• Title/Summary/Keyword: Monte Carlo 해석

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자유분자 Monte Carlo 유동해석에 의한 터보분자펌프 성능 평가

  • Kim, In-Chan
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.08a
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    • pp.105.2-105.2
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    • 2013
  • 배기속도 2500 L/s, 최고진공도 10-10 mbar의 구현을 목표로 하는 대용량 복합 분자펌프 설계를 위한 3차원 유동해석을 실시하였다. 진공도가 10-5 mbar 이상이 되는 고진공도에서는 Knudsen 수가 102 이상이 되어러 분자간 충돌을 거의 무시할 수 있게 되며, 이때의 유체해석 방법으로서는 통상 희박기체 해석법으로 많이 쓰이는 Direct simulation Monte Carlo 방법보다, 충돌이 없는 분자의 자유운동을 모사하는 Monte Carlo 방법이 더 적합할 수 있다. 본 연구에서는 다단계 rotor와 stator로 구성되는 복합분자 내 유동장에 Monte Carlo 해석법을 적용하여 유동해석을 실시하였다. 다양한 변수의 조합에 대한 수치적 해석에서, 복합분자펌프의 성능에 영향을 미치는 중요한 설계변수는 rotor-stator의 날개각, 유동방향 회전축의 두께 변화 등, 진행방향 분자의 모멘텀에 직접적인 영향을 미치는 변수들임이 확인되었다.

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Turbomolecular Pump 내 Rotor-Stator의 형상 변화에 따른 유동의 수치적 해석

  • Kim, In-Chan
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2012.08a
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    • pp.98-98
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    • 2012
  • 최고진공도 10-10 mbar, 배기속도 2500 L/s를 구현할 대용량 복합 분자펌프(TMP) 설계를 위한 3차원 유동해석을 실시하였다. 진공도가 10-5 mbar 이상이 되는 고진공도에서는 Knudsen 수가 102~107에 이르러 분자간 충돌을 거의 무시할 수 있게 되며, 이때의 유체해석 방법으로서는 통상 희박기체 해석법으로 많이 쓰이는 Direct Simulation Monte Carlo (DSMC) 방법이나 Continuum fluid에 대한 Navier-Stokes 해석보다, 충돌이 없는 분자의 자유운동을 모사하는 Monte Carlo 방법이 더 적합할 수 있다. 본 연구에서는 다단계 rotor와 stator로 구성되는 복합분자 내 유동장에 Monte Carlo 해석법을 적용하여 유동해석을 실시하였다. 해석 방법의 타당성을 확인하기 위해 동일한 형상에 대해 Navier-Stokes 해석과 DSMC 해석을 병행하였다. 각각의 수치적 해석에서 공통적으로, TMP의 성능에 지배적인 영향을 미치는 설계변수는 rotor-stator의 날개각임이 확인되었고, 이 설계변수들의 최적값을 다양한 3차원 유동해석을 통해 도출하였다. 해석결과는 펌프설계에 적용되어 펌프 성능시험결과를 통해 확증된다.

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Statistical comparison analysis based on Monte Carlo simulation between PSD random analysis and it's equivalent static analysis for avionics equipment (Monte Carlo모의에 의한 항공전자장비의 PSD랜덤진동해석과 등가정적해석의 통계적 비교분석)

  • Park, Hee-Beom;Lee, Seok-Kyu;Yang, Sung-Cheol;Kim, Jin-Cheon
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 2008.04a
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    • pp.119-126
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    • 2008
  • 방위산업분야의 항공기용 전자장비는 신뢰성 설계를 위하여 MIL규격이나 실측된 PSD데이터를 이용하여 보수적으로 설계하는 것이 일반적이다. 하나의 프로젝트에서 개발되는 PCB는 수십 종에 이르고 그 장착위치나 설계변경이 병행되므로 PSD랜덤 진동해석의 대안으로 등가정적해석을 수행하게 된다. 등가정적해석결과의 보수성을 확인하기 위하여 PSD랜덤진동해석으로부터 추출된 정규분포를 갖는 각 방향 응력에 대해 Monte Carlo모의를 수행하여 결과를 비교분석하였다. 결론적으로 PSD랜덤진동 해석의 대안으로 등가정적해석결과의 유용성과 보수성을 통계적으로 비교하였고 실험을 통하여 결과의 타당성을 보였다.

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초고속 터보 분자펌프의 유동해석

  • Kim, In-Chan;Yun, Jun-Won
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2011.08a
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    • pp.90-90
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    • 2011
  • 배기속도 2,500 L/s, 최고진공도 10-10 mbar를 구현할 대용량 복합 분자펌프 설계를 위한 2차원과 3차원 형상을 대상으로 실시하였다. 진공도가 10-5 mbar 이상이 되는 고진공도에서는 Knudsen 수가 102~107에 이르러 분자간 충돌을 거의 무시할 수 있게 되며, 이때의 유체해석 방법으로서는 통상 희박기체 해석법으로 많이 쓰이는 Direct Simulation Monte Carlo (DSMC) 방법보다, 충돌이 없는 분자의 자유운동을 모사하는 Monte Carlo 방법이 더 적합하게 된다. 본 연구에서는 다단계 rotor와 stator로 구성되는 복합분자 내 유동장에 Monte Carlo 해석법과 DSMC 방법을 모두 적용하여 유동해석을 실시하였다. 먼저 2차원 모델에 대한 해석을 실시하여 분자펌프의 성능에 중요한 영향을 미치는 설계변수로 날개각과 날개간격이 현저함을 확인하였으며, 이 설계변수들이 펌프의 주요성능 지표인 최대펌핑효율과 최대압축비에 미치는 영향을 다양한 3차원 유동해석을 통해 도출하였다. 유동해석 결과, 기체분자와 rotor 날개사이의 충돌 확률을 높이는 방안이 대체적으로 펌프의 성능을 향상시키는데 도움이 되는 것으로 나타났다.

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Numerical Model for Flood Inundation Analysis in a River(II) : Uncertainty Analysis (하천 홍수범람해석을 위한 수치모형의 개발(II): 불확실도 해석)

  • Lee, Hong-Rae;Han, Geon-Yeon;Kim, Sang-Ho
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.31 no.4
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    • pp.429-437
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    • 1998
  • The numerical model named "DWOPER-LEV" for the uncertainty analysis of flood inundation is developed. DWOPER model is expanded to compute overtopping risks of levee and to predict the range of the possible flood extent. Monte-Carlo simulation is applied to examine the uncertainties in cross section geometry and Manning's roughness coefficient. The model is applied to an actual levee break of the South Han River. The risks of overtopping are computed and the possible range of inundated area and inundated depth are estimated.

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The Evaluation of Failure Probability for Rock Slope Based on Fuzzy Set Theory and Monte Carlo Simulation (Fuzzy Set Theory와 Monte Carlo Simulation을 이용한 암반사면의 파괴확률 산정기법 연구)

  • Park, Hyuck-Jin
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.23 no.11
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    • pp.109-117
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    • 2007
  • Uncertainty is pervasive in rock slope stability analysis due to various reasons and subsequently it may cause serious rock slope failures. Therefore, the importance of uncertainty has been recognized and subsequently the probability theory has been used to quantify the uncertainty since 1980's. However, some uncertainties, due to incomplete information, cannot be handled satisfactorily in the probability theory and the fuzzy set theory is more appropriate for those uncertainties. In this study the random variable is considered as fuzzy number and the fuzzy set theory is employed in rock slope stability analysis. However, the previous fuzzy analysis employed the approximate method, which is first order second moment method and point estimate method. Since previous studies used only the representative values from membership function to evaluate the stability of rock slope, the approximated analysis results have been obtained in previous studies. Therefore, the Monte Carlo simulation technique is utilized to evaluate the probability of failure for rock slope in the current study. This overcomes the shortcomings of previous studies, which are employed vertex method. With Monte Carlo simulation technique, more complete analysis results can be secured in the proposed method. The proposed method has been applied to the practical example. According to the analysis results, the probabilities of failure obtained from the fuzzy Monte Carlo simulation coincide with the probabilities of failure from the probabilistic analysis.

Comparison of Moment Method/Monte-Carlo Simulation and PO for Bistatic Coherent Reflectivity of Sea Surfaces (바다 표면의 Bistatic Coherent Reflectivity 계산을 위한 Monte-Carlo/모멘트 법과 PO 모델 비교)

  • Kim Sang-Keun;Oh Yi-Sok
    • The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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    • v.17 no.1 s.104
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    • pp.39-44
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    • 2006
  • This paper proposes a method of moments(MoM)/Monte-Carlo simulation and Physical Optics(PO) model to determine Bistatic Coherent Reflectivity of sea surfaces at various wind speeds. For the MoM simulation, a Gaussian random rough sea surface was generated based on the data of Tae-An ocean at various wind speeds and sea surface heights. The numerical results of the MoM/Monte Carlo simulations were used to verify the validity region of the PO model. It was found that the numerical result for a flat surface agrees quite well with the Fresnel reflection coefficient. The validity of the PO model on the rough sea surface is shown by using ray tracing method.

A numerical study of the performance of a turbomolecular pump (터보분자펌프의 성능해석에 관한 수치해석적 연구)

  • Hwang, Yeong-Gyu;Heo, Jung-Sik
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.20 no.11
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    • pp.3620-3629
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    • 1996
  • In the free molecular flow range, the pumping performance of a turbomolecular pump has been predicted by calculation of the transmission probability which employs the integral method and the test particle Monte-Carlo method. Also, new approximate method combining the double stage solutions, so called double-approximation, is presented here. The calculated values of transmission probability for the single stage agree quantitatively with the previous known numerical results. For a six-stage pump, the Monte-Carlo method is employed to calculate the overall transmission probability for the entire set of blade rows. When the results of the approximate method combining the single stage solutions are compared with those of the Monte-Carlo method at dimensionless blade velocity ratio C=0.4, the previous known approximate method overestimates as much as 34% than does the Monte-Carlo method. But, the new approximate method gives more accurate results, whose relative error is 10% compared to the Monte-Carlo method, than does the previous approximate method.

Research on the penetration depth of low-energy electron beam in the PMMA-resist film using Monte Carlo numerical analysis (Monte Carlo 수치해석법을 이용한 PMMA resist에서의 저 에너지 전자빔 투과 깊이에 관한 연구)

  • Ahn, Seung-Joon;Ahn, Seong-Joon;Kim, Ho-Seob
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.8 no.4
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    • pp.743-747
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    • 2007
  • There has been steady effect for the development of the electron-beam lithography technologies for the circuit patterning of the future semiconductor devices. In this study, we have performed a Monte-Carlo simulation whore $1{\times}10^4$ electrons with various kinetic energies (100eV, 300eV, 500eV, 700eV, and 1000eV) were shot into polymethyl methacrylate(PMMA) resist of 100-nm thickness. The penetration depth of each electron beam in the resist layer were analyzed using Gaussian analysis method.

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