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      • Study of astrophysically important nuclear states of 27P using radioactive ion beam : 방사성 핵종빔을 이용한 천체물리학적으로 중요한 27P의 핵 준위에 대한 연구

        문준영 중앙대학교 대학원 2009 국내박사

        RANK : 247631

        The reaction of ^(26)Si (p, γ) ^(27)P is a destroyer of ^(26m)Al, which is fed from the beta decay of ^(26)Si. And its reaction rate information is very necessary for estimation of how much the lifetime of ^(26g)Al would be influenced by the equilibrium between two species - ^(26g)Al and ^(26m)Al at higher temperature region more than T_(9)~0.4. Especially, the resonant reaction rate due to resonance states of ^(27)P within Gamow window can give significant contributions. In order to survey their existences, the elastic scattering plus thicktarget scan technique were applied. We used the radioactive beam of ^(26)Si for the elastic scattering, which was extracted from CRIB facility (CNS, Japan) in RIKEN and its energy and intensity is 3.745 (27) MeV/u on target and 1.762 kcps, respectively. It was the first experiment using RI beam ^(26)Si in the world. As a proton target, the thick polyethylene foil which can stop the incident beam is used, and then we could survey up to 3.6 MeV above the proton threshold through a thick-target scan technique. From the experiment, we observed a couple of resonances and analyzed them with R-matrix-based code SAMMY M6-beta. As a result, we suggested that there are five resonance states within the energy region from E_(R) = 2.0 to 3.2 MeV above the proton threshold, and tentatively assigned spin-parities for them. In addition, we could obtain the proton widths for resonance states. With all resonance parameters, we calculated the resonant reaction rate of ^(26)Si (p, γ) ^(27)P as a function of temperature, from which it has been found that the contribution of five newly found states becomes more significant at higher temperature T_(9) ~ 1, as expected. 천체 핵 합성 과정에서 핵반응 ^(26)Si(p, γ)^(27)P은 베타붕괴를 하여 ^(26m)Al으로 전이하려는 ^(26)Si 핵에 대해 이 전이를 방해하는 역할을 한다. 따라서 이 핵반응은 온도가 0.4 GK이상인 별의 진화 환경 속에서 기저상태인 ^(26g)Al와 여기 상태인 ^(26m)Al가 ^(26)Al의 내부 핵 준위를 통한 열적 평형 상태에 이르고, 이에 따른 1.8 MeV 감마선 방출원인 ^(26g)Al의 양이 얼마나 영향을 받는지를 알아보기 위해 매우 중요한 반응이다. ^(26)Si에 의한 양성자 포획 반응에 있어 공명 반응은 매우 큰 기여를 하는 것으로 알려져 있고, 이에 따라 Gamow 창 내에 ^(27)P의 공명준위 여부는 매우 중요하다. 이를 위해 방사성 핵종 빔인 ^(26)Si을 일본 CNS의 CRIB 시설을 이용하여 생성, 양성자 표적에 입사시켜 탄성 산란에 대한 여기함수를 측정하였다. 생성된 ^(26)Si빔의 에너지와 세기는 각각 표적 직전에서 3.745(27) MeV/u 와 1.762 kcps 이며 이번 실험은 세계에서 최초로 방사성 핵종 빔 ^(26)Si빔을 인출하여 실험에 이용된 것에 또 하나의 의미가 있다고 하겠다. 양성자 표적으로는 빔이 내부에서 모두 정지할 정도의 충분히 두꺼운 폴리에틸렌을 사용하였고, 두꺼운 표적법 (Thick target scan technique)을 이용하여 질량 중심계에서의 양성자 문턱 에너지로부터 3.6 MeV 까지 넓은 범위에 걸쳐 조사하였는데, E_(R) = 2.0 ~ 3.2 MeV에 걸쳐 5개의 새로운 공명준위들을 발견할 수 있었다. 발견한 공명준위들은 R-matrix 를 기반으로 한 SAMMY M6-beta를 이용하여 분석, 각각의 공명준위에 대해 공명에너지, 양성자 붕괴 두께 (proton decay width)에 대한 정보를 얻을 수 있었다. 그러나 스핀-패리티에 대한 정보는 데이터의 양의 미미로 정확한 결정은 불가능하였다. 마지막으로 이를 통해 얻은 공명준위에 대한 핵 분광학적 정보를 이용하여 공명 양성자 포획 반응에 대한 반응률을 온도에 대한 함수로 구하여 보았는데, 새로 발견한 공명준위는 별의 온도가 1GK 이상인 경우에 두드러진 기여를 하는 것으로 확인되었다.

      • 차등 전기 가격과 분산 전원을 고려한 생산 일정 계획에 관한 연구

        문준영 서울대학교 대학원 2013 국내박사

        RANK : 247631

        Currently, manufacturing industries in many advanced countries pay electricity rates stratified by the time of the day (i.e., peak load, mid-load, and off-peak load). These countries are trying to widen the difference between the peak load rate and off-peak load rate to reduce electricity demand at peak load times. Differential electricity pricing affords consumers an opportunity to shift the timing of electricity usage to time periods with a lower electricity price, thereby reducing electricity costs. Similarly, a production scheduling process, which considers time-dependent and machine-dependent electricity costs, enables industrial electricity consumers to minimize energy expenses. Additionally, the emerging Smart Grid is supposed to require industries to pay real-time hourly electricity costs. More energy-efficient, intelligent production scheduling is thus possible. The present thesis deals with minimizing the total cost of production schedule by means of energy scheduling considering both the usage and generation of electricity. The proposed method allows each decision maker in the manufacturing industry to seek a compromise solution with total production cost by considering electricity costs with distributed energy resources and energy storage in the Smart Grid environment of the future. The method employs hybrid algorithms that include genetic algorithm, constraint programming, and mixed-integer linear programming approaches to solve the problems and compare the proposed models with the classical computational method. In addition, smart production scheduling models are formulated considering distributed generations (DGs), including energy storage system and renewable energy resources such as solar, wind, and fuel cell. This issue is more complex as manufacturers have to consider an hourly generation schedule of DGs and hourly charging/discharging schedule of energy storage system. In order to solve this problem, an algorithm and solution technique using mixed integer programming and constraint programming is introduced. Finally, this thesis deals with multi-factory smart production scheduling problems by grouping factories. One model considering separated DGs and another considering centralized DGs are analyzed and compared. This can be a guideline to determine the setup of DGs for manufacturing companies with a number of factories. The models considering time-dependent and machine-dependent electricity costs were proposed for efficient use of electricity in factories. However, processing times for each job in the suggested models were assumed to be integer-multiples. Therefore, improvements are still needed for more realistic models applicable to the field. 현재, 대다수의 선진국에서 제조 기업은 매일 시간에 따라 달라지는 경부하, 중간부하, 최대부하의 3단계 차등 전기 요금을 지불한다. 각 국은 최대 부하에서의 전기 수요를 줄이고 경부하로의 수요 이전을 촉진하기 위해 단계별 전기 요금 격차를 확대하는 경향을 보이고 있다. 그러므로, 제조기업의 공장에서 제품 생산을 위한 생산 일정 계획을 세울 때, 시간에 종속적이고 장비에 종속적인 전기 비용을 고려한 효율적인 생산 일정 계획으로 에너지 비용을 감소시킬 수 있다. 더욱이, 다가오는 스마트 그리드 시대에서 전기 요금은 1일 동안 매시간 크게 변동하는 실시간 전기 요금제의 실시가 유력해 지고 있다. 따라서, 제조 기업이 전기 요금에 적절히 반응하지 않으면 전기 사용을 위해 고비용을 지불해야 할 수 있다. 그러므로, 에너지 효율적인 생산 일정 계획이 제조 기업이 해야할 중요한 과제 중의 하나 이다. 따라서, 본 연구에서는 시간과 장비에 따라 달라지는 전기 비용과 함께 총 생산 비용을 최소화 하는 문제를 모형화하고 유전 알고리즘을 이용한 해법과 알고리즘을 소개하며 전기 비용을 고려하지 않은 같은 조건의 생산 일정 계획의 총 생산 비용과 비교하고 분석한다. 또한, 태양광, 연료전지 등 신재생 에너지와 에너지 스토리지를 포함하는 분산 전원을 도입한 경우의 확장된 스마트 생산 일정 계획 문제를 모형화한다. 이러한 문제는 매시간 분산 전원의 발전 계획과 에너지 스토리지를 구성하는 배터리의 충방전 계획을 고려하기 때문에 더욱 복잡해 진다. 이를 해결하기 위하여 제약 프로그래밍을 이용한 해법과 알고리즘을 소개하고 분산 전원 및 에너지 스토리지를 도입하지 않은 경우와 비교하고 분석한다. 마지막으로, 분산 전원을 도입한 경우에도 복수개의 공장을 그룹화하여 그룹별 분산전원을 고려한 통합 스마트 생산 일정 계획과 개별 공장의 분산전원을 고려한 스마트 생산 일정 계획을 비교한다. 이것은 다수의 공장을 소유한 기업이 생산 일정 계획을 위하여 분산 전원의 도입 방식을 결정하는데 지침이 될 수 있다. 제조업체의 공장에서 효율적인 전기 사용을 위해 시간 및 장비에 종속적인 전기 요금과 분산전원을 고려하는 모형을 정의하고 해법으로 유전 알고리즘과 제약 프로그래밍등 휴리스틱한 방법을 제안했다. 하지만, 제안된 모형에서 작업 시간이 자연수라는 가정을 하였기 때문에 현장의 실용적인 스케쥴링에 적용 가능한 현실적인 모형을 위해 아직 개선이 필요하다.

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