본 논문에서는 단백질 분자 간의 인터페이스를 계산하는 알고리즘을 제안한다. 분자가 반데르바스 (van der Waals) 반경을 갖는 구의 집합으로 표현될 때, 공간 상의 한 점 p로부터 분자까지의 거리는 p로부터 가장 가까운 구까지의 거리에 대응한다. 분자 인터페이스는 두 개의 분자에 대해 같은 거리에 있는 점들로 구성된다. 제안된 알고리즘은 공간을 복셀의 집합로 분할한뒤, 각 복셀을 지나는 구의 위치 정보를 저장하여 복셀맵 (voxel map)을 구성하였다. 복셀맵을 이용하여 한 점으로부터 분자까지의 거리를 계산하며, GPU (graphic processor unit)를 이용하여 병렬처리를 수행함으로써 효율적으로 인터페이스를 근사한다.
In this paper, a description is given of finite element method (FEM) simulations of the elastic bending modulus of multi-layered graphene sheets that were carried out to investigate the mechanical behavior of graphene sheets with different gap thicknesses through molecular mechanics theory. The interaction forces between layers with various gap thicknesses were considered based on the van der Waals interaction. A finite element (FE) model of a multi-layered rectangular graphene sheet was proposed with beam elements representing bonded interactions and spring elements representing non-bonded interactions between layers and between diagonally adjacent atoms. As a result, the average elastic bending modulus was predicted to be 1.13 TPa in the armchair direction and 1.18 TPa in the zigzag direction. The simulation results from this work are comparable to both experimental tests and numerical studies from the literature.
이상기체방정식을 수정, 보완하는 방법으로 실제기체를 설명하려는 노력은 van der Waals eqn.이 후 100년이 지나도록 별 진전을 보이지 못하고 있다. 이제 기체란 연속적인 변화를 통해 액체가 되는 유체임에 근거하여 액체론으로부터 실제기체방정식을 유도하였다. 이 때 적용된 액체이론은 Roulette 이론적으로 액체분자를 퍼텐샬우물의 깊이에 따라 Einstein분자, Lennard-Jones분자, van der Waals 분자로 나누어 액체의 다양한 특성을 잘 설명해 준 바 있다. 이 이론을 통해 얻어진 기체상태방정식은 임계점의 경계조건과 반전온도의 실험값에서 a, b, n을 구하여 52가지의 물질에 대해 두루 통용되는 식임을 알 수 있었다. 또한 Dense gas, 초임계유체와 같이 밀도가 큰 영역에서도 잘 맞는 것을 알 수 있었다.
Lippin cott/schroeder 포텐샬 함수는 O-H---O와 같은 수소결합 시스템에 응용되고, 좋은 데이터를 주기 위하여 약간 수정된다. 이 모델의 사용은 Van der Waals 반발력과 정전기적 상호작용을 표현하는 항들을 요구하며, 이들 항들은 평형조건으로부터 결정된다. 이 간단한 모델을 사용하므로서, 주파수이동과 수소결합 형성의 엔탈피 관계는 직선이 될 것으로 예상되며, 이것은 문헌에 있는 실험적 결과와 일치한다는 것을 보여준다.
2,4-치환 또는 2,4,6-치환아니솔유도체들의 핵자기공명스펙트라를 조사하여 벤젠고리 수소의 화학적 이동 값을 검토하였다. 그 결과 2-치환기에 인접된 고리 수소의 화학적이동 값이 그 치환기의 안가려막기효과(Deshielding effect)에 의하여서 영향을 받고 있으며 그 정도가 치환기이 Van der Waals 반경에 비례하여 증가함을 관찰하였다. 이들 관찰결과를 종합 고찰하여서 2-치환기가 인접된 고리 수소의 반응성에 입체적인 방해효과를 미치고 있는 한가지 근거로서 해석하고자 하였다. 핵자기 공명스펙트라에서 얻은 자료를 제시 하였으며, 그 결과를 이 관점에서 논의하였다.
Graphite has hexagonal closed packing structure with two bonding characteristics; (1) van der waals bonding between c axis, and (2) covalent bonding in the a and b axis. The weak van der waals bonds cause self-lubricant property, and the strong covalent bonds cause excellent electric and thermal conductivity. Furthermore, graphite is chemically very inert because of the material composed of only carbon elements. Thus, graphite is very useful for mechanical sealing materials. However, Graphite have porous microstructure because starting materials of graphite produce many volatile during the manufacturing processes. This causes low density of graphite, which is unsuitable for the mechanical sealing materials. Thus, further impregnation process is generally needed to enhance the graphite density. In this work, high density graphite is prepared with the principle of densification when coke and pitch binder, prepared from thermal treatment of coal tar pitch, become dehydrogenation during graphitization or carbonization.
van der Waals식의 자유부피항, 강체구형입자에 대한 Carnahan-Starling식, 용액의 논랜덤 혼합을 고려한 Wilson식, NRTL식과 본 연구자의 식등을 사용하여 기체에 대한 여러 개의 새로운 상태방정식을 만들었다. 이 식들을 이용하여 순수 기체에 대한 압축인자를 계산하였고 이를 실험적인 Nelson-Obert 압축인자도표와 비교하였다. 분자의 논랜덤 분포를 고려하여 유도된 상태방정식들이 랜덤분포를 가정한 상태방정식보다 더 좋은 결과가 나왔다. 이를 통하여 분자의 논랜덤 분포가 상태방정식에 상당한 영향을 미친다는 것을 알 수 있다.
KIM, SOO JAE;PARK, GUNYEOP;PARK, HYUN SUN;KIM, MOO HWAN;BAEK, JEHYUN
Nuclear Engineering and Technology
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제47권6호
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pp.662-668
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2015
A suspension of titanium nanoparticles (Ti NPs) in liquid sodium (Na) has been proposed as a method to mitigate the violent sodium-water reaction (SWR). The interparticle potential between Ti NPs in liquid Na may play a significant role in the agglomeration of NPs on the reaction surface and in the bulk liquid Na, since the potential contributes to a reduction in the long-term dispersion stability. For the effective control of the SWR with NPs, a physical understanding of the molecular dynamics of NPs in liquid Na is key. Therefore in this study, the nonretarded Van der Waals model and the solvation potential model are employed to analyze the interparticle potential. The ab initio calculation reveals that a strong repulsive force driven by the solvation potential exceeds the interparticle attraction and predicts the agglomeration energy required for two 10-nm Ti NPs to be $4{\times}10^{-17}J$. The collision theory suggests that Ti NPs can be effective suppressors of the SWR due to the high energy barrier that prevents significant agglomeration of Ti NPs in quiescent liquid Na.
본 논문에서는 주어진 단백질 분자에 대해 3차원 보로노이 다이어그램을 계산하는 알고리즘을 제안한다. 분자는 반경이 서로 다른 구의 집합으로 표현되며, 각 구의 반경은 원자의 반데르바스 (van der Waals) 반경에 대응한다. 보로노이 다이어그램은 3차원 공간을 복셀(voxel)의 집합으로 분할한 뒤, 보로노이 다이어그램을 포함하는 복셀을 보수적으로 추출함으로써 구성된다. 분자의 계층적 성질을 이용하여 BVH(bounding volume hierarchy)를 구성하고, CUDA 프로그래밍을 통하여 그래픽 하드웨어 가속을 활용함으로써 계산 시간 효율성을 높인다. 공간이 최대 $2^{24}$개의 복셀로 분할될 경우, 단일 코어 CPU로 구현하는 알고리즘에 비해 계산 속도가 323배 가량 향상 되었다.
Carbon nanotube oscillators encapsulating copper nanowire were investigated by molecular dynamics simulations. The excess forces due to the carbon-carbon van der Waals interactions are higher than the excess force due to carbon-copper interactions. And the masses of copper atoms are higher than those of carbon atoms. So, the carbon atoms are easier accelerated than the copper atoms. When the encapsulated copper nanowire deforms the encapsulating nanotube, the frequency can not be estimated by the mass-frequency dependence in classical oscillation theory.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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