A Study on Control of the Long-Period Waves Using 2-rowed IRSD and Wave Resonator

세계적으로 지진발생의 빈도가 급증하고, 이와 더불어 발생하는 지진해일의 규모도 점점 커져 막대한 인명 및 재산피해가 발생하고 있다. 이 중에서 2004년 12월 26일에 발생한 규모 9.1의 인도네시아 수마트라지진으로 인한 인도양지진해일은 대표적인 피해사례이다. 인도양지진해일로 약 22만 8천명이 사망 또는 실종되었고, 지진과 지진해일로 인하여 남아시아와 동아프리카의 14개 국가에서 약 170만명의 이재민이 발생하였다. 이러한 지진해일은 인명피해를 비롯하여 연안에 위치한 항만과 같은 주요한 사회간접자본시설물의 파괴, 침수 등에 의한 가옥피해 및 대규모의 지형변동 등을 유발시킨다. 우리나라도 동해연안에서 일본근해에 기원한 지진해일로 다소의 피해를 입었으며, 향후 일본의 지진공백역 등에서 발생될 수 있는 지진해일로 큰 피해가 예상되고 있다. 또한, 항내로 입사되는 장주기파의 주기와 항만의 고유진동주기가 같거나 비슷할 때 부진동현상이 발생한다. 이러한 부진동에 의하여 항만에서는 항만가동율의 저하, 하역과 적하작업의 중단 및 계류삭의 파단 등으로 크고 작은 피해가 발생되고 있다. 하지만, 지진해일과 부진동 등의 장주기파랑에 대한 피해를 방지하기 위하여 새로운 방파구조물을 건설하는 것보다는 기존의 파랑제어구조물의 활용 및 개량 등의 방법이 보다 경제적일 것이다. 따라서, 본 연구에서는 단주기파랑과 고립파(지진해일파) 같은 장주기파랑을 동시에 제어할 수 있는 방안으로 2열잠제와 공진장치를 제안하며, 또한 공진장치를 이용하여 단&#8226서방파제에 공진장치를 적용한 결과에 의하면 주기가 800s 이상의 장주기에서는 공진장치의 길이 L이 길어질수록 장주기파의 제어에 효과적이었으며, 수심이 깊어질수록 주기위상의 변화가 작은 것으로 나타났다. 3) 포항신항내의 공진장치 배치안은 현 상태의 부진동을 완전히 차단하고, 300s이후로 최대파고증폭비의 위상을 이동시킴으로써 300s이내의 계류선박의 동요를 발생시키는 주기를 억제할 수 있을 것으로 판단된다.분석하였다. 이로부터 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. (1) 고립파(지진해일) 작용하의 잠제에 의한 파랑제어 1) 고립파와 잠제와의 상호간섭을 해석하기 위한 본 연구의 타당성을 확인할 수 있었다. 비록 한정된 범위에서 수행된 수치해석결과이지만, 2열잠제의 천단고 및 배치간격을 적절히 조절함으로써 파랑제어기능을 극대화시킬 수 있다는 것을 확인할 수 있었다. 특히, 입사파랑의 파고가 2열잠제에 의해 약 60%까지 감쇠되는 것을 알 수 있었고, 1열잠제에 비해 반사율이 약 47%정도로 증가하며, 전달율은 약 18%로 감소하였다. 2) 전반적으로 입사파랑에너지의 소산은 잠제에 의한 와동현상과 밀접한 관계를 가지며, 더불어 본 연구에서 고립파의 제어를 위해 처음으로 도입되는 2열투과성사각형잠제는 1열의 경우와 대비하여 경제적으로, 그리고 보다 효과적으로 고립파를 제어한다는 것을 알 수 있었다. (2) 2열불투과성사각형잠제를 이용한 단주기파랑 및 고립파의 제어 1) 1열잠제보다 단면적이 훨씬 적은 2열잠제가 단주기파랑 및 고립파를 훨씬 효율적으로 제어한다. 2) 1열잠제의 경우에 천단고가 높을수록, 그리고 천단폭이 넓을수록 고립파의 제어기능이 향상되지만, 천단고가 미치는 영향이 천단폭의 경우보다 훨씬 크다. 또한, 2열잠제의 경우에 이격거리에 따라 파랑제어기능이 변화하며, 특히 고립파를 최적으로 제어할 수 있는 유효거리가 존재함을 확인하였다. (3) 공진장치를 이용한 단주기파랑과 고립파의 제어 1) 공진장치의 유무에 따른 배후역에서의 제어능은 단주기파랑과 고립파에 대한 탁월하다는 것을 알 수 있었다. 2) 유효거리 를 변화시켜 검토한 결과에 의하면 제어대상의 고립파에 대한 공진장치의 최적치수가 존재함을 확인할 수 있었지만 향후 수리실험과 같은 보다 다각도의 심층적인 연구가 필요할 것으로 판단된다. (4) 실해역에서 공진장치를 이용한 부진동의 제어 1) 모델항만에 적용된 공진장치는 공진장치의 길이 L와 중앙부폭 B를 적절히 조절함으로써 파장이긴 주기에 의한 부진동을 효과적으로 제어할 수 있는 것으로 나타났다. 2) 직사각형의 형상을 갖는 감천항의 동&#8729분석하였다. 또한, 부진동에 대해서는 2차원타원형완경사방정식을 기초로한 유한요소모델인 상용소프트웨어 SMS (Surface water Modeling System)의 CGWAVE MODULE을 적용하였고, 직사각형만을 모델링한 모델항만에서 Ippen 과 Goda(1963)가 수행한 선형파이론의 해석해와 비교&#8226분석하여 본 수치해석법의 타당성을 검증하였다. 이로부터 단주기파랑의 제어에 있어서 최소반사율을 나타내는 2열잠제의 조건을 검토하였고, 고립파에 대해서는 2열잠제의 천단고, 천단폭, 이격거리 및 입사파고 등을 변화시켜 1열 불투과성사각형잠제에 의한 결과와의 대비를 통하여 고립파의 3차원파랑제어특성을 검토하였다. 다음으로, 고파랑의 단주기파랑, 고립파 및 부진동을 동시에 저감시키기 위한 저감공으로 단주기파랑에 대해 기연구개발된 공진장치를 기설의 방파제 항구부에 부착하는 공법을 검토하였다. 수치해석에 있어서 단주기파랑에 대해서는 연직선Green함수에 기초한 특이점분포법을, 고립파에 대해서는 3차원수치파동수로를 이용하는 3차원혼상류해석법을 각각 적용하여, 기존의 수치해석결과 및 실험결과와 비교&#8226장주기파랑과 더불어 부진동현상도 제어할 수 있는 방안을 모색하고자 한다. 먼저, 고립파(지진해일파)에 대한 2열투과성사각형잠제의 파랑제어기능에 대하여 유체장에 대한 Navier-Stokes방정식과 자유수면을 효과적으로 추적할 수 있는 VOF법을 기초방정식으로 사용하는 2차원수치파동수로를 적용하여 수치적으로 검토한다. 고립파의 조파는 수치파동수로의 계산영역내에 설치된 수치조파기(내부조파소스)를 이용하였으며, 구조물에 의한 고립파의 파랑변형을 논한 기존의 연구결과와 본 해석결과를 비교하였다. 또한, 단주기파랑과 고립파를 동시에 저감시키기 위한 방안으로 2열불투과성사각형잠제의 파랑제어능을 수치적으로 검토하였다. 단주기파랑에 대해서는 Green공식에 기초한 경계적분방정식법을, 고립파에 대해서는 3차원수치파동수로를 이용하는 3차원혼상류해석법을 각각 적용하였고, 기존의 수치해석결과 및 고립파의 특성과 비교&#8226ABSTRACT i 요약 v 목차 ⅸ LIST OF TABLES xiii LIST OF PHOTOS xiv LIST OF FIGURES xv 제 1장 서론 1.1 연구의 배경과 목적 1 1.2 기존의 연구 2 1.2.1 2열잠제를 이용한 단주기파랑 및 고립파의 제어 2 1.2.2 공진장치를 이용한 단주기파랑, 고립파 및 부진동의 제어 3 1.3 연구의 구성 4 6 제 2장 고립파(지진해일) 작용하의 잠제에 의한 파랑제어 2.1 서언 9 2.2 이론적 배경 10 2.2.1 기초방정식 10 2.2.2 고립파의 수치조파 12 2.3 수치해석의 검증 14 2.3.1 시간파형 및 공간파형 14 2.3.2 고립파의 유효거리와 수향의 유효체적 15 2.3.3 잠제에 의한 고립파의 파랑변형 15 2.4 해석결과 17 2.4.1 1열잠제와 고립파와의 상호간섭 17 2.4.2 2열잠제와 고립파와의 상호간섭 24 2.5결언 29 31 제 3장 2열불투과성사각형잠제를 이용한 단주기파랑 및 고립파의 제어 3.1 서언 32 3.2 수치해석 34 3.2.1 경사입사파동장에서 단주기파랑에 대한 경계적분방정식법의 개요 34 3.2.2 3차원고립파에 대한 3차원혼상류해석법의 개요 36 3.3 수치해석결과의 검증 41 3.3.1 경사입사파동장에서 단주기파랑에 대한 경계적분방정식법의 검증 41 3.3.2 3차원혼상류해석법에 의한 3차원수치파동수로에서 고립파의 조파검증 42 3.4 수치해석결과 43 3.4.1 경사입사파동장에서 단주기파랑의 제어 43 3.4.2 3차원파동장에서 고립파의 제어 45 3.5 결언 51 53 제 4장 공진장치를 이용한 단주기파랑과 고립파의 제어 4.1 서언 56 4.2 수치해석의 이론 58 4.2.1 공진장치에 의한 평면파랑의 해석법 58 4.2.2 3차원고립파에 대한 3차원혼상류해석법의 개요 60 4.3 수치해석결과의검증 63 4.3.1 단주기평면파랑에 대한 특이점분포해석법의 검증 63 4.3.2 고립파에 대한 3차원혼상류해석법 및 3차원수치파동수로의 검증 64 4.4 수치해석결과 67 4.4.1 공진장치에 의한 단주기파랑의 제어 67 4.4.2 공진장치에 의한 고림파의제어 68 4.5 결언 75 76 제 5장 실해역에서 공진장치를 이용한 부진동의 제어 5.1 서언 78 5.2 수치해석의 이론 80 5.2.1 기초방정식 80 5.2.2 경계조건 82 5.3 모델항만의 검증 84 5.4 수치해석결과 87 5.4.1 모델항만에서 부진동의 제어 87 5.4.2 감천항에서 부진동의 제어 90 5.4.3 포항신항내에서 부진동의 제어 97 5.5 결언 105 106 제 6장 결론 6.1 고립파(지진해일) 작용하의 잠제에 의한 파랑제어 108 6.2 2열불투과성사각형잠제를 이용한 단주기파랑 및 고립파의 제어 109 6.3 공진장치를 이용한 단주기파랑과 고립파의 제어 110 6.4 심해역에서의 공진장치를 이용한 부진동의 제어 11

Synchronous Pulse Width Modulation with Low Frequency Modulation Index in Permanent-Magnet Machine Drive

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 전기·컴퓨터공학부, 2016. 2. 하정익.교류 전동기는 유지 및 보수비용이 많이 드는 직류 전동기의 정류자와 브러쉬를 제거할 수 있지만, 전동기 구동을 위해서는 교류전압이 필요하다는 단점을 가진다. 하지만 반도체 소자 및 마이크로프로세서의 비약적인 발전으로 교류 전압의 합성이 용이해져, 벡터제어 기법을 이용한 교류 전동기 제어방식이 널리 사용되기 시작했다. 최근, 설치형 가전뿐만 아니라 휴대용기기나 자동차 분야까지 확장되고 있다. 특히, 이동이 요구되는 분야에서 교류전동기를 사용할 경우 무게와 부피 최소화가 필수적이기 때문에 고속전동기가 주로 사용된다. 고속전동기는 높은 운전속도로 인해 수kHz이상의 높은 출력 주파수를 필요로 하기도한다. 하지만, 반도체 소자의 제한된 스위칭 주파수 조건 때문에 합성전압의 기본파 주파수를 증가시키는데 한계가 존재한다. 일반적으로 사용되는 고정 스위칭 주파수를 가지는 Space Vector PWM(SVPWM)방법은 출력전압 기본파 주파수 대비 스위칭 주파수 비율, 즉 주파수 합성비율이 충분히 높지 못할 경우 기본파 주파수 성분 이외의 고조파 성분의 크기가 상대적으로 커진다. 따라서 제한된 스위칭 주파수 조건에서 높은 주파수의 기본파 전압을 합성하기 위해서는 새로운 전압합성 방식이 필요하다. 대용량 시스템에서도 필요한 기본파 주파수의 크기는 상대적으로 작지만 스위칭 주파수가 수백 Hz로 제한되기 때문에 고속전동기 구동시스템과 동일한 문제에 봉착하게 된다. 이를 해결하기 위해 대용량 시스템에서는 최적 PWM을 이용한 궤적추적 방식과 동기 PWM 방법이 제안되었다. 하지만 이 방식은 기본적으로 정상상태 운전조건을 기준으로 최적의 스위칭 인가시간을 계산하기 때문에, 제어 동특성이 나쁘고, 방대한 양의 오프라인 계산과 디지털 제어기 내에 많은 데이터 저장공간이 필요하다. 동기 PWM 방법이 제안되기도 하였지만, 유도 전동기의 V/F 제어등과 같이 개루프(open loop) 제어에만 제한적으로 사용되었다. 따라서 본 논문은 동기 PWM방법을 폐루프(closed loop)제어방식에 적용하여 six-step운전을 포함한 모든 속도영역에서 사용 가능한 영구자석 동기전동기 구동전략을 제안한다. 전압벡터 인가 방향에 따른 일반화된 평균 전압크기 수식을 유도하였으며, 이를 바탕으로 샘플링 주기 단위로 전압을 합성하는 방법을 제안한다. 출력 기본파 주파수에 비해 낮은 스위칭 주파수를 가지는 동기 PWM방법을 전동기 구동에 적용하고자 가변 샘플링 방식을 사용하였으며, 매번 변화하는 샘플링 주기로 인해 발생하는 전압오차를 분석하고 이를 보상하기 위한 방법을 제안하였다. 샘플링 횟수와 전압 합성전략에 따른 출력전압의 고조파 분석을 실시하였다. 이를 바탕으로 단위 섹터당 서로 다른 샘플링 횟수를 가지는 전압 합성방법들 간의 절환전략을 제안하고, 고정 샘플링 시스템에서 가변 샘플링 시스템으로의 전환 알고리즘을 제안하였다. 또한 가변 샘플링을 이용한 동기 PWM방법은 약자속운전 영역에서 six-step 운전에도 적용할 수 있음을 보였다. 모의실험 및 실험을 통해 제안된 가변 샘플링을 이용한 동기 PWM방법은 고정 샘플링을 이용한 전압 합성방법에 비해 낮은 주파수 합성비율 조건에서도 출력전류 및 토크맥동을 크게 저감 할 수 있음을 보였다. 제안된 가변 샘플링을 이용한 동기 PWM방법은 일반화된 수식을 통해 전압합성을 위한 지령값을 쉽게 구할 수 있어 필요한 오프라인 계산이 최소화되고 참조표를 사용하지 않기때문에 간단히 구현할 수 있다. 따라서 데이터 저장과 계산량에 대한 부담이 적기 때문에 최적 PWM을 이용한 궤적추정 방식에 비해 손쉽게 적용할 수 있는 방법이다. 특히 이 방법은 약자속 운전영역에서 six-step운전시, 고정 샘플링의 전압합성을 이용한 전동기 제어방법에 비해 정상상태 성능 및 과도상태 성능이 뛰어나다는 장점을 가진다.제 1 장 서론 1 1.1 연구 배경 1 1.2 연구 목적 5 1.3 논문의 구성 6 제 2 장 낮은 주파수 변조지수에서의 전동기 구동 9 2.1 일반적인 3상 2레벨 전압형 인버터의 전압합성 9 2.1.1 스위칭 동작에 따른 출력 전압 9 2.1.2 전압 변조 방식 12 2.1.3 합성된 상전압의 고조파 특성 19 2.1.4 주파수 변조지수가 낮은 경우의 주파수 특성 22 2.2 고정 샘플링 SVPWM을 이용한 전동기 구동 24 2.2.1 고정 샘플링 전류제어 시스템 24 2.2.2 주파수 변조지수가 낮을 때의 전동기 구동 – 선형변조영역 28 2.2.3 주파수 변조지수가 낮을 때의 전동기 구동 – 약자속 운전영역 30 2.3 기존의 동기전압 합성방법 39 2.3.1 최적 PWM 방법 39 2.3.2 최적 샘플링 주기 설정 방법 41 2.3.3 동기 PWM 방법 41 2.4 기존의 동기전압 합성방법을 이용한 전동기 제어 54 2.4.1 동기 PWM방법을 이용한 open loop 제어 54 2.4.2 최적 PWM을 이용한 전동기 구동 56 2.4.3 가변 샘플링을 이용한 six-step 운전 65 2.5 예측제어기를 이용한 전동기 구동 76 2.5.1 고정된 샘플링 주기를 가지는 전류 예측 제어기 76 2.5.2 히스테리시스 기반의 모델 예측제어기 80 2.6 기존 방식의 한계 83 제 3 장 동기 PWM을 통해 합성된 전압 85 3.1 합성된 전압의 동기좌표계 평균값 85 3.1.1 연속 및 불연속 스위칭 방식에서의 위치각 및 유효벡터 92 3.1.2 연속 스위칭 - 정방향 벡터인가 순서조합 ZX, X, Y, ZY 95 3.1.3 연속 스위칭 - 역방향 벡터인가 순서조합 ZY, Y, X, ZX 98 3.1.4 불연속 스위칭 - 정방향 벡터인가 순서조합 ZX, X, Y, X, Y, ZY 100 3.1.5 불연속 스위칭 - 역방향 벡터인가 순서조합 ZY, Y, X, Y, X, ZX 101 3.1.6 경계 샘플링 방식 – 경계 벡터인가 순서조합 ZX, X, ZX 102 3.1.7 경계 샘플링 방식 – 경계 벡터인가 순서조합 X, ZX, X 104 3.1.8 경계 샘플링 방식에서의 연속 및 불연속 스위칭 106 3.2 샘플링 횟수 별 최대 합성전압 107 3.2.1 연속 및 불연속 스위칭 방식에서의 최대 합성 전압 107 3.2.2 경계 샘플링 방식에서의 최대 합성 전압 110 3.3 샘플링 횟수 별 전압 합성 방법 112 3.3.1 Ns=1인 전압 합성 방법 112 3.3.2 Ns=2인 전압 합성 방법 119 3.3.3 Ns=3인 전압 합성 방법 125 3.4 샘플링 주기 변화시 합성된 전압 134 3.4.1 과도 샘플링 구간에서의 전압크기 수식 135 3.4.2 샘플링 수 및 주입 방향에 따른 과도상태 전압 오차 139 3.4.3 정상상태 및 과도상태에서의 d축과 q축전압 141 3.4.4 과도상태 전압오차 보상 148 제 4 장 동기 PWM을 이용한 전동기 구동 149 4.1 가변 샘플링을 이용한 동기 PWM 방법 149 4.1.1 동기전압 합성부분 150 4.1.2 전류제어기 및 극좌표계 변환부분 155 4.1.3 옵셋각 보정부분 156 4.1.4 실제전압 인가 시점 및 전류 샘플링 시점 159 4.1.5 모의실험 결과 163 4.2 스위칭 방법간의 절환 176 4.2.1 최소 WTHD를 가지는 동기 PWM방법간의 절환 177 4.2.2 동일한 샘플링 지점을 가지는 동기 PWM방법간의 절환 186 4.2.3 고정 샘플링에서 가변 샘플링으로의 절환 193 4.3 약자속 영역에서의 six-step 운전 198 제 5 장 실험결과 203 5.1 실험장치의 구성 203 5.2 기존방법들의 한계 206 5.2.1 고정 샘플링을 이용한 six-step 운전 206 5.2.2 가변 샘플링을 이용한 고정 six-step 운전방식 209 5.3 동기 PWM방법 사용시 정상상태 성능 213 5.4 가변 샘플링을 이용한 동기 PWM 방법 적용 220 5.4.1 옵셋각 보상기의 영향 220 5.4.2 동기 PWM방법간의 절환 223 5.4.3 고정 샘플링에서 가변 샘플링으로의 절환 230 5.4.4 약자속 운전영역에서의 six-step 운전 233 5.4.5 연산시간에 대한 고찰 236 제 6 장 결론 및 향후 과제 238 6.1 연구 결과 238 6.2 제안된 시스템의 한계 240 6.3 향후 과제 241 참고 문헌 244 부 록 253 A.1 모의 실험 및 실험에 사용된 전동기 제정수 253 ABSTRACT 254Docto

Cell Capacitor Voltage Control of Modular Multilevel Converter Using Harmonic Wave Injection

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 전기·컴퓨터공학부, 2012. 2. 설승기.본 논문에서는 모듈형 다단 컨버터(Modular Multi-Level Converter)를 소개하고, 시스템 모델링을 통해 제어기 설계 방법을 서술하며, 셀(Cell)내부의 캐패시터 전압 맥동을 감소시키기 위한 2고조파 암(Arm)평균 전류 주입 방법을 제안한다. 최근 증가하는 풍력단지와 육지간의 연결, 다른 국가간의 계통연결을 위해 HVDC 전력 전송 시스템의 수요가 증가 하고 있다. 현재 기존의 2레벨 컨버터나 전류형 컨버터를 이용한 방법에서, MMLC를 이용한 HVDC전력전송 시스템으로 점차 바뀌고 있다. MMLC는 높은 레벨로의 손쉬운 확장성, 모듈화를 통한 시스템 단가의 절약, 셀의 고장에도 시스템을 멈추지 않고 수리 가능한 사고 대응능력 등으로 인해 HVDC 시스템에서 각광을 받고 있다. MMLC는 직렬 연결 H-브릿지 인버터에 존재하는 직류 전원 단이 없는 형태와 유사한데, 그로 인해 시스템의 부피를 줄일 수 있다는 큰 장점이 존재 한다. 하지만, 내부 에너지 레벨을 따로 제어 해야 하며, 출력 전원 주파수로 내부 에너지가 흔들리기 때문에 이를 줄이기 위한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 캐패시터 전압 맥동 저감을 위해, 암 평균 전류를 직류 성분뿐만 아니라 2고조파 성분도 함께 제어 하는 방법을 제안한다. 이 방법은 암 평균 전류를 직류로 제어하는 방법에 비해 최대 60%의 캐패시터 전압 맥동 감소 효과를 얻을 수 있는 데, 특히 전압변조지수(MI)가 정격부근인 경우 출력 전류의 크기에 상관없이 60%의 캐패시터 전압 맥동 감소 효과가 있기 때문에 항상 정격 전압 변조지수 부근에서 동작하는 교류 전원 계통 연결형 시스템에 적용이 용이하다. 전압 맥동은 구동주파수와 모듈의 개수, 캐패시터 값에 반비례 하므로, 전압맥동 감소 알고리즘을 적용 하면, 시스템 제작 시 큰 부피와 원가를 차지하는 캐패시터 값을 줄일 수 있는 장점이 있다. 먼저 2고조파 주입을 통해 캐패시터 전압 맥동을 최소로 할 수 있는 조건을 시뮬레이션을 이용해 찾았다. 2고조파 주입을 통해 얻을 수 있는 최대 맥동 감소율을 부하조건에 따라 보였으며, 또한 2고조파 주입을 통해 얻을 수 있는 한계에 대해서 서술한다. 수식적 접근을 통해 전압 맥동을 줄일 수 있는 2고조파 주입전류의 크기를 제시하며, 맥동저감 효과비교를 통해 그 값의 타당성을 보인다. 모의 실험을 통해 그 영향을 검증하고, 10kW 급 MMLC 세트를 제작, 제안된 2고조파 주입의 유효성을 검증한다.Maste

Hyperbolic Finite Volume Method for Incompressible Flows on Unstructured Grids

조선해양 분야는 기계, 항공우주 등 다른 분야와는 달리 유체 시스템의 규모가 크고, 고 레이놀즈 수 유동을 특징으로 한다. 이에 따라 복잡한 유체 시스템을 효율적으로 해석할 수 있도록 공간 정확도를 향상시키고, 얇은 경계층에서의 정확한 속도 구배(velocity gradient) 추정을 가능하게 하는 유체 솔버 개발이 요구된다. 이러한 배경에서 최근에는 포물형(parabolic) 특성을 가지는 점성 항을 대류 항과 같이 쌍곡형(hyperbolic) 특성으로 변환하여 문제를 해결하려는 쌍곡형 방법(Hyperbolic Method)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 비압축성 나비에-스토크스 방정식의 해법으로 가상 압축성 기법(Artificial Compressibility Method, ACM)과 유한체적법 기반 쌍곡형 정식화(Hyperbolic Finite Volume Method)를 결합한 수치 알고리즘을 제안한다. 시간 이산화에는 완전 음해법(Fully Implicit Scheme)을 적용하였으며 Finite Difference Coloring 기법을 사용하여 자코비안 행렬을 효율적으로 구성하였다. 코드 검증을 위해 Kovasznay flow, Laminar Flat-Plate flow 및 Flow around Circular Cylinder 해석을 수행하였다. Kovasznay flow 해석을 통해 오차 및 정확도를 검증하였고 Alpha4/3 기법을 사용하는 표준 유한체적법(Standard Finite Volume Method)과 비교하여 쌍곡형 방법이 계산 비용 측면에서 효율적임을 입증하였다. 또한, Laminar Flat-Plate flow 해석에서는 높은 레이놀즈 수 유동에서도 잘 작동하는 Optimal Lr 을 제안하였다. 마지막으로 Flow around Circular Cylinder 해석을 통해 외부 유동에 대한 적용 가능성도 확인하였다.Maste

생물학적 응용을 위한 양자점의 표면 개질

MasterQuantum dots(QDs) are great interest in past decade, due to their unique, tunable optical properties. Luminescent QDs exhibit high photoluminescence quantum yield, large extinction coefficients, and strong resistance to photo- and chemical degradation. For highest quality QDs, QDs are synthesized by pyrolysis method in organic media. In this condition, QDs is capped with hydrophobic ligand which cannot give colloidal stability in water to QDs. So, ligand exchange with hydrophilic ligands is the essential step for biological application of QDs. In this research, ligands containing primary, tertiary amine group and zwitterion are synthesized based on lipoic acid. Primary amine group is used to react with biomolecule such as streptavidin via EDC coupling. Tertiary amine group and zwitterion give QDs to a colloidal stability in various water solutions. The ligand exchange with controlling ratio between reactive group and stabilizing group, we can make easily surface modified QDs which are well dispersed to broad pH range and high ionic strength water conditions. Therefore these QDs have colloidal stability at conjugation buffer condition, we make QD ？ biomolecule conjugates without aggregation via EDC coupling. These QDs ？ biomolecule conjugates will be using bioactive fluorescent probes. Characterization of surface modified QDs is done by optical spectroscopy and dynamic light scattering