만족하므로 동기식 정보보호 시스템 실현시 유용하게 활용될 수 있다. 또한 동기식 정보보호 시스템을 실현하기 위한 세부 구성도를 제안하고 관련 부분의 기능을 구체적으로 제시한다. 제안된 구조는 기존의 동기식 다중 시스템과 호환성이 있게 연동될 수 있고 기존의 동기식 다중시스템에 최소로 변경하여 실현될 수 있음을 확인한다. 그리고 RSA 와 MD5 알고리즘을 이용한 공개키 증명서를 C 언어로 실현하고 이를 시뮬레이션한다. 시뮬레이션 결과 공개키 증명서가 동기식 정보보호시스템에서 요구되는 성능을 만족함을 확인한다.

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QoS 기반의 웹 프로세스 조합 방법론 및 지원도구의 개발 (QoS-based Web Service Composition Methodology md Tool)

  • 김원상;장희정;이강선
    • 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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    • 한국시뮬레이션학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.134-138
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    • 2005
  • 기능적 제한이 있는 하나의 웹 서비스는 다른 기능의 여러 웹 서비스들과 다양한 형태로 조합되어 웹 프로세스(Web Process)를 만들게 된다. 이를 통해 개발에 소요되는 비용과 시간을 줄이고 사용자의 요구사항을 만족시키는 서비스의 유연한 조합이 가능하다. 웹 프로세스의 조합 및 통합 시에 중요한 것은 보다 효과적이고 높은 품질의 서비스를 제공할 수 있도록 하는 것이다. 웹 서비스의 조합과 QoS(Quality of Service) 평가 및 보장에 관한 기존 연구는 사용자가 자신의 QoS 요구사항을 만족하는 웹 서비스를 직접 찾아야 하고, 조합된 웹 프로세스가 원하는 QoS를 만족할 때까지 반복적인 수작업을 수행해야 하는 비효율적인 측면이 있었다. 본 논문에서는 사용자가 조합한 웹 프로세스의 QoS를 분석하고 사용자의 QoS 요구사항에 부합하는 웹 서비스를 지능적으로 찾아주는 QoS 기반 웹 서비스 조합 방법론 및 지원도구를 소개한다. 제안된 도구를 통해 Activity Diagram의 형태로 프로세스를 구성하고 구성된 프로세스의 QoS를 분석하여 QoS 요구사항을 만족하는 웹 프로세스를 효율적으로 구성할 수 있다.

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나노클레이/에폭시 나노-복합재료의 기계적 및 흡습 특성에 관한 연구 (Study of Mechanical and Hygroscopic Characteristics of Nanoclay/Epoxy Nanocomposites)

  • 김도형;김정규;김학성
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제40권2호
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    • pp.139-145
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    • 2016
  • 본 연구에서는 나노클레이 함량에 따른 나노클레이-에폭시 나노복합재료의 흡습 특성 및 기계적 특성을 실험을 통해 분석하였다. 나노복합재료의 흡습 시험, 인장시험 및 접착조인트를 나노클레이 함량에 따라 구성하였으며 이를 통해 수분 포화도, 수분 확산 계수, 인장 강도 및 접착 강도와 같은 특성을 파악 할 수 있었다. 또한 나노클레이 및 에폭시 재료를 분자단위로 모델링하여 재료의 흡습 특성변화의 매커니즘을 분석할 수 있는 분자동역학 시뮬레이션을 수행하였으며 그 결과를 실험결과와 비교하여 고찰하였다. 본 연구에서 제안된 분자동역학 시뮬레이션 기법은 흡습특성의 변화를 성공적으로 예측할 수 있었으며, 추후 다른 나노-복합재료의 연구에도 널리 활용될 것이라 기대된다.

NM-MMA 적응 등화 알고리즘에서 Scaling Factor에 의한 성능 변화 (A Performance Variation by Scaling Factor in NM-MMA Adaptive Equalization Algorithm)

  • 임승각
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제18권2호
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    • pp.105-110
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    • 2018
  • 본 논문에서는 NM-MMA (Novel Mixed-Multi Modulus Algorithm) 알고리즘에서 mixed 비용 함수를 얻기 위한 scaling factor값에 의한 적응 등화 성능을 비교하였다. NM-MMA의 mixed 비용 함수는 MMA와 SE-MMA 비용 함수에서 gradient vector를 적절한 scaling factor 가중치 합으로 구성되며, 이를 이용하여 탭 계수 갱신을 하므로서 기존 방식들의 수렴 속도와 MSE양을 개선할 수 있다. 논문에서는 scaling factor를 변화시킬 때 동일한 채널과 스텝 크기 및 신호대 잡음비의 환경에서 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하여 등화기 출력 성상도, 잔류 isi, MD, MSE 및 SER 성능을 비교하였다. 컴퓨터 시뮬레이션의 결과 MMA 비용 함수의 가중치가 SE-MMA 비용 함수의 가중치보다 큰 경우에는 성능 지수의 잔여량에서 우월하며, 그 반대의 경우 수렴 속도가 개선됨을 확인하였다.

QAM 신호에서 mDSE-MMA 적응 등화 알고리즘의 성능 평가 (A Performance Evaluation of mDSE-MMA Adaptive Equalization Algorithm in QAM Signal)

  • 임승각
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제20권2호
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    • pp.103-108
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    • 2020
  • 본 논문은 QAM 신호 전송시 부가 잡음, 부호간 간섭 및 페이딩등 비선형 통신 채널에서 발생되는 찌그러짐을 줄일 수 있는 mDSE-MMA (modified Dithered Signed Error-MMA) 적응 등화 알고리즘의 성능 평가에 관한 것이다. DSE-MMA 적응 등화 알고리즘은 기존 MMA의 연산량을 줄일 수 있지만, 이로 인하여 등화 성능의 열화되는 문제점이 있다. 이런 DSE-MMA의 성능 열화를 개선하기 위하여 mDSE-MMA는 적응을 위한 스텝 크기를 등화기의 출력이 송신 신호점을 중심으로 임의 반경내의 존재 여부에 따라 조절하게 된다. 제안 mDSE-MMA 알고리즘의 성능을 기존 DSE-MMA 알고리즘의 성능 평가를 위하여 동일한 채널과 잡음 환경하에서 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였으며, 이를 위한 지수로는 수신측에서의 등화기 출력 신호인 복원된 신호 성상도, 수렴 성능을 나타내는 잔류 isi, MD 및 MSE learning 곡선과 SER을 사용하였다. 시뮬레이션 결과 모든 성능 지수에서 mDSE-MMA가 DSE-MMA 보다 우월함을 확인하였다.

큰 알루미늄 덩어리 증착(large aluminum cluster deposition)에 관한 분자동력학 시뮬레이션

  • 강정원;최기석;문원하;변기량;최재훈;김태원;이강환;강유석;황호정
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.168-168
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    • 2000
  • Yamada 등의 덩어리 증착에 관한 연구 이후 낮은 기판 온도에서 결정성이 뛰어난 금속박막성장(thin film growth)을 얻을 수 있는 방법으로 최근 덩어리 증착(cluster depositon) 방법에 관하여 많은 연구들이 진행되어 덩어리 충돌이 원자 충돌인 경우와 큰 차이를 보이는 결과를 얻었으며, 덩어리 증착시 기판 내부에 점결함(point defect)이 발생되지 않는다는 중요한 결과를 얻었다. 금속 덩어리를 사용한 금속박막성장은 높은 박막성장속도와 뛰어난 구조 재배열 효과를 얻을 수 있으며 기판의 격자 손상을 감소시키기 때문에 향후 나노미터 소자 개발에 응용성이 클 것으로 예상된다. 그러나 금속 덩어리와 금속 표면사이의 상호작용에서 발생되는 기본적인 역학(mechanism)은 분명하게 알려져 있지 않다. 지금까지 알루미늄 덩어리의 원자구조와 특성에 관한 연구는 수행되어졌지만 (4,5), 알루미늄 덩어리 증착에 관한 연구는 수행되지 않았다. 본 연구에서는 13~177개로 이루어진 큰 알루미늄 덩어리들의 증착에 관하여 Md(molecular dynamics) 방법을 사용하여 연구하였다. MD 시뮬레이션을 사용하여 덩어리 증착시 기판 표면과의 충돌 초기에 나타나는 덩어리 내부 원자들의 상관충돌효과(correlated collisions effect)에 의하여 덩어리 크기에 따른 증착현상과 여러 물리적 현상들을 관찰하였다. 덩어리 총 에너지가 증가할수록 기판의 최고 온도는 증가하며, 덩어리 크기가 클수록 상관충돌효과가 커지기 때문에 덩어리의 총 에너지에 다른 최고 증가 비율은 적어졌다. 시간에 따른 비정렬 원자수(disordered atom number) 비교를 통하여 덩어리가 클수록 구조 재배열이 더 잘 이루어진다는 것을 알 수 있었고, 원자당 에너지가 클수록 덩어리 원자들이 기판 내부로 더 깊이 들어갔고, 덩어리 크기가 클수록 상관충돌효과로 인하여 덩어리 원자들이 기판 내부로 더 깊이 들어가는 것을 알 수 있었고, 덩어리 크기가 클수록 상관충돌효과는 커지고 더욱 부드러운 증착이 이루어졌으며, 무엇보다도 덩어리 증착시 표면에서 구조 재배열이 잘 이루어지는 특징을 살펴볼 수 있었다. 이러한 알루미늄 덩어리를 생성하여 증착할 수 있을 경우, 뛰어난 재배열 효과를 이용하여 품질이 향상된 반도체 소자를 제조할 수 있을 것으로 사료된다.

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