체심 입방 격자 금속에서 수소의 확산도와 용해도를 머신러닝 포텐셜과 경로적분을 사용하여 계산하는 방법

학위논문(석사) -- 서울대학교대학원 : 공과대학 에너지시스템공학부, 2023. 8. Takuji Oda.수소의 확산도, 용해도 및 투과도는 그 풍부한 물리적 특성과 재료 공학에서의 중요성으로 인해 광범위하게 연구되었다. 원자력 재료 공학에서는 핵연료 피복관 재료로 사용되는 Zr 수소화물이 합금의 연성을 심각하게 저하시키기에 이를 깊이 연구하고 있다. 핵 융합 반응로의 개발을 위해, 금속 내에서 수소 동위원소로 인한 취약화/손상뿐만 아니라 삼중수소 자체의 거동도 중요한 연구 주제이다. 방사성 삼중수소에 대한 안전 규정을 충족하기 위해 핵 반응로 구성 요소에서의 삼중수소 축적과 누출을 최소화해야 한다. 따라서, 핵융합의 삼중수소 연료 주기를 유지하기 위해서도 삼중수소의 손실은 최대한 예방되어야 한다. 많은 실험적 노력에도 불구하고, 표면 및 포집 효과로 인해 수소의 확산 계수와 용해도 상수에 대한 실험 데이터에는 큰 편차가 있으며, 특히 낮은 온도에서 정확한 측정이 내재적으로 어렵다. 계산 연구를 위해, 특정 원자 시뮬레이션으로 격자 내의 실제 수소 확산성과 용해도를 결정하는 데 사용되었지만, 대부분의 연구에서는 힘장 (force field), 동적 효과 또는 핵 양자 효과를 정확하게 모사하지 못해 그 정확성이 의문스럽다. 본 연구에서는 체심입방구조의 철과 텅스텐에 해 긴 시간의 경로 시뮬레이션을 사용하여 머신러닝 모멘트 텐서 포텐셜과 밀도 범함수 이론(DFT)의 정확도로 작은 농도의 수소 확산성과 용해도를 추정하였다. 이 방법은 힘장, 동적 효과, 핵 양자 효과(NQE) 이 세 가지 요소를 동시에 정확하게 처리한다. 확산 계수 실험 결과, 신뢰할 만한 온도 범위(철의 경우 500 K 이상, 텅스텐의 경우 1500 K 이상)에서 본 계산 결과가 실험값과의 높은 일치도를 보였다. 수소의 확산 계수는 철과 텅스텐에서 500 K 미만의 온도에서 핵 양자 효과로 인해 비선형 아레니우스 그래프를 보였다. 동위원소 효과에 관해서는, 500 K 이상의 고전적인 확산 계수에 대해서도 확산도의 비율이 질량 비율의 제곱근에서 벗어났다. 이는 수소-포논 결합에 의해 야기되는 동적 효과로 설명할 수 있다. 본 용해도 계산 과정은 이전 연구에서 사용된 준조화 가정(QHA)과 같은 방법에 비해 동적 효과와 핵 양자 효과의 결합이 완전히 포함되어 있어 이론적으로 더 정확하다. 높은 온도에서 용해도보다 투과성이 실험에서 더 정확하게 측정될 수 있기 때문에 용해도의 정확성을 투과성으로 변환시켜 간접적으로 실험값과 비교했다. 결과는 사용 가능한 실험값과 비교하여 허용 가능한 오차 수준을 보였으며, 동시에 밀도 범함수 이론의 체계적인 오차가 머신러닝 포텐셜을 통해 일부 용해도로 전달되었을 것이라 예측하고 있다. 이러한 결과는 넓은 온도 범위에서 정밀한 측정이 실험 연구와 간단한 계산 방법에서 여전히 어려운 도전임을 보여준다. 지금까지 많은 연구에서는 QHA를 사용하여 금속에서 수소의 확산성과 용해도를 계산했으나, 근사법의 엄격한 검증 없이 수행되었다. 본 연구에 따르면, 동적 효과(예: 철에서의 핵 양자 효과)가 중요한 경우에는 QHA를 사용하면 수소의 용해도에 대해 수십 배의 오차가 발생할 수 있다. 본 연구는 경로 적분 시뮬레이션과 통계 역학적 기법의 결합을 통해 동적 효과와 핵 양자 효과를 정확하게 고려하는 방법론을 개발함으로써 분자 동력학의 적용 가능성을 높였다. 본 연구자는 체심입방구조 금속에서 수소의 확산성과 용해도를 정확하게 계산하는 체계적인 방법론을 개발했으며, 전체 과정을 자동화할 수 있도록 하였다. 이 연구는 핵융합 반응로 재료를 위한 수소 동위원소의 확산도, 용해도 및 투과도에 관한 포괄적인 데이터베이스를 생성하는 데에 사용될 수 있으므로 핵융합 재료 공학의 발전에 크게 기여할 수 있다. 또한, 본 연구에서 사용된 방법은 핵 분열 반응로 및 수소 경제에서 발생하는 수소 관련 문제를 해결하는 기능성 재료의 설계에도 적용할 수 있다.Hydrogen diffusivity, solubility and permeability in metals has been extensively investigated owing to its rich physical characteristics and importance in materials engineering. For nuclear materials engineering, the hydride formation in Zr alloys used as cladding materials in water-cooled nuclear fission reactors has been extensively studied as it significantly degrades the ductility of Zr alloys. For the development of nuclear fusion reactors, not only embrittlement/damage caused by hydrogen isotopes in metals but also the behavior of tritium itself is an important research topic, since the accumulation and leakage of tritium in reactor components need to be minimized to satisfy safety regulation due to the radioactivity of tritium and the tritium needs to be quickly recovered and used as fuels to sustain the fusion fuel cycle. In spite of many experimental efforts, there are large deviations in the reported experimental data of diffusion coefficients and solubility constants due to surface and trapping effects, indicating that accurate measurements are inherently difficult, especially at low temperatures. For computational studies, several atomistic simulation methods have been proposed and used to determine the true hydrogen diffusivity and solubility in the lattice; however, their accuracy remains questionable as most studies have not accurately simulated the force field, dynamic effects, or NQEs. In this study, for bcc-Fe and bcc-W, we estimated the diffusivity and solubility of dilute hydrogen from long-time path integral simulations using machine-learning moment tensor potentials with the accuracy of density functional theory (DFT), which accurately handles the three factors (force field, dynamic effects, NQEs) simultaneously. In the temperature range where the experiments of the diffusion coefficients seem reliable (>500 K for Fe, and >1500 K for W), our calculations show excellent agreement for the metals. Protium diffusion coefficients exhibited non-linear Arrhenius plots due to NQEs at temperatures below 500 K in Fe and W. Regarding isotope effects, even for classical diffusion coefficients above 500 K, the diffusivity ratio deviated from the square root of the mass ratio. We attributed this to dynamic effects caused by hydrogen-phonon coupling. Our process to calculate the solubility is theoretically more accurate than the methods used in previous studies such as quasi-harmonic approximation (QHA) in that coupling of dynamic effects and NQEs is fully included in our process. Our solubility results are indirectly compared with the experimental values by converting them into permeability because the permeability at high temperatures can be more accurately measured than the solubility in experiments. The results showed an acceptable level of error compared to the available experimental values, while systematic error of DFT is transferred to the solubility to some extent through machine-learning potentials. These results demonstrate that precise measurements over a wide temperature range remain a challenge in experimental studies and simple calculation methods. Until now, many studies have calculated hydrogen diffusivity and solubility in metals using QHA without rigorous validation on approximations in it. According to this research, when dynamic effects, including NQEs are significant (e.g., in bcc-Fe), using QHA can result in errors of several orders of magnitude for the hydrogen solubility. This research has increased the applicability of molecular dynamics by developing a methodology that accurately considers dynamic effects and NQEs through the combination of path integral simulations and statistical mechanical techniques. We have developed a systematic methodology to accurately calculate hydrogen diffusivity and solubility in bcc metals, with the ability to automate the entire process. This research has the potential to create a comprehensive database on diffusivity, solubility, and permeability of hydrogen isotopes for fusion reactor materials, which can greatly contribute to nuclear fusion materials engineering. Additionally, the methods used in this study can be applied to designing functional materials that prevent hydrogen-related issues in various applications, including nuclear fission reactors and hydrogen ships for the hydrogen economy.Abstract 9 Abbreviation 12 Nomenclature 14 1. Introduction 16 1.1. Issues related to hydrogen isotopes in fusion reactor materials 16 1.2. Basic materials properties on hydrogen behavior: diffusivity, solubility, and permeability 19 1.3. Low reliability of experimental data on diffusivity and solubility 23 1.4. Low availability of data for deuterium and tritium 28 1.5. Objectives of this study 31 2. Methods 35 2.1. Moment tensor potential (MTP) 35 2.2. Imaginary time path integral theory 36 3. MTP generation and validation 38 3.1. MTP generation 38 3.2. MTP validation 39 4. Hydrogen diffusivity 42 4.1. Diffusion coefficient calculations 42 4.1.1. Einstein relation 42 4.1.2. Path integral quantum transition state theory 42 4.2. Validation by H diffusivity 44 4.2.1. H diffusivity in bcc Fe 45 4.2.2. H diffusivity in bcc W 48 4.2.3. Arrhenius equations of H diffusivity 48 4.3. NQEs, dynamic effects, and isotope effects 50 4.3.1. Free energy barriers 50 4.3.2. Dynamic effects and NQEs 52 4.3.3 Isotope effects 55 4.3.4 Isotope effects in the classical regime, T>T_NQEs 57 5. Hydrogen solubility 59 5.1. Solution constant calculations 59 5.1.1. Solubility at dilute concentration limit 59 5.1.2. Calculation of solution enthalpy H_sol 60 5.1.3. Calculation of solution entropy S_sol 66 5.1.4. Statistical mechanical description on hydrogen 69 5.3. Solution entropy 77 5.3.1. Solution entropy at T_0 77 5.3.2. Entropy change above 100 K 80 5.4. Solubility and Permeability 84 5.4.1. Binding energy correction 84 5.4.2. Solubility and permeability 86 5.5. Discussion 91 5.5.1. Error analysis in solubility 91 5.5.2. Validation of harmonic approximation 95 6. Conclusion 96 Appendix 98 A1. Key features of moment tensor potential 98 A2. Conditions for construction of the MTP training sets 99 A3. MTP validation 101 A4. Simulation conditions of MD simulations 102 A5. Codes used in this study 104 Bibliography 105석

양자 세계에서의 거시적 결맞음의 정량화 및 응용

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 자연과학대학 물리·천문학부, 2018. 2. 정현석.양자역학이 정립된 이래로, 거시적인 계에서도 양자 중첩이 존재할 수 있는지에 대한 의문은 계속되어 왔다. 고전적인 상태들의 양자 중첩은 슈뢰딩거 고양이 역설에서 잘 나타나듯이 일상적으로 이해하긴 힘든 현상을 유발하며, 이는 이론적 실험적인 관점 모두에서 큰 주목을 이끌어 왔다. 최근 양자 정보 분야의 발전으로 양자 중첩 혹은 결맞음을 비고전적인 작업을 수행하는데 필수적인 자원으로 이해할 수 있게 되었지만, 거시적 양자 결맞음을 비롯한 다른 양자 자원들 간의 정확한 연관 관계들은 아직 밝혀지지 않았다. 본 논문에서는 다양한 물리계에서의 거시적 양자 중첩을 정량화하는 방법을 소개하고 이를 자연법칙의 기본을 탐구하는 기초 학문적인 측면과 훗날 양자 기술에 활용될 수 있는 기술적인 측면에서 어떻게 적용될 수 있는지 살펴본다. 거시적 양자 중첩을 정량화하기 위해서는 물리계의 크기와 결맞음의 정도 두 가지가 한꺼번에 고려되어야 한다. 이를 위해 우리는 양자 상태들 사이의 물리적 거리에 기초하여 결맞음의 정도에 가중치를 둔 척도를 제시하는 한편, 미시적인 양자 중첩에 의한 효과를 배제하기 위한 차단 함수를 도입하여 거시적인 양자 중첩만을 측정하는 방법을 제시한다. 더 나아가, 부정확한 측정에 의한 양자 상태의 변동이 거시적 양자 결맞음을 측정하는 다른 척도가 되며, 이를 통해 왜 우리가 일상생활에서 거시적인 물체의 양자 중첩을 보기 힘든지를 설명하고자 한다. 두 가지의 접근 방법은 모두 비대칭성의 자원이론을 통하여 설명할 수 있으며, 대칭성을 보존하는 작용으로는 거시적인 양자 중첩을 증가시킬 수 없다는 사실을 보이고, 이 두 접근 방법 사이의 근본적인 공통점이 있음을 증명한다. 이러한 이론적 토대를 바탕으로, 거시적 양자 결맞음의 정도를 임의의 계에 대해서 측정할 수 있으며, 언제 양자 상태가 비고전적인 성질을 잃고 양자-고전 전이를 일으키는지에 대한 지식을 얻을 수 있음을 본 논문을 통하여 논의한다. 거시적 양자 결맞음의 기술적 응용 중 하나로, 양자 정밀측정이라고 알려진 정밀한 변수 추정 작업을 들 수 있다. 본 논문에서는 다중 모드의 광학적 계에서 거시적인 양자 중첩이 광학적 결맞음 상태들 사이의 결맞음의 정도로 볼 수 있으며, 이를 다중 모드 변이 변수를 정밀 추정하는 데에 필요한 자원이 됨을 밝혀낸다. 이러한 발견을 토대로, 글라우버-수다르샨 함수의 음의 값으로 표현되는 빛의 비고전적인 상태를 양자 정밀측정을 위한 자원의 측면에서 이해할 수 있으며, 빔스플리터, 위상변화계, 변이작용으로 대표될 수 있는 선형 광학적 작용을 통해서는 증가할 수 없는 자원임을 알아본다. 한편, 기초 학문적인 관점에서는 빛의 (양자역학적) 입자성을 띠는 상태와 (고전역학적) 파동성을 가지는 상태 사이의 양자 얽힘은 양자이론의 비국소성을 보이는데 응용될 수 있다는 사실을 탐구한다. 우리는 빛의 편광상태와 연속적인 결맞음 상태의 이종 얽힘 상태를 사용한다면 부정확한 광자측정만 가능한 상황에서도 허점 없는 벨 부등식 위배 될 수 있음을 살펴본다. 또한, 이러한 이종 얽힘 상태를 실제로 구현하는 방법을 구체적인 실험적 수치와 함께 제시한다. 마지막으로, 거시적 양자 결맞음의 또 다른 측면으로 많은 입자 계에서의 결맞음이 양자 열역학에서 어떠한 역할을 하는지 알아본다. 많은 입자 계의 결맞음은 일을 할 수 있는 자원과 시간을 측정하는데 쓸 수 있는 시계 자원 두 가지 종류로 분류될 수 있다. 흥미롭게도 본 논문에서는 이 두 일/시계 자원에 대한 교환관계를 밝혀내었으며, 이는 양자 열역학의 근본적인 에너지-시간의 불확정성을 제시한다고 볼 수 있다.From the beginning of quantum mechanics, many physicists raised the question whether this superposition principle can also be applied in the macroscopic regime. Quantum superposition between classically distinct states may occur unexpected phenomena well illustrated by Schrödingers cat paradox, and it has attracted interests from both theoretical and experimental aspects. Recent developments in quantum information now allow us to understand coherence as a quantum resource for nonclassical tasks, but the exact relationship between different quantum resources, such as macroscopicity and coherence, has not yet been uncovered. In this dissertation, we study quantification of macroscopic coherence in various physical systems based on quantum resource theory and investigate possible applications of macroscopic quantum states for both fundamental and technological aspects. In order to quantify macroscopic coherence, size of the system and degree of coherence should be considered at the same time. To this end, we suggest a weighted measure of coherence based on physical distance between quantum states and introduced a cut-off function to rule out microscopic contribution of coherence then only coherence between macroscopically distinct states can be captured. We show that quantum state disturbance caused by imperfect measurements, or coarse-grained reference frames can be another way to quantify macroscopic coherence which is the key to resolving why it is hard to see superposition between macroscopic objects. Both approaches fit in the resource theory of asymmetry that covariant operations cannot increase the degree of macroscopic coherence, and the connection between two different approaches is established. Using this framework, the degree of macroscopic coherence can be quantified for arbitrary physical systems, enabling us to investigate when quantum objects lose their nonclassical properties and experience a quantum-to-classical transition. As a practical application of macroscopic coherence, we study a precise parameter estimation task, as known as quantum metrology. In particular, we focus on multi-mode optical fields in which macroscopic coherence can be captured by coherence between coherent states. In this case, macroscopic coherence becomes can be directly utilized for multi-mode quadrature estimation tasks. Based on this observation, we develop the resource theory of nonclassicality, in which the negative Glauber–Sudarshan P-function is a resource for quantum metrology which is non-increasing under linear optical elements, including beam-splitters, phase-shifters, and displacement operations. In the fundamental point of view, we also show that hybrid entanglement between particle-like (or quantum) and wave-like (or classical) states in optical fields can be used to observe the failure of local-reality in quantum mechanics. Optical hybrid states which contain entanglement polarization degree of freedom and continuous modes is shown to perform loop-hole free Bell-Clauser-Horne-Shimony-Holt inequality test with imperfect photodetection, and their generation scheme is proposed as well. Finally, we investigate another aspect of macroscopic coherence especially in many-body systems to reveal the role of coherence in quantum thermodynamics. We have discovered that a certain type of coherence in many-body systems can be utilized to extract work deterministically while the other type of coherence can be interpreted as a clock resource. Interestingly, we found a trade-off relation between these different types of coherence in many-body quantum thermodynamics.I. Introduction 1 II. Resource theory of quantum coherence and asymmetry 7 2.1 Introduction 7 2.2 Quantifying quantum coherence 9 2.2.1 Incoherent states and incoherent operations 9 2.2.2 Measures of coherence 10 2.3 Quantum coherence and asymmetry 15 2.3.1 Asymmetry and reference frame 16 2.3.2 Modes of asymmetry 18 2.4 Remarks 21 III. Quantifying macroscopic coherence 23 3.1 Introduction 23 3.2 Properties of macroscopic quantum coherence 25 3.3 Asymmetry and macroscopic coherence 27 3.3.1 Macroscopic observables and covariant operations 27 3.3.2 Weighted measures of asymmetry 28 3.3.3 Ruling out microscopic coherences: Scaled measure of coherence 32 3.3.4 Application to N-partite spin-1/2 systems 37 3.3.5 Decoherence effect 42 3.4 Disturbance-based measure of macroscopic coherence 44 3.4.1 Macroscopic coherence and coarse-grained measurement 45 3.4.2 Quantum state disturbance and macroscopic coherence 51 3.4.3 Examples in spin and bosonic systems 55 3.4.4 Connection to a decoherence model 59 3.4.5 Appendix: Proof of Theorem 5 60 3.5 Remarks 64 IV. Macroscopic coherence in optical fields as a resource for quantum metrology 67 4.1 Introduction 67 4.2 Quantum metrology and quantum Fisher information 69 4.3 Nonclassicality in multi-mode optical fields as a resource for high-precision parameter estimation 70 4.3.1 Linear optical map and nonclassicality criteria 72 4.3.2 Metrological power of light 74 4.3.3 Quantifying nonclassicality via metrological power 77 4.3.4 Examples and applications 80 4.3.5 Appendix 85 4.4 Remarks 97 V. Nonlocality test using hybrid entanglement of light 99 5.1 Introduction 99 5.2 Nonlocality test using optical hybrid states 102 5.2.1 Bell-CHSH inequality using on/off and parity measurements 103 5.2.2 Photodetector efficiency and the detection loophole 105 5.2.3 Perfect photodetector efficiency 108 5.2.4 Imperfect detection for coherent-state fields 109 5.2.5 Imperfect detectors for both measurements 111 5.2.6 Appendix: Optimization of the Bell value for on/off and parity measurements 116 5.3 Generation of optical hybrid states 121 5.3.1 Generation Scheme 122 5.3.2 Detection inefficiency and vacuum mixtures 127 5.3.3 Use of approximate resource states 129 5.3.4 Imperfect on-off detectors and SPDC sources 132 5.4 Remarks 136 VI. Many-body coherence in quantum thermodynamics 139 6.1 Introduction 139 6.2 Resource theory of quantum thermodynamics 141 6.2.1 Thermal operation and quantum free energy 141 6.2.2 Many-body correlations in quantum free energies 143 6.3 The role of coherence in quantum thermodynamics 145 6.3.1 Internal and external coherences in many-body systems 145 6.3.2 Work extraction using quantum correlation and coherence 147 6.3.3 Coherence as a clock resource 152 6.4 Trade-off relation between work and clock resources 158 6.4.1 Clock/work trade-off relation: Two-level local Hamiltonian systems 159 6.4.2 Clock/work trade-off relation: General case 163 6.5 Remarks 169 VII. Conclusion 171Docto

A Study on Optimal Ship Size of Stainless Chemical tankers : Focused on Al Jubail port - Ulsan port

Abstract Since the financial crisis, New IMO regulations will be another challenge for shipping companies. Shipping companies will be under financial pressure due to the one-off costs incurred in installing ballast water treatment systems. Although some chemical tankers will be equipped with scrubbers before 2020, most chemical tankers will be forced to use expensive fuels when IMO 2020 sulfur dioxide emissions regulations are implemented, which will further deteriorate shipping companies’ profitability. Furthermore, it is hard to find any positive reason that the profitability will recover in the near future. Currently, in order to survive, shipping companies need to operate their vessels more efficiently. In this context, the study aims to analyze the net profits of five stainless steel chemical tankers and find out optimal ship size to help decision making of shipping companies. For this purpose, this study set the freight rate sections based on the average spot tariff for the Middle East-Far East routes, and calculated the net profit by analyzing the maximum shipping capacity and cost accordingly. In addition, the optimal ship size was derived from the scenario analysis reflecting the market situations. The conclusions drawn from this study are as follows. The variation of bunker ratio and shipment ratio affected the optimal ship size but the impact of changes in interest rates was insignificant. It is found that net profit is generated when the ships with DWT 11,000MT or more are applied to Al Jubail Port- Ulsan Port. Therefore, DWT 8,406 and DWT 9,104 vessels turn out not to be competitive, while DWT 12,495, DWT 17,427 and DWT 19,998 vessels are competitive. In addition, it is revealed that if the shipping capacity is set as 11,000 ~ 20,000MT, the ships having the same or similar DWT with the shipping capacity will be optimal; if the shipping capacity is set as more than 20,000MT, DWT 19,998 ships will be optimal due to economies of scale. KEY WORDS : Stainless Chemical Tanker, Net Profit, Optimal Ship Size목 차 List of Tables‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ⅲ List of Figures‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ⅵ Abstract‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ⅷ 제 1 장 서론‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1 1.1 연구 배경 및 목적‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1 1.2 연구 내용 및 방법‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧3 제 2 장 케미컬 해상화물운송의 특성과 현황‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧5 2.1 케미컬 제품의 특성과 현황‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧5 2.1.1 케미컬 제품의 종류‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧5 2.1.2 케미컬 제품의 제조 과정과 용도‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧6 2.1.3 케미컬 제품의 현황‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧7 2.2 케미컬탱커선의 특성과 현황‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧16 2.2.1 케미컬탱커선의 정의‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧16 2.2.2 케미컬탱커선의 특징‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧19 2.2.3 케미컬탱커선의 현황‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧20 2.3 케미컬탱커 시장의 특성과 현황‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧23 2.3.1 화물 운영상의 특성‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧23 2.3.2 Operators의 현황‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧25 제 3 장 선행연구‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧28 3.1 비 케미컬탱커선의 최적 선형에 관한 연구‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧28 3.2 케미컬탱커선의 최적 선형에 관한 연구‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧29 제 4 장 비용과 운임의 분석 및 최적 선형 도출‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧31 4.1 연구 모형 및 절차‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧31 4.2 연구의 전제조건‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧32 4.3 선형 및 항로의 분석‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧35 4.3.1 선형의 분석‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧35 4.3.2 항로의 분석‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧36 4.4 운임의 분석‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧37 4.4.1 선형별 총 운항 기간‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧37 4.4.2 선형별 최대선적량‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧38 4.4.3 운임 구간에 따른 Spot 운임 분석‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧40 4.5 비용의 분석‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧42 4.5.1 운항비의 분석‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧42 4.5.2 선비의 분석‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧46 4.5.3 금융비용의 분석‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧52 4.6 선형별 순이익 분석‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧54 4.7 시나리오 분석‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧57 4.7.1 선형별 벙커비의 변동에 따른 순이익 분석‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧57 4.7.2 선형별 금융비용의 변동에 따른 순이익 분석‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧63 4.7.3 선형별 선적률의 변동에 따른 순이익 분석‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧69 4.7.4 선형별 선적량에 따른 순이익 분석‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧77 4.8 Spot freight rate 전망을 통한 순이익 분석‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧81 제 5 장 결론‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧84 5.1 결론 및 시사점‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧84 5.2 연구의 한계점‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧87 참고문헌‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧88Maste

Frankia EuIK1 균주의 adrenodoxin reductase, isovaleryl-CoA dehydrogenase 유사 유전자의 클로닝과 특성분석

학위논문(석사)--서울대학교 대학원 :생명과학부,2001.Maste

Effective rehabilitation methods for shoulder impingement syndrome based on inter-muscular coordination analysis

학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 기계공학과, 2023.2,[v, 61 p. :]어깨는 사람이 가지고 있는 여러 관절 중 가장 자유도가 높으며 동시에 가장 불안정하다. 그중에서도 어깨충돌증후군은 가장 흔한 질환 중 하나이다. 어깨 근골격계 질환의 재활 운동들은 주로 물리치료사의 지도아래 정확한 자세를 유지하며 실시되어 왔는데, 자신의 동기부여에 의한 지속적인 운동이 중요하기에 가정 내 운동의 중요성이 부각되고 있다. 하지만 어깨 관절의 복잡성으로 인해 동작을 가정에서 혼자 실시하기 어려우며, 운동 효과가 떨어지거나 잘못된 운동으로 인한 부작용이 발생할 수 있다. 이런 복잡한 어깨의 운동을 분석하기 위해 본 연구에서는 근육 간 협응 분석 방법을 사용하였다. 본 연구에서는 이 방법을 이용하여 어깨충돌증후군 환자군과 건강인군 사이의 팔 뻗기 동작에서 나타나는 주요 차이점을 파악하였으며, 이를 이용하여 어깨충돌증후군의 평가를 위한 정량지표 및 이를 이용한 재활 훈련 방법을 제안하였다.한국과학기술원 :기계공학과

신뢰할 수 있는 이상치 감지를 위한 에너지 기반 딥 앙상블 방법

학위논문(석사) -- 서울대학교대학원 : 공과대학 기계공학부, 2022. 8. 박종우.Models used for prediction tasks like classification and regression should ideally possess two properties: (i) any model should be able to determine whether an in- put x is in-distribution (an inlier, i.e., drawn from the data distribution p(x)), or out-of-distribution (an outlier, or OOD), and (ii) once outliers have been filtered out, the model should offer a quantifiable measure of predictive uncertainty. Deep Ensemble (DE) methods that employ multiple probabilistic prediction models, together with their recent variants, are widely used precisely because of these two properties. Yet for OOD detection tasks, the performance of existing ensemble methods leaves much to be desired; we claim that this is because the models do not learn p(x). We propose in this thesis Energy-Based Deep Ensemble (EBDE) methods, in which the prediction model p(yx) and input data distribution p(x) are learned simultaneously. Specifically, p(x) is formulated as an energy-based model, with the ensemble disagreement (i.e., the collective variance of the predictions made by each model) used as the energy function. Experiments involving a wide range of datasets confirm that EBDE significantly outperforms existing DEs for OOD detection tasks, while achieving comparable performance in prediction and uncertainty quantification.분류 및 회귀와 같은 예측 작업에 사용되는 모델은 이상적으로 두 가지 속성을 가 져야 한다. 우선, 입력 x가 분포 내(즉, 데이터 분포 p(x)에서 도출된)인지 분포 외 (이상치 또는 OOD 데이터)인지 결정할 수 있어야 한다. 이상치가 필터링된 후에는, 모델은 예측의 불확실성의 정량적인 측도를 제공해야 한다. 최근에, 확률적 예측을 하는 딥 뉴럴넷 모델을 여러개 사용하는 딥 앙상블(DE) 방법과 DE의 몇가지 변형된 방법들은 이러한 두 가지 기능을 갖추어 널리 사용되어져 오고 있다. 그러나 OOD 감 지 작업의 경우 기존 앙상블 방법의 성능은 아쉬운 점이 있는데, 이는 모델이 p(x)를 학습하지 않기 때문이라고 주장한다. 본 학위논문에서는 예측 모델 p(yx)와 입력 데 이터 분포 p(x)를 동시에 학습하는 에너지 기반 딥 앙상블(EBDE) 방법을 제안한다. 구체적으로, p(x)는 앙상블 불일치(즉, 각 모델에 의한 예측들의 분산)를 에너지 함 수로 사용하여 에너지 기반 모델로 모델링 되어진다. 여러 종류의 데이터셋을 이용한 실험에서 제안한 EBDE가 예측 및 불확실성 정량화에서 기존의 방법들과 유사한 성 능을 달성하는 동시에, OOD 탐지 작업에 대한 기존 방법보다 더 나은 성능을 보임을 확인하였다.1 Introduction 1 2 Background 5 2.1 Problem Definition 5 2.2 Uncertainty quantification using prediction models 8 2.2.1 Probabilistic DNNs 8 2.2.2 Deep Ensemble 9 2.3 Ensemble diversification 10 2.4 Energy-based models 11 3 Energy-Based Deep Ensembles 13 3.1 Ensemble Disagreement as an Energy Function 13 3.2 OOD Score Function 16 4 Results and Discussion 19 4.1 Synthetic Experiments 20 4.2 Image Classification 23 4.3 Generative results 25 4.4 Regressionon UCI Datasets 27 5 Experimental Methods 31 5.1 ExperimentalDetails 31 5.2 Persistent Contrastive Divergence for EBM training 34 5.3 GPU Usage 35 6 Conclusion 36 A Appendix 37 A.1 (Approximate) computation of log normalization constant 37 A.2 Ensemble Disagreements 38 A.3 Relation to Joint Probability Training 38 A.4 Limitations 39 A.5 Additional Experimental Results 39 A.5.1 FMNIST classification 40 A.5.2 UCI regression 41 Bibliography 44 Abstract 50석

Die Gestaltung des Sündenfallmythos in Kafkas Erzählung Das Urteil (1912)

Der biblische Sündenfallmythos besitzt sowohl in Kafkas Denken als auch in seinem Werk einen hohen Stellenwert. In dieser Arbeit habe ich versucht darzustellen, wie Kafka in seiner Erzählung Das Urteil die Gestaltung dieses Mythos unternimmt. Für die Annahme, dass Kafkas Gedankenwelt von dem biblischen Sündenfallmythos stark geprägt ist, spricht zunächst seine intensive Beschäftigung mit diesem Mythos, vor allem aus den Jahren 1917 und 1918. Wichtige Punke in Kafkas Exegese des Sündenfallmythos sind eine negative Gottesvorstellung, die Unbegründetheit des Gebots, die Notwendigkeit der Schuld und die Unerlöstheit der Welt. Während der biblische Text die moralisch-religiöse Verschuldung des Menschen thematisiert und die entfremdete Lage des Menschen ätiologisch erklärt, betont Kafka allein den negativen Zustand der menschlichen Existenz. Der im Sündenfallmythos immanente Handlungsaufbau wird Kafkas Urmodell, das von einer geringfügigen oder nicht vorhandenen Schuld zur Strafe führt. In Kafkas Werken wird zugleich die Thematik des Sündenfalls durch verschiedene Bilder, Handlungsabläufe oder in Form einer großen Metapher zur Erzählung organisiert. Die Erzählung Das Urteil von 1912 unternimmt als erstes Werk die Gestaltung dieses Mythos, und zwar in Form des Vater-Sohn-Konflikts, der mit dem plötzlichen Machtgewinn des Vaters und der Niederlage des Sohnes endet. Insofern unterscheidet sich diese Erzählung von Kafkas früheren Erzählungen durch ihre innere Dynamik. Im Mittelteil der Erzählung entwickelt sich der Konflikt auf einer Ebene, die in der Wirklichkeit nicht mehr zu finden ist, sie enthält religiöse und mythische Momente. Der Sohn, der eigentlich „ein unschuldiges Kind sei, wird von seinem Vater als teuflischer Mensch verurteilt. Dabei wird das Urteil des Vaters jedoch über jede Wahrscheinlichkeit hinaus absolut gesetzt und so in den Rang eines göttlichen Machtwortes erhoben

Non-manipulability and Pareto-efficiency of DASO rules in Landing Slot Problems

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 경제학부 경제학전공, 2016. 8. 전영섭.We consider the landing slot problem formulated by Schummer and Vohra(2013), which is concerned with reallocating landing slots to airlines in inclement weather. Schummer and Abizada(2016) introduce Deferred Acceptance with Self-Optimization(DASO) rules and show that these rules are individually rational, non-wasteful, non-manipulable via weights, and non-manipulable by slot hiding. However, they are harmfully manipulable by intentional flights delay and not Pareto-efficient. We show that non-harmful-manipulability by intentional flights delay of these rules can be achieved by restricting the priority structure. We also show that they are Pareto-efficient if and only if all flight weights are identical for any given airline.1 Introduction 1 2 Model 3 2.1 Definitions 3 2.2 Properties 4 2.3 DASO rules 5 3 Results 6 4 Conclusion 15 References 16 요약 (국문초록) 17Maste

채널 병합을 통한 신경망 밀집도 제어

Master본 논문은 가중치 밀집도가 낮은 신경망에서의 가중치 스케줄 효율을 높이기 위해 1) 가중치 채널 병합(channel-merging)을 통해 밀집도가 높은 신경망을 만들어 스케줄 효율을 높이고, 2) 병합된 가중치 채널을 다룰 수 있는 하드웨어 가속기를 제안 및 평가한다.In this thesis, a channel-merging offline scheduling scheme is presented for improving the efficiency of the previous offline scheduler in highly pruned convolutional neural networks (CNN). In the channel-merging step, two channels in the same layers are merged lane-wise to increase the network’s channel-level sparsity. Also, a modified hardware architecture is presented to handle merged and scheduled weights. With the zero-skip and outlier-aware scheduling schemes of the previous accelerator, the proposed merging and scheduling method achieve more lane utilization and speedup. Despite a little area overhead of the proposed hardware, fast calculation and reduced memory access make the energy consumption lower than the previous hardware

國內分離 뉴캣슬 病 바이러스 fusion 및 hemagglutinin-neuraminidase 遺傳子의 分子生物學的 特性

Thesis (doctoral)--서울대학교 대학원 :수의학과 수의미생물학 전공,2000.Docto